專利名稱：一種高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端的制作方法
專利說(shuō)明 技術(shù)領(lǐng)域 本實(shí)用新型涉及一種電氣設(shè)備，特別是一種配電網(wǎng)自動(dòng)化中對(duì)配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、采集及控制的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端。
背景技術(shù) 配電變壓器是一種數(shù)量眾多、應(yīng)用很普遍的配電網(wǎng)重要電力設(shè)備。配電變壓器監(jiān)測(cè)終端TTU(TransformerTerminal Unit)是配電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)中完成對(duì)配電變壓器的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，采集電壓、電流等模擬量和開(kāi)關(guān)狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)對(duì)配電變壓器的遙測(cè)、遙信、遙控和遙調(diào)以及與監(jiān)控中心通信等功能，保障配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)。
我國(guó)廣大中小城市及農(nóng)村配電網(wǎng)的現(xiàn)狀是配電網(wǎng)自動(dòng)化檢測(cè)比較薄弱，大部分TTU需安裝在戶外電線桿上，因此工作環(huán)境惡劣，同時(shí)不同地區(qū)配電網(wǎng)自動(dòng)化的設(shè)備差別非常大。目前戶外配電變壓器多數(shù)沒(méi)有裝設(shè)電壓互感器，因此配電變壓器監(jiān)測(cè)終端本身的電源只能取自公用配電變壓器低壓側(cè)的相電壓，而公用配電變壓器低壓側(cè)的相電壓一般都比較高，因此目前取自公用配電變壓器低壓側(cè)的相電壓的TTU易損壞，使用壽命短。另外，戶外經(jīng)常發(fā)生單相接地故障，該故障發(fā)生后，線路仍可運(yùn)行一段時(shí)間，但尋找故障點(diǎn)的工作量和難度很大，導(dǎo)致恢復(fù)供電時(shí)間增長(zhǎng)，而目前的監(jiān)測(cè)終端都不具備單相接地的監(jiān)測(cè)功能，給配電網(wǎng)自動(dòng)化造成很大的障礙。
實(shí)用新型內(nèi)容 本實(shí)用新型解決現(xiàn)有技術(shù)遠(yuǎn)程終端由于工作環(huán)境惡劣造成的易損壞、使用壽命短的問(wèn)題，提供一種高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，不易損壞，使用壽命長(zhǎng)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣的一種高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，包括分別與CPU芯片相連的電壓互感器、電流互感器和電源，所述電源具有與配電變壓器低壓側(cè)相連的接線端子，所述電壓互感器、電流互感器具有與配電變壓器相連的接線端子；其特征在于所述電源電壓的額定電壓為220V，允許偏差擴(kuò)大為-15％～+35％，即其電壓工作范圍擴(kuò)展為185VAC-300VAC。
所述電壓互感器共有七個(gè)，其中一個(gè)為可測(cè)零序電壓的電壓互感器，所述電流互感器具有七個(gè)，其中一個(gè)為可測(cè)量零序電流的電流互感器。所述電壓互感器可分別將兩段母線的電壓變換為弱電信號(hào)送至A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸入到CPU，所述電流互感器可將配電變壓器高、低壓側(cè)的三相電流或兩回線路的三相電流變換為弱電信號(hào)送至A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸入到CPU。
所述電壓互感器通過(guò)接線端子可供輸入的測(cè)量電壓的范圍為0VAC-480VAC。
所述CPU還與無(wú)線通信模塊相連，且是通過(guò)光耦相連。
所述CPU還設(shè)置有RS-485串行接口。
技術(shù)效果 現(xiàn)有技術(shù)提到，TTU的工作環(huán)境惡劣，目前戶外配電變壓器多數(shù)沒(méi)有安裝電壓互感器，因此監(jiān)測(cè)終端的電源只能連接至配電變壓器的低壓側(cè)，造成監(jiān)測(cè)終端易燒壞，使用壽命短。本申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)實(shí)際考察，發(fā)現(xiàn)由于從變壓器至終端負(fù)載傳輸過(guò)程線路有電壓降落，因此戶外配電變壓器低壓側(cè)的相電壓通常都比較高，最高可達(dá)260-270VAC。常規(guī)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端由于電源一般只設(shè)置在220VAC±10％或+10％至-15％的工作范圍，因此實(shí)際上電源都是在臨界狀態(tài)下工作，因此容易燒壞，本實(shí)用新型由于將電源電壓的額定電壓220VAC的允許偏差增加為-15％～+35％；允許工作范圍則增為185～300VAC，即擴(kuò)大了電源電壓的允許工作范圍，即使配電變壓器低壓側(cè)的相電壓到達(dá)270VAC，仍然是電源的正常工作電壓，而不是臨界狀態(tài)電壓，因此提高了電源的可靠性，延長(zhǎng)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的壽命。
本實(shí)用新型由于有雙路母線電壓輸入，因此，本實(shí)用新型能夠同時(shí)分別測(cè)量配電變壓器高、低壓側(cè)的3相電壓、3相電流、有功功率P、無(wú)功功率Q、有功電能kWH和無(wú)功電能kVARH，也可同時(shí)測(cè)量?jī)苫赝荒妇€段或不同母線段的線路的上述參數(shù)，同時(shí)由于有零序電壓和零序電流互感器，能方便地判斷單相接地故障。
測(cè)量電壓的輸入范圍擴(kuò)大為0-480VAC，可不通過(guò)電壓互感器，直接測(cè)量配電變壓器低壓側(cè)的相電壓，并充分考慮變壓器低壓側(cè)電壓升高的工作狀況。
本配電變壓器監(jiān)測(cè)終端內(nèi)嵌入無(wú)線通信模塊，可直接與主站實(shí)現(xiàn)一對(duì)一的無(wú)線通信；同時(shí)設(shè)置RS-485串行接口，可實(shí)現(xiàn)多臺(tái)本實(shí)用新型裝置通過(guò)DTU(數(shù)據(jù)采集器)共享一路無(wú)線通信，可節(jié)約用戶無(wú)線通信的運(yùn)行費(fèi)用，也可實(shí)現(xiàn)有線通信、或光纖等多種通信方式。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
見(jiàn)圖1，本實(shí)用新型的高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，包括CPU芯片1，該芯片采用高性能的DSP數(shù)字信號(hào)處理器或高性能的電能采集芯片，電壓互感器2和電流互感器3通過(guò)AD轉(zhuǎn)換4與CPU芯片1相連，將采集到的電壓和電流模擬量通過(guò)AD轉(zhuǎn)換4轉(zhuǎn)換為數(shù)字量傳送到CPU芯片1中進(jìn)行處理(若采用高性能的電能采集芯片，不必外設(shè)A/D轉(zhuǎn)換器)；電源5連于本實(shí)用新型配電變壓器監(jiān)測(cè)終端內(nèi)，向監(jiān)測(cè)終端供電，電源5具有與配電變壓器低壓側(cè)相連的接線端子，電壓互感器2、電流互感器3具有與配電變壓器相連的接線端子，本實(shí)用新型的特征在于電源5的額定電壓為220VAC，允許偏差擴(kuò)大為-15％～+35％，即其電壓工作范圍擴(kuò)展為185VAC-300VAC。本申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)實(shí)際考察，發(fā)現(xiàn)由于從變壓器至終端負(fù)載傳輸過(guò)程線路有電壓降落，因此戶外配電變壓器低壓側(cè)的相電壓通常都比較高，負(fù)荷輕時(shí)可達(dá)260-270VAC，而不是通常認(rèn)為的220-240VAC的相電壓，因此必須保證該電壓是監(jiān)測(cè)終端的工作電壓，故本實(shí)用新型將電源5電壓的允許偏差定為-15％～+35％，工作范圍定為185VAC-300VAC，以保證當(dāng)配電變壓器低壓側(cè)電壓為260-270VAC時(shí)，仍在電源5的允許偏差范圍內(nèi)，而不是臨界狀態(tài)電壓，使電源5不致燒壞，從而提高了電源5的可靠性，延長(zhǎng)了配電變壓器監(jiān)測(cè)終端的壽命。
同時(shí)，本實(shí)用新型電壓互感器2共有七個(gè)，其中一個(gè)可用于測(cè)量零序電壓，可分別接入兩段母線的三相電壓和一段母線的零序電壓；電流互感器3具有七個(gè)，其中有一個(gè)可用于測(cè)量零序電流，可分別接入兩組三相電流，一個(gè)零序電流。這樣本實(shí)用新型可以有雙路母線電壓輸入，因此，本實(shí)用新型能夠同時(shí)測(cè)量變壓器高、低壓側(cè)的3相電壓、3相電流、有功功率P、無(wú)功功率Q、有功電能kWH和無(wú)功電能kVARH，也可單獨(dú)測(cè)量?jī)苫仞侂娋€路的上述參數(shù)；同時(shí)由于有零序電壓互感器和零序電流互感器，能方便地判斷是哪路出線發(fā)生單相接地故障，以便及時(shí)排除故障，以前由于在10kV單相接地故障發(fā)生后，線路仍可運(yùn)行2h，但尋找故障點(diǎn)的工作量和難度很大，導(dǎo)致恢復(fù)供電時(shí)間增長(zhǎng)，本實(shí)用新型則能及時(shí)在線路仍運(yùn)行的2小時(shí)內(nèi)檢測(cè)到故障，可縮短故障查找和檢修時(shí)間，從而能保障供電系統(tǒng)持續(xù)供電。
本實(shí)用新型的電壓互感器2和電流互感器3通過(guò)接線端子可供輸入的測(cè)量電壓的范圍為0VAC-480VAC，采用該寬量程，可以同時(shí)分別測(cè)量配電變壓器高、低壓側(cè)的3相電壓、3相電流、有功功率P、無(wú)功功率Q、有功電能kWH和無(wú)功電能kVARH。且可不通過(guò)電壓互感器，直接測(cè)量配電變壓器低壓側(cè)的相電壓，并充分考慮變壓器低壓側(cè)電壓升高的工作狀況。
CPU芯片1還與無(wú)線通信模塊6相連，且是通過(guò)光耦7相連，CPU芯片1還設(shè)置有RS-485通信串行接口8。
本實(shí)用新型CPU芯片1具有JTAG接口9，可以現(xiàn)場(chǎng)編程。該CPU芯片1通過(guò)光耦10監(jiān)視斷路器狀態(tài)和隔離刀閘狀態(tài)，通過(guò)譯碼電路11與鍵盤(pán)12、液晶顯示13相連，通過(guò)輸出繼電器14控制斷路器15的分、合或控制告警裝置16報(bào)警，CPU芯片1還與晶振電路和復(fù)位電路相連。
權(quán)利要求1、一種高可靠性的配電變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，包括分別與CPU芯片相連的電壓互感器、電流互感器和電源，所述電源具有與配電變壓器低壓側(cè)相連的接線端子，所述電壓互感器、電流互感器具有與配電變壓器相連的接線端子；其特征在于所述電源電壓的額定電壓為220VAC，允許偏差擴(kuò)大為-15％～+35％，即其電壓工作范圍擴(kuò)展為185VAC-300VAC。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高可靠性的配電變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，其特征在于所述電壓互感器共有七個(gè)，其中一個(gè)為可測(cè)零序電壓的電壓互感器；所述電流互感器具有七個(gè)，其中一個(gè)為可測(cè)零序電流的電流互感器。
3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，其特征在于所述電壓互感器通過(guò)接線端子可供輸入的測(cè)量電壓的范圍為0VAC-480VAC。
5、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，其特征在于所述CPU還與無(wú)線通信模塊相連，且是通過(guò)光耦相連。
6、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高可靠性的配電變壓器監(jiān)測(cè)終端，其特征在于所述CPU還設(shè)置有RS-485串行接口。
專利摘要本實(shí)用新型一種高可靠性的配電變壓器遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端，包括分別與CPU芯片相連的電壓互感器、電流互感器和電源，所述電源具有與配電變壓器低壓側(cè)相連的接線端子，所述電壓互感器、電流互感器具有與配電變壓器相連的接線端子；其特征在于所述電源電壓的額定電壓為220VAC，允許偏差擴(kuò)大為-15％～+35％，即其電壓工作范圍擴(kuò)展為185VAC-300VAC。本實(shí)用新型提高了電源的可靠性，延長(zhǎng)了遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)終端的壽命。
文檔編號(hào)G01R31/00GK201365142SQ200920105358
公開(kāi)日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2009年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月24日
發(fā)明者黃益莊, 李樹(shù)軍, 任如懷, 陳楚見(jiàn) 申請(qǐng)人:北京清電華力電氣自動(dòng)化科技有限公司