專利名稱:10kV智能用戶分界開關(guān)控制器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種10kV智能用戶分界開關(guān)控制器，包括開關(guān)本體、電氣參數(shù)測量裝置和智能控制器，開關(guān)本體采用真空斷路器，電氣參數(shù)測量裝置包括零序電流互感器、線路電流互感器和線路電壓互感器，智能控制器包括相互間通信連接的本地控制器和手持終端，本地控制器包括核心控制單元和與其連接的交流信號采樣模塊、開入開出回路、人機接口模塊、信息存儲模塊、實時時鐘模塊、GPRS無線模塊，智能控制器通過所述交流信號采樣模塊與電氣參數(shù)測量裝置的輸出端連接，通過所述開入開出回路與開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端連接。本實用新型在用戶終端出現(xiàn)故障時能自動迅速有效地切斷用戶和配電網(wǎng)絡(luò)的連接，避免對其他用戶產(chǎn)生不利影響或使故障擴大化。
【專利說明】10kV智能用戶分界開關(guān)控制器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用戶分界開關(guān)控制器，具有自動控制和繼電保護功能，可自動處理單相的接地故障和相間的短路故障，確保電源線和干線相鄰的非故障用戶的安全性和可靠性不受影響。

【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)主干網(wǎng)的建設(shè)成為了電力系統(tǒng)的主要工作，在新一輪城市電網(wǎng)改造后的電力系統(tǒng)中主干電纜事故率有了明顯的下降，但用戶終端的故障率明顯上升，很多重大事故的責(zé)任糾紛都是因為單個用戶的故障處理不當(dāng)而延及到整條線路從而導(dǎo)致事故進一步擴大。
[0003]在1kV配電網(wǎng)的很多用戶支線入口的地方存在著大量需要人工操作的柱上和隔離開關(guān)。這些開關(guān)主要用于電力線路的正常開通與關(guān)斷，本身沒有自動隔離用戶一側(cè)事故和自動斷開開關(guān)的作用。所以如果位于支線上的用戶側(cè)一旦發(fā)生了故障(在這主要指單相的接地故障)就可能會影響到主干網(wǎng)絡(luò)，進而造成大范圍的停電事故。
實用新型內(nèi)容
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)下的上述缺陷，本實用新型的目的在于提供一種1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，在用戶終端出現(xiàn)故障時自動迅速有效地切斷用戶和配電網(wǎng)絡(luò)的連接，即自動將故障用戶與電網(wǎng)隔離，避免對其他用戶產(chǎn)生不利影響或使故障擴大化。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]一種1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，包括開關(guān)本體、電氣參數(shù)測量裝置和智能控制器，所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端接入所述智能控制器，所述智能控制器的控制輸出端連接所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端。
[0007]所述開關(guān)本體優(yōu)選采用真空斷路器。
[0008]所述電氣參數(shù)測量裝置包括電流測量裝置和電壓測量裝置，所述電流測量裝置可以為零序電流互感器和/或線路電流互感器，所述電壓測量裝置可以為線路電壓互感器。
[0009]所述智能控制器包括相互間通信連接的本地控制器和手持終端，所述電氣參數(shù)測量裝置和所述開關(guān)本體連接在所述本地控制器上。
[0010]所述本地控制器包括核心控制單元和與其連接的交流信號采樣模塊、開入開出回路、人機接口模塊、信息存儲模塊、實時時鐘模塊、GPRS無線模塊，所述智能控制器通過所述交流信號采樣模塊與所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端連接，通過所述開入開出回路與所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端連接。
[0011]所述核心控制單元和手持終端之間無線連接。
[0012]所述核心控制單元內(nèi)部集成了 ZigBee無線模塊，并通過該模塊與所述手持終端之間ZigBee無線通信連接。
[0013]所述核心控制單元經(jīng)由RS232接口芯片連接有調(diào)試用RS232接口。
[0014]所述核心控制單元優(yōu)選采用雙CPU結(jié)構(gòu)，即包括主控芯片和輔助處理器芯片，ZigBee無線模塊集成在所述輔助處理器芯片，人機接口模塊連接于所述輔助處理器芯片，與所述核心控制單元連接的其余模塊或電路連接于所述主控芯片。
[0015]所述手持終端的操作面板上可以設(shè)有液晶窗口、LED顯示窗口和若干個按鍵。
[0016]本實用新型的有益效果為:本實用新型集開關(guān)和開關(guān)的智能控制于一身，具有保護和自動監(jiān)控功能。當(dāng)用戶終端出現(xiàn)故障，智能控制器控制開關(guān)本體迅速有效地切斷用戶和配電網(wǎng)絡(luò)，確保安全，保證電網(wǎng)經(jīng)濟可靠運行，這不僅有利于提高供電部門的故障處理水平，也有利于盡快建立起配電網(wǎng)管理系統(tǒng)，從而有效地為用戶提供穩(wěn)定，可靠的電力。采用本實用新型能夠提高供電的可靠性，減少事故的發(fā)生率，減小停電范圍，準(zhǔn)確地確定事故責(zé)任方。

【附圖說明】

[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0018]圖2是本實用新型的智能控制器的一個實施例的硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型的核心控制單元的一個實施例的硬件連接示意圖；
[0020]圖4是本實用新型的一個實施例的手持終端操作面板示意圖。

【具體實施方式】
[0021]本實用新型公開了一種1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，如圖1、2、3所示，包括開關(guān)本體、電氣參數(shù)測量裝置和智能控制器，所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端接入所述智能控制器，所述智能控制器的控制輸出端連接所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端，這二者間用控制電纜來連接。在如圖1所示的實施例中，所述開關(guān)本體采用真空斷路器。所述電氣參數(shù)測量裝置包括電流測量裝置和電壓測量裝置，所述電流測量裝置可以為零序電流互感器和/或線路電流互感器，所述電壓測量裝置可以為線路電壓互感器。所述開關(guān)本體用于斷開或接通電網(wǎng)與用戶間的連接，所述零序電流互感器、線路電流互感器、線路電壓互感器分別用于采集配電網(wǎng)的零序電流、線路電流和電壓。
[0022]所述真空斷路器的分合閘是通過智能控制器在檢測到過流電流之后先經(jīng)過一段時間的延時，如果經(jīng)過這段時間的延時后確認為過流的故障以后，智能型控制器輸出分閘命令使真空斷路器自動斷開，從而避免了過流故障的發(fā)生。如果是變電站和電力饋線上的其它用戶發(fā)生了停電，為了不至于由于這些短暫的瞬態(tài)故障令大量的電力用戶發(fā)生長時間的停電事故而使得供電的可靠程度大大降低，在智能型控制器動作以后，還需要對真空斷路器進行重合操作。
[0023]所述智能控制器包括相互間通信連接的本地控制器和手持終端，所述電氣參數(shù)測量裝置和所述開關(guān)本體連接在所述本地控制器上。本地控制器負責(zé)從各互感器中采樣得到電流、電壓參數(shù)，進行數(shù)據(jù)處理和故障判斷進而控制真空斷路器分、合閘，手持終端用于本地?zé)o線連接所述本地控制器，實現(xiàn)定值修改和顯示以及遙控本地控制器進行分、合閘操作。
[0024]所述智能控制器的核心算法是自適應(yīng)測頻算法，以確保能準(zhǔn)確地測量線路的電壓、電流信號。所述智能控制器對單相接地故障的檢測是利用零序方向原理進行的接地故障判斷。所述智能控制器對相間短路故障的處理原理是采集真空斷路器內(nèi)部的線路電流互感器引出的A相電流和C相電流，并將其與之前已經(jīng)設(shè)定好的數(shù)值進行比較，以此來判斷系統(tǒng)是否發(fā)生了電力故障并存儲相間短路故障的狀態(tài)，智能控制器輸出關(guān)斷命令從而令真空斷路器自動關(guān)斷。
[0025]所述本地控制器包括核心控制單元和與其連接的交流信號采樣模塊、開入開出回路、人機接口模塊、信息存儲模塊、實時時鐘模塊、GPRS無線模塊，所述智能控制器通過所述交流信號采樣模塊與所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端連接，通過所述開入開出回路與所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端連接。其中，GPRS模塊能與遠程控制中心交換信息，對電力的線路和整個系統(tǒng)進行有效實時的監(jiān)測，從而使供電的可靠性得到提高。
[0026]所述核心控制單元和手持終端之間無線連接。
[0027]所述核心控制單元內(nèi)部集成了 ZigBee無線模塊，并通過該模塊與所述手持終端之間ZigBee無線通信連接。
[0028]所述核心控制單元經(jīng)由RS232接口芯片連接有調(diào)試用RS232接口。
[0029]所述核心控制單元是各個功能模塊的通信紐帶和信息交互中心，優(yōu)選采用雙CPU結(jié)構(gòu)，即包括主控芯片和輔助處理器芯片，ZigBee無線模塊集成在所述輔助處理器芯片，人機接口模塊連接于所述輔助處理器芯片，與所述核心控制單元連接的其余模塊或電路連接于所述主控芯片。所述人機接口模塊包括按鍵模塊和信息顯示模塊。所述本地控制器還設(shè)有用于為本地控制器內(nèi)各模塊供電的電源模塊，例如電池。
[0030]所述手持終端的操作面板(參見圖4)上可以設(shè)有液晶窗口、LED顯示窗口和若干個按鍵。其中Fl為“搜索/發(fā)送〃按鍵，用來搜尋本地控制器設(shè)備，和F2配合使用可以用來發(fā)送數(shù)據(jù)；F2為“連接/功能〃按鍵，可以單獨使用以連接搜索到的本地控制器設(shè)備，也可以和其他按鍵配合使用；F3為“合閘”按鍵，用來給本地控制器設(shè)備發(fā)送合閘命令，使真空斷路器合閘，需與F2配合使用；F4為“分閘"按鍵，用來給本地控制器設(shè)備發(fā)送分閘命令，使真空斷路器分閘，需與F2配合使用。
[0031]本實用新型具有無線通信、三次重合閘、電流保護、自動監(jiān)測和控制、繼電保護等功能，能自動處理單相的接地故障和相間的短路故障，確保電源線和干線相鄰的非故障用戶的安全性和可靠性都不受影響，因此能較好地解決配電自動化改造過程中的現(xiàn)實問題，對整個配網(wǎng)系統(tǒng)具有十分重要的作用。
【權(quán)利要求】
1.一種1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，包括開關(guān)本體，其特征在于還包括電氣參數(shù)測量裝置和智能控制器，所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端接入所述智能控制器，所述智能控制器的控制輸出端連接所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端。2.如權(quán)利要求1所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述開關(guān)本體為真空斷路器。3.如權(quán)利要求1所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述電氣參數(shù)測量裝置包括電流測量裝置和電壓測量裝置，所述電流測量裝置為零序電流互感器和/或線路電流互感器，所述電壓測量裝置為線路電壓互感器。4.如權(quán)利要求1、2或3所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述智能控制器包括相互間通信連接的本地控制器和手持終端，所述電氣參數(shù)測量裝置和所述開關(guān)本體連接在所述本地控制器上。5.如權(quán)利要求4所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述本地控制器包括核心控制單元和與其連接的交流信號采樣模塊、開入開出回路、人機接口模塊、信息存儲模塊、實時時鐘模塊、GPRS無線模塊，所述智能控制器通過所述交流信號采樣模塊與所述電氣參數(shù)測量裝置的輸出端連接，通過所述開入開出回路與所述開關(guān)本體的動作驅(qū)動輸入端連接。6.如權(quán)利要求5所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述核心控制單元和手持終端之間無線連接。7.如權(quán)利要求6所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述核心控制單元內(nèi)部集成了 ZigBee無線模塊，并通過該模塊與所述手持終端之間ZigBee無線通信連接。8.如權(quán)利要求5所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述核心控制單元經(jīng)由RS232接口芯片連接有調(diào)試用RS232接口。9.如權(quán)利要求5所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述核心控制單元采用雙CPU結(jié)構(gòu)，即包括主控芯片和輔助處理器芯片，ZigBee無線模塊集成在所述輔助處理器芯片，人機接口模塊連接于所述輔助處理器芯片，與所述核心控制單元連接的其余模塊或電路連接于所述主控芯片。10.如權(quán)利要求4所述的1kV智能用戶分界開關(guān)控制器，其特征在于所述手持終端的操作面板上設(shè)有液晶窗口、LED顯示窗口和若干個按鍵。
【文檔編號】H02H3-06GK204271609SQ201420782011
【發(fā)明者】趙佩珍, 劉兵 [申請人]北京恒源利通電力技術(shù)有限公司