專利名稱：用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力測控技術領域，特別是涉及一種用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)。
背景技術：
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，供電網(wǎng)絡是否能安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地向用戶提供電能越來越受到人們的普遍關注。城區(qū)配網(wǎng)實現(xiàn)自動化是提高供電可靠性、改進電能質(zhì)量、提供優(yōu)質(zhì)服務、降低運行費用以及提高工作效率的有效途徑。城區(qū)配網(wǎng)實現(xiàn)自動化需要設立集中監(jiān)控主站，并要求配網(wǎng)內(nèi)的各變配電站具備遙測、遙信和遙控的功能，即:I、遙測是采集各變配電站內(nèi)每一路電力開關的電流值并實時上傳到集中監(jiān)控主站。2、遙信是采集電力開關的位置信號、故障指示器狀態(tài)信號、接地刀位置信號、遙控投入解除信號及電源綜合報警信號，并通過通訊上傳到集中監(jiān)控主站。3、遙控則是集中監(jiān)控主站根據(jù)現(xiàn)場電力開關的狀態(tài)通過通訊裝置下傳到數(shù)據(jù)傳輸單元(DTU)，數(shù)據(jù)傳輸單元根據(jù)命令對電力開關進行控合和控分的操作。通常的電力變配電站主要由變壓器和裝有多路電力開關的開關柜組成，其控制相關操作和監(jiān)測都需要在站內(nèi)靠人工手動完成；現(xiàn)有變配電站由于沒有加裝配網(wǎng)自動化裝置，所以無法與遠端的主站進行通訊；因此，需要在各變配電站內(nèi)加裝其內(nèi)部設有遠程測控裝置的綜合控制柜，用于實現(xiàn)變配電站的遠程遙測、遙信和遙控等功能。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)。為了達到上述目的，本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)包括控制主站、綜合控制柜、現(xiàn)場測控部和非電量采集部；其中控制主站為設置在控制中心的主控計算機系統(tǒng)，其通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡與多個設置在遠端配電站內(nèi)的綜合控制柜相連接，用于實現(xiàn)對電力網(wǎng)絡內(nèi)部各個配電站的集中監(jiān)控；綜合控制柜為設置在各配電站內(nèi)部的信息中轉(zhuǎn)采集與收發(fā)裝置，其分別與現(xiàn)場測控部和非電量采集部相連接，用于接收遠端控制主站所發(fā)出的遙控指令，并下傳給現(xiàn)場測控部；同時通過現(xiàn)場測控部與非電量采集部采集站內(nèi)的電量監(jiān)測信息和非電量信息，并將數(shù)據(jù)上傳給控制主站；現(xiàn)場測控部由配電站內(nèi)各開關柜內(nèi)部的測量回路和控制回路構(gòu)成，開關柜內(nèi)部的測量和控制回路均通過標準接口與綜合控制柜相連接，用于采集開關柜內(nèi)部的電量監(jiān)測信息(即遙測信號和遙信信號)并上傳給綜合控制柜，同時接收綜合控制柜所傳來的遠端控制指令，實現(xiàn)對開關柜內(nèi)部電力開關的遙控操作；[0012]非電量采集部主要由多個測溫模塊構(gòu)成，其分別安裝在站內(nèi)設備的各個溫度監(jiān)測點上，并與綜合控制柜相連接，用于獲取溫度監(jiān)測點上的溫度信息然后上傳給綜合控制柜。所述的綜合控制柜包括數(shù)據(jù)傳輸單元(DTU)、測控信號接口、非電量采集器、通訊單元和直流電源；其中數(shù)據(jù)傳輸單元為整個裝置的核心部件，其通過通訊單元，實現(xiàn)與遠端控制主站的數(shù)據(jù)交換，并通過測控信號接口完成對配電站內(nèi)電力設備的控制和監(jiān)測，從而實現(xiàn)控制主站對于站內(nèi)電力設備的遙測、遙信和遙控功能；同時數(shù)據(jù)傳輸單元通過非電量采集器采集各監(jiān)測點的溫度信息，對各重要節(jié)點的溫度進行實時監(jiān)控，提高對故障的監(jiān)控能力；測控信號接口為綜合控制柜與各開關柜之間的連接接口，采用通用的標準接插件，用于實現(xiàn)各開關柜的測控回路與綜合控制柜之間的快速連接；非電量采集器為與各非電量采集模塊的接口電路，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元與各測溫模塊之間的連接；其安裝在綜合控制柜內(nèi)，上端通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元相連接；一個非電量采集器的下端能夠連接多個非電量采集模塊；根據(jù)實際采集點的情況能夠配置 多個非電量采集器；通訊單元通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元相連接，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元與上位控制主站之間的數(shù)據(jù)通訊；直流電源為綜合控制柜內(nèi)部的工作電源，其與數(shù)據(jù)傳輸單元和通訊單元相連接，用于為整個裝置提供48V直流電源。所述的通訊單元與遠端控制主站之間的連接，采用三種通訊方式，即光纖通訊、載波通訊和無線通訊方式；當采用光纖通訊方式時，在通訊單元之中包含0NU+0DF ;當采用載波通訊方式時，在通訊單元之中包含載波機；當采用無線通訊方式時，則在通訊單元之中包含無線ZIGBEE通訊模塊。所述的直流電源為超級電容電源單元，其主要由充電控制電路、超級儲能電容器和放電控制電路組成。所述的測控信號接口采用多個10針航空插頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元與開關柜之間的連接，其中每一個開關間隔采用兩個插頭，遙控信號和遙信信號共用一個航空插頭，遙測信號單獨使用一個航空插頭；在遙控和遙信插頭中端子1-4定義為遙控端子，端子5-10定義為遙信端子；遙測端子航空插頭使用前6針。所述的非電量采集部由主要包括母排溫度采集單元、不可觸摸頭溫度采集單元和變壓器溫度采集單元；其中母排溫度采集單元由安裝在母排與進線銅排搭接處的三個測溫模塊組成，用于監(jiān)測母排進線處的節(jié)點溫度；不可觸摸頭溫度采集單元由多個以捆扎方式安裝在不可觸摸頭處的表帶式測溫模塊構(gòu)成，一個開關柜配有三個表帶式測溫模塊，用于監(jiān)測不可觸摸頭處溫度；變壓器溫度采集單元由安裝在高壓進線的ABC三相電纜連接點、低壓出線的ABC三相連接點及零線接頭共七個溫度監(jiān)測點的七個測溫模塊組成，用于監(jiān)測變壓器進、出線處的各節(jié)點溫度。所述的非電量采集部之中的各溫度采集模塊均通過無線連接的方式與非電量采集器相連接。所述的母排測溫模塊和變壓器測溫模塊的型號為SY2000-ST，其為一種銅片式測溫模塊；表帶式測溫模塊的型號為SY2000-SC。[0024]本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)是IOkV變電站的智能控制單元，適用于配電室、環(huán)網(wǎng)柜和開閉所等多回路集中監(jiān)控的應用場合，可通過光纖、無線、有線等信道與配電自動化系統(tǒng)的子站、主站配合，實現(xiàn)對配電線路的運行狀態(tài)監(jiān)控、故障識別和隔離、自動恢復供電等自動化功能。

圖I為本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)組成框圖。圖2本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)及其上綜合控制柜組成框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)進行詳細說明。如圖I所示，本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)包括用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)包括控制主站10、綜合控制柜20、現(xiàn)場測控部30和非電量采集部40 ;其中控制主站10為設置在控制中心的主控計算機系統(tǒng)，其通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡與多個設置在遠端配電站內(nèi)的綜合控制柜20相連接，用于實現(xiàn)對電力網(wǎng)絡內(nèi)部各個配電站的集中監(jiān)控；綜合控制柜20為設置在各配電站內(nèi)部的信息中轉(zhuǎn)采集與收發(fā)裝置，其分別與現(xiàn)場測控部30和非電量采集部40相連接，用于接收遠端控制主站10所發(fā)出的遙控指令，并下傳給現(xiàn)場測控部30 ;同時通過現(xiàn)場測控部30與非電量采集部40采集站內(nèi)的電量監(jiān)測信息和非電量信息，并將數(shù)據(jù)上傳給控制主站10 ；現(xiàn)場測控部30由配電站內(nèi)各開關柜301內(nèi)部的測量回路和控制回路構(gòu)成，開關柜301內(nèi)部的測量和控制回路均通過標準接口與綜合控制柜20相連接，用于采集開關柜301內(nèi)部的電量監(jiān)測信息(即遙測信號和遙信信號)并上傳給綜合控制柜20，同時接收綜合控制柜20所傳來的遠端控制指令，實現(xiàn)對開關柜301內(nèi)部電力開關的遙控操作； 非電量采集部40主要由多個測溫模塊401構(gòu)成，其分別安裝在站內(nèi)設備的各個溫度監(jiān)測點上，并與綜合控制柜20相連接，用于獲取溫度監(jiān)測點上的溫度信息然后上傳給綜合控制柜20。如圖2所示，所述的綜合控制柜20包括數(shù)據(jù)傳輸單元(DTU) 201、測控信號接口202、非電量采集器203、通訊單元204和直流電源205 ;其中數(shù)據(jù)傳輸單元201為整個裝置的核心部件，其通過通訊單元204，實現(xiàn)與遠端控制主站10的數(shù)據(jù)交換，并通過測控信號接口 202完成對配電站內(nèi)電力設備的控制和監(jiān)測，從而實現(xiàn)控制主站10對于站內(nèi)電力設備的遙測、遙信和遙控功能；同時數(shù)據(jù)傳輸單元201通過非電量采集器203采集各監(jiān)測點的溫度信息，對各重要節(jié)點的溫度進行實時監(jiān)控，提高對故障的監(jiān)控能力；測控信號接口 202為綜合控制柜20與各開關柜301之間的連接接口，采用通用的標準接插件，用于實現(xiàn)各開關柜301的測控回路與綜合控制柜20之間的快速連接；非電量采集器203為與各非電量采集模塊的接口電路，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元201與各測溫模塊401之間的連接；其安裝在綜合控制柜內(nèi)，上端通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元201相連接；一個非電量采集器203的下端能夠連接多個非電量采集模塊；根據(jù)實際采集點的情況能夠配置多個非電量采集器203 ；通訊單元204通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元201相連接，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元201與上位控制主站10之間的數(shù)據(jù)通訊；直流電源205為綜合控制柜20內(nèi)部的工作電源，其與數(shù)據(jù)傳輸單元201和通訊單元204相連接，用于為整個裝置提供48V直流電源。所述的通訊單元204與遠端控制主站10之間的連接，采用三種通訊方式，即光纖通訊、載波通訊和無線通訊方式；當采用光纖通訊方式時，在通訊單元204之中包含0NU+0DF ;當采用載波通訊方式時，在通訊單元204之中包含載波機；當采用無線通訊方式時，則在通訊單元204之中包含無線ZIGBEE通訊模塊。所述的直流電源205為超級電容電源單元，其主要由充電控制電路、超級儲能電容器和放電控制電路組成；超級電容相對于蓄電池而言具有明顯優(yōu)勢，具有優(yōu)異的低溫性能，能夠承受很大的充放電電流，并且具有高達50萬次的循環(huán)壽命，正常壽命期在10年以上；其充放電控制電路應能對直流電源205的狀態(tài)進行自適應調(diào)整。所述的測控信號接口 202采用多個10針航空插頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元201與開關柜301之間的連接，其中每一個開關間隔采用兩個插頭，遙控信號和遙信信號共用一個航空插頭，遙測信號單獨使用一個航空插頭；在遙控和遙信插頭中端子1-4定義為遙控端子，端子5-10定義為遙信端子；遙測端子航空插頭使用前6針。所述的非電量采集部40由多個測溫模塊401組成，其根據(jù)檢測點的類型而分為多個溫度采集單元，主要包括母排溫度采集單元、不可觸摸頭溫度采集單元和變壓器溫度采集單元；其中母排溫度采集單元由安裝在母排與進線銅排搭接處的三個測溫模塊401組成，用于監(jiān)測母排進線處的節(jié)點溫度；不可觸摸頭溫度采集單元由多個以捆扎方式安裝在不可觸摸頭處的表帶式測溫模塊構(gòu)成，一個開關柜配有三個表帶式測溫模塊401，用于監(jiān)測不可觸摸頭處溫度；變壓器溫度采集單元由安裝在高壓進線的ABC三相電纜連接點、低壓出線的ABC三相連接點及零線接頭共七個溫度監(jiān)測點的七個測溫模塊401組成，用于監(jiān)測變壓器進、出線處的各節(jié)點溫度。所述的非電量采集部40之中的各溫度采集模塊401均通過無線連接的方式與非電量采集器203相連接。所述的母排測溫模塊和變壓器測溫模塊的型號為SY2000-ST，其為一種銅片式測溫模塊；表帶式測溫模塊的型號為SY2000-SC。現(xiàn)將本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)工作過程進行說明I、開關柜遙信、遙測的傳輸開關柜的開關信號、故障指示器信號、接地刀信號、遠方投入解除信號等和電流信號都上傳到開關柜的航空插頭中，再通過航空電纜連接到綜合控制柜20的航空插頭中。航空插頭的信號都傳輸?shù)骄C合控制柜20的端子排中，再通過端子排傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸單元201中。數(shù)據(jù)傳輸單元201將信號通過串口或網(wǎng)口傳輸給通訊單元204，通訊單元204將信號直接傳輸控制主站10。2、開關柜遙控的傳輸控制主站10根據(jù)開關的狀態(tài)將控合、控分信號傳輸?shù)骄C合控制柜20的通訊單元204中，通訊單元204再傳輸給數(shù)據(jù)傳輸單元201，數(shù)據(jù)傳輸單元201將信號解析，識別控制主站10的命令，并將相應的操作信號通過測控信號接口 202傳輸給開關柜301，以實現(xiàn)控合、控分的操作。3、溫度的傳輸各溫度傳感器將各溫度監(jiān)測點的溫度傳輸?shù)椒请娏坎杉?03中，然后非電量采集器203將溫度數(shù)據(jù)通過485串口傳輸 到數(shù)據(jù)傳輸單元201中，數(shù)據(jù)傳輸單元201將此數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)通訊單元201上傳到控制主站10。控制主站10通過溫度情況判斷電纜的運行情況。
權(quán)利要求1.一種用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)包括控制主站(10)、綜合控制柜(20)、現(xiàn)場測控部(30)和非電量采集部(40);其中控制主站(10)為設置在控制中心的主控計算機系統(tǒng)，其通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡與多個設置在遠端配電站內(nèi)的綜合控制柜(20)相連接，用于實現(xiàn)對電力網(wǎng)絡內(nèi)部各個配電站的集中監(jiān)控； 綜合控制柜(20)為設置在各配電站內(nèi)部的信息中轉(zhuǎn)采集與收發(fā)裝置，其分別與現(xiàn)場測控部(30)和非電量采集部(40)相連接，用于接收遠端控制主站(10)所發(fā)出的遙控指令，并下傳給現(xiàn)場測控部(30);同時通過現(xiàn)場測控部(30)與非電量采集部(40)采集站內(nèi)的電量監(jiān)測信息和非電量信息，并將數(shù)據(jù)上傳給控制主站(10)； 現(xiàn)場測控部(30)由配電站內(nèi)各開關柜(301)內(nèi)部的測量回路和控制回路構(gòu)成，開關柜(301)內(nèi)部的測量和控制回路均通過標準接口與綜合控制柜(20)相連接，用于采集開關柜(301)內(nèi)部的電量監(jiān)測信息并上傳給綜合控制柜(20)，同時接收綜合控制柜(20)所傳來的遠端控制指令，實現(xiàn)對開關柜(301)內(nèi)部電力開關的遙控操作； 非電量采集部(40)主要由多個測溫模塊(401)構(gòu)成，其分別安裝在站內(nèi)設備的各個溫度監(jiān)測點上，并與綜合控制柜(20)相連接，用于獲取溫度監(jiān)測點上的溫度信息然后上傳給綜合控制柜(20)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的綜合控制柜(20)包括數(shù)據(jù)傳輸單元(201)、測控信號接口(202)、非電量采集器(203)、通訊單元(204)和直流電源(205);其中數(shù)據(jù)傳輸單元(201)為整個裝置的核心部件，其通過通訊單元(204)，實現(xiàn)與遠端控制主站(10)的數(shù)據(jù)交換，并通過測控信號接口(202)完成對配電站內(nèi)電力設備的控制和監(jiān)測，從而實現(xiàn)控制主站(10)對于站內(nèi)電力設備的遙測、遙信和遙控功能；同時數(shù)據(jù)傳輸單元(201)通過非電量采集器(203)采集各監(jiān)測點的溫度信息，對各重要節(jié)點的溫度進行實時監(jiān)控，提高對故障的監(jiān)控能力； 測控信號接口(202)為綜合控制柜(20)與各開關柜(301)之間的連接接口，采用通用的標準接插件，用于實現(xiàn)各開關柜(301)的測控回路與綜合控制柜(20)之間的快速連接；非電量采集器(203)為與各非電量采集模塊的接口電路，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元(201)與各測溫模塊(401)之間的連接；其安裝在綜合控制柜內(nèi)，上端通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元(201)相連接；一個非電量采集器(203)的下端能夠連接多個非電量采集模塊；根據(jù)實際采集點的情況能夠配置多個非電量采集器(203)； 通訊單元(204)通過串行總線與數(shù)據(jù)傳輸單元(201)相連接，用于實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元(201)與上位控制主站(10)之間的數(shù)據(jù)通訊； 直流電源(205)為綜合控制柜(20)內(nèi)部的工作電源，其與數(shù)據(jù)傳輸單元(201)和通訊單元(204)相連接，用于為整個裝置提供48V直流電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的通訊單元(204)與遠端控制主站(10)之間的連接，采用三種通訊方式，即光纖通訊、載波通訊和無線通訊方式；當采用光纖通訊方式時，在通訊單元(204)之中包含ONU+ODF ;當采用載波通訊方式時，在通訊單元(204)之中包含載波機；當采用無線通訊方式時，則在通訊單元(204)之中包含無線ZIGBEE通訊模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的直流電源(205)為超級電容電源單元，其主要由充電控制電路、超級儲能電容器和放電控制電路組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的測控信號接口(202)采用多個10針航空插頭實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸單元(201)與開關柜(301)之間的連接，其中每一個開關間隔采用兩個插頭，遙控信號和遙信信號共用一個航空插頭，遙測信號單獨使用一個航空插頭；在遙控和遙信插頭中端子1-4定義為遙控端子，端子5-10定義為遙信端子；遙測端子航空插頭使用前6針。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的非電量采集部(40)主要包括母排溫度采集單元、不可觸摸頭溫度采集單元和變壓器溫度采集單元；其中母排溫度采集單元由安裝在母排與進線銅排搭接處的三個測溫模塊(401)組成，用于監(jiān)測母排進線處的節(jié)點溫度；不可觸摸頭溫度采集單元由多個以捆扎方式安裝在不可觸摸頭處的表帶式測溫模塊構(gòu)成，一個開關柜配有三個表帶式測溫模塊(401)，用于·監(jiān)測不可觸摸頭處溫度；變壓器溫度采集單元由安裝在高壓進線的ABC三相電纜連接點、低壓出線的ABC三相連接點及零線接頭共七個溫度監(jiān)測點的七個測溫模塊(401)組成，用于監(jiān)測變壓器進、出線處的各節(jié)點溫度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的非電量采集部(40)之中的各溫度采集模塊(401)均通過無線連接的方式與非電量采集器(203)相連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)，其特征在于所述的母排測溫模塊和變壓器測溫模塊的型號為SY2000-ST，其為一種銅片式測溫模塊；表帶式測溫模塊的型號為SY2000-SC。
專利摘要一種用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)。其包括控制主站、綜合控制柜、現(xiàn)場測控部和非電量采集部；控制主站通過數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡與多個設置在遠端配電站內(nèi)的綜合控制柜相連接；綜合控制柜分別與現(xiàn)場測控部和非電量采集部相連接；現(xiàn)場測控部由配電站內(nèi)各開關柜內(nèi)部的測量回路和控制回路構(gòu)成；非電量采集部主要由多個測溫模塊構(gòu)成。本實用新型提供的用于配電網(wǎng)絡的遠程集中測控系統(tǒng)是10kV變電站的智能控制單元，適用于配電室、環(huán)網(wǎng)柜和開閉所等多回路集中監(jiān)控的應用場合，可通過光纖、無線、有線等信道與配電自動化系統(tǒng)的子站、主站配合，實現(xiàn)對配電線路的運行狀態(tài)監(jiān)控、故障識別和隔離、自動恢復供電等自動化功能。
文檔編號H02J13/00GK202495807SQ201220115120
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者何恩超, 尚武, 李景云, 殷淑萍, 趙洪寶 申請人:天津市三源電力設備制造有限公司