本發(fā)明涉及配電信息無線傳輸技術領域，特別涉及一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)。
背景技術：
智能分界斷路器的應用對于供配電系統(tǒng)的負荷監(jiān)控以及電網的穩(wěn)定運行起到了良好的作用，然而作為供配電部門來說，先進設備的采用并非是要限制客戶的用電消費，而是為了在有限的電力資源的基礎上通過適當的技術措施來保證設備的穩(wěn)定、正常的運行。
隨著我國經濟的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，電力負荷增長迅猛，峰谷差不斷拉大，負荷率下降，如果單純依靠擴大投資規(guī)模增加裝機容量來滿足短暫的尖峰用電，不僅要投入巨大的電力建設資金，而且會因電力設備利用率的不斷下降而導致供配電成本上升。
技術實現要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)，由多個位于不同地點的臺區(qū)組成的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)通過構建“雙?！蓖ㄐ啪W絡以確保對這些臺區(qū)的分界斷路器做到即時監(jiān)控和分、合閘操作方式操作，這些分、合閘操作方式通過第一驅動控制電路、第二驅動控制電路和手動操作去實現，從而提高了線路過載能力，有利于電網的安全、穩(wěn)定地運行。同時，本控制系統(tǒng)具有諧波自我識別技術，能實現真正的無諧波污染的電網環(huán)境。
本發(fā)明所提出的技術解決方案是這樣的：
一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)，所述智能分界斷路器控制系統(tǒng)由信號采集與調理模塊、分界斷路器控制電路、無線射頻通信模塊、遠程通信與控制模塊和驅動控制輸出與執(zhí)行模塊組成，所述分界斷路器控制電路分別與信號采集與調理模塊、無線射頻通信模塊、遠程通信與控制模塊和驅動控制輸出與執(zhí)行模塊作電信號連接。
所述信號采集與調理模塊包括三相交流電壓信號采集1、三相交流電流信號采集2、剩余電流信號采集3、第一信號調理4、第一信號調理諧波分析5、第二信號調理諧波分析6、第二信號調理采集7、第三信號調理8，所述三相交流電壓信號采集1輸入端與外接的三相交流電壓Un連接，三相交流電壓信號采集1輸出端分別與第一信號調理4輸入端和第一信號調理諧波分析5輸入端連接，第一信號調理4對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，第一調理信號諧波分析5對信號作交直流轉換與諧波分析后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，所述三相交流電流信號采集2輸入端與外接的三相交流電流In連接，三相交流電流信號采集2輸出端分別與第二信號調理諧波分析6輸入端和第二信號調理7輸入端連接，第二信號調理諧波分析6對信號作交直流轉換與諧波分析后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，第二信號調理7對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，所述剩余電流信號采集3輸入端與外接的剩余電流IΔ連接，剩余電流信號采集（3）輸出端與第三信號調理（8）輸入端連接，剩余電流信號采集3對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口。
所述分界斷路器控制電路包括16位單片機9、第一MCU10、第一USART端口11、第一RS485總線接口12、液晶顯示器13、USB端口14、第一驅動控制電路15和三相電源供電模塊16，第一USART端口11與16位單片機9雙向連接，第一USART端口11與第一RS485總線接口12雙向連接，16位單片機9輸出端與液晶顯示器（13）相連接，USB端口（14）與16位單片機（9）雙向連接，第一MCU（10）與16位單片機（9）雙向連接，第一MCU10與第一驅動控制電路15雙向連接，三相電源供電模塊16與16位單片機9交流電源輸入端連接。
所述無線射頻通信模塊包括第二RS485總線接口17、第二USART端口18、第二MCU19、射頻模塊20和中繼放大器21，所述第二RS485總線接口17與分界斷路器控制電路的第一RS485總線接口12雙向連接，第二RS485總線接口17與第二USART端口18雙向連接，第二USART端口18與第二MCU19雙向連接，第二MCU19與射頻模塊20雙向連接，射頻模塊20與中繼放大器21雙向連接。
所述遠程通信與控制模塊包括第三MCU22、遠程通信模塊23和第二驅動控制電路24，所述第三MCU22與分界斷路器控制電路的USB端口14雙向連接，第三MCU22與遠程通信模塊23雙向連接，第三MCU22與第二驅動控制電路24雙向連接。
所述驅動控制輸出與執(zhí)行模塊包括繼電器或功能控制模塊25、手動與自控轉換模塊26、分界斷路器27和手控指令28，所述繼電器或功能控制模塊25與分界斷路器控制電路的第一驅動控制電路15雙向連接，繼電器或功能控制模塊25與遠程通信與控制模塊的第二驅動控制電路24雙向連接，手動與自控轉換模塊26分別與繼電器或功能控制模塊25和分界斷路器27雙向連接，手動與自控轉換模塊26輸入端與手控指令28連接。
與現有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著效果：
（1）本發(fā)明提供了在不同地點的分界斷路器之間的無線自組網傳輸，它可以通過設在各個智能分界斷路器內的中繼放大器進行，這樣能保證傳輸的距離更遠。
（2）本智能分界斷路器控制系統(tǒng)的16位單片機控制系統(tǒng)與臺區(qū)的監(jiān)控中心是采用雙模通信方式聯系。當遠程的通信網絡可以覆蓋本臺區(qū)時，采用遠程通信方式聯系；當遠程的通信網絡不能覆蓋本臺區(qū)時，就采用無線射頻通信方式聯系。
（3）本智能分界斷路器控制系統(tǒng)具有三通道控制功能：控制系統(tǒng)內的驅動控制輸出與執(zhí)行模塊中的繼電器或功能控制模塊可以執(zhí)行16位單片機的分、合閘指令，在16位單片機系統(tǒng)出現故障不能發(fā)出分、合閘指令時也可以通過執(zhí)行遠程通信與控制模塊發(fā)出的分、合閘指令；而“手控”與“自控”轉換模塊則可由本系統(tǒng)的操作人員進行手動轉換以便決定該分、合閘指令是采取“自控”執(zhí)行方式還是“手控”執(zhí)行方式。
（4）本控制系統(tǒng)采用基于高速采集和離散的傅立葉變換為主的算法，將非正弦的電壓、電流信號經過信號采集與調理模塊進入16位單片機，通過高速A/D變換為離散的數字信號，再經過離散的傅立葉變換可以計算出1次至64次的諧波分量。在本系統(tǒng)中根據實際需要僅顯示1次到10次的電壓與電流的諧波分量（波幅和相位）。本系統(tǒng)通過上述的諧波自我識別技術，能有針對性地進行電能諧波治理，實現真正的無諧波污染的電網環(huán)境。
（5）本發(fā)明采用由多個安裝在不同地點的智能分界斷路器控制系統(tǒng)終端組成的基于無線傳輸自組網和無線遠程控制這樣一種雙模控制方式的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在確?，F有電網供電能力以滿足用戶用電需求的條件下，可以適合減少變壓器備用容量和提高線路過載能力，有利于電網的安全、穩(wěn)定地運行，從而，能構建一個滿足電力生產管理服務需求的配電專用智能化臺區(qū)管理系統(tǒng)，即智能供電系統(tǒng)，進而實現電力系統(tǒng)智能化。
附圖說明
圖1是本發(fā)明一個實施例的一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)的電原理結構示意圖。
具體實施方式
通過下面實施例對本發(fā)明作進一步詳細闡述。
參見圖1所示，一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)由信號采集與調理模塊、分界斷路器控制電路、無線射頻通信模塊、遠程通信與控制模塊和驅動控制輸出與執(zhí)行模塊組成，所述分界斷路器控制電路分別與信號采集與調理模塊、無線射頻通信模塊、遠程通信與控制模塊和驅動控制輸出與執(zhí)行模塊作電信號連接。
所述信號采集與調理模塊包括三相交流電壓信號采集1、三相交流電流信號采集2、剩余電流信號采集3、第一信號調理4、第一信號調理諧波分析5、第二信號調理諧波分析6、第二信號調理采集7、第三信號調理8，所述三相交流電壓信號采集1輸入端與外接的三相交流電壓Un連接，三相交流電壓信號采集1輸出端分別與第一信號調理4輸入端和第一信號調理諧波分析5輸入端連接，第一信號調理4對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，第一調理信號諧波分析5對信號作交直流轉換與諧波分析后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，所述三相交流電流信號采集2輸入端與外接的三相交流電流In連接，三相交流電流信號采集2輸出端分別與第二信號調理諧波分析6輸入端和第二信號調理7輸入端連接，第二信號調理諧波分析6對信號作交直流轉換與諧波分析后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，第二信號調理7對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口，所述剩余電流信號采集3輸入端與外接的剩余電流IΔ連接，剩余電流信號采集（3）輸出端與第三信號調理（8）輸入端連接，剩余電流信號采集3對信號作交直流轉換與調理后輸入至16位單片機9的A/D轉換端口。
所述分界斷路器控制電路包括16位單片機9、第一MCU10、第一USART端口11、第一RS485總線接口12、液晶顯示器13、USB端口14、第一驅動控制電路15和三相電源供電模塊16，第一USART端口11與16位單片機9雙向連接，第一USART端口11與第一RS485總線接口12雙向連接，16位單片機9輸出端與液晶顯示器（13）相連接，USB端口（14）與16位單片機（9）雙向連接，第一MCU（10）與16位單片機（9）雙向連接，第一MCU10與第一驅動控制電路15雙向連接，三相電源供電模塊16與16位單片機9交流電源輸入端連接。
所述無線射頻通信模塊包括第二RS485總線接口17、第二USART端口18、第二MCU19、射頻模塊20和中繼放大器21，所述第二RS485總線接口17與分界斷路器控制電路的第一RS485總線接口12雙向連接，第二RS485總線接口17與第二USART端口18雙向連接，第二USART端口18與第二MCU19雙向連接，第二MCU19與射頻模塊20雙向連接，射頻模塊20與中繼放大器21雙向連接。
所述遠程通信與控制模塊包括第三MCU22、遠程通信模塊23和第二驅動控制電路24，所述第三MCU22與分界斷路器控制電路的USB端口14雙向連接，第三MCU22與遠程通信模塊23雙向連接，第三MCU22與第二驅動控制電路24雙向連接。
所述驅動控制輸出與執(zhí)行模塊包括繼電器或功能控制模塊25、手動與自控轉換模塊26、分界斷路器27和手控指令28，所述繼電器或功能控制模塊25與分界斷路器控制電路的第一驅動控制電路15雙向連接，繼電器或功能控制模塊25與遠程通信與控制模塊的第二驅動控制電路24雙向連接，手動與自控轉換模塊26分別與繼電器或功能控制模塊25和分界斷路器27雙向連接，手動與自控轉換模塊26輸入端與手控指令28連接。
本智能分界斷路器控制系統(tǒng)與臺區(qū)的監(jiān)控中心采用雙模通信方式聯系。當遠程的通信網絡可以覆蓋本臺區(qū)時，采用遠程通信方式聯系；當遠程的通信網絡不能覆蓋本臺區(qū)時，則采用無線射頻通信方式聯系。
遠程通信方式是由16位單片機9通過USB端口14與遠程通信與控制模塊的第三MCU22連接，以便與臺區(qū)監(jiān)控中心進行信息的雙向傳送。若16位單片機9出現故障而不能執(zhí)行臺區(qū)監(jiān)控中心的分、合閘指令，則遠程通信與控制模塊的第三MCU22將接收不到16位單片機9的確認信號，此時第三MCU22可以通過第二驅動控制電路24直接向繼電器或功能轉換模塊25發(fā)送分、合閘指令，對分界斷路器27執(zhí)行分、合閘操作。
無線射頻通信方式是由16位單片機9和第一USART端口11通過第一RS485總線接口12與無線射頻通信模塊的第二RS485總線接口17連接并與臺區(qū)監(jiān)控中心進行信息的雙向傳送。
驅動控制輸出與執(zhí)行模塊中的繼電器或功能控制模塊25可以執(zhí)行16位單片機9的分、合閘指令，在16位單片機9出現故障不能發(fā)出分、合閘指令時也可以通過執(zhí)行遠程通信與控制模塊的分、合閘指令；而“手控”與“自控”轉換模塊26則可由本系統(tǒng)的操作人員進行手動轉換以便決定這個分、合閘指令是采用“自控”執(zhí)行方式還是“手控”執(zhí)行方式。
所述的16位單片機9控制著本臺區(qū)的智能分界斷路器控制系統(tǒng)的全部運行功能。它將全部信號包括三相交流電壓、三相交流電流、剩余電流以及電壓電流的諧波分量的檢測結果輸出至液晶顯示器13顯示。通過無線射頻通信模塊和遠程通信與控制模塊與臺區(qū)監(jiān)控中心進行雙向通信并可根據臺區(qū)監(jiān)控中心的指令通過第一驅動控制電路15或第二驅動控制電路24執(zhí)行分界斷路器27的分、合閘動作。