CN101814772B

CN101814772B - 一种智能高压电动开关装置

Info

Publication number: CN101814772B
Application number: CN2010101492306A
Authority: CN
Inventors: 王柳; 季钢; 尼富强; 杨登峰; 陈世忠; 许留柱; 侯文昌; 姜文峰; 孟新永; 张小红
Original assignee: Henan Bote Electric Co Ltd; Zhumadian Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Current assignee: Henan Bote Electric Co Ltd; Zhumadian Power Supply Co of Henan Electric Power Co
Priority date: 2010-04-19
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2030-04-19
Also published as: CN101814772A

Abstract

本发明提供一种智能高压电动开关装置，它包括高压电动开关、高压工作电源、配电变压器、低压计量装置、过电流保护装置、远程自动控制终端、连接有通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；远程自动控制终端包括单片机电路、电源电路、发射接收通信模块和输出控制信号电路，单片机电路与输出控制信号电路、发射接收通信模块连接，高压工作电源分别连接电源电路、分闸回路和合闸回路；输出控制信号电路分别连接分闸回路和合闸回路中；单片机电路与过电流保护装置连接；移动通信基站为通信模块、电管员手机和发射接收通信模块之间提供网络服务。该装置具有使用方便、智能管理、运行高效的优点。

Description

一种智能高压电动开关装置

技术领域

本发明涉及一种用于配电***的智能控制开关装置，具体的说，涉及一种智能高压电动开关装置。

背景技术

通常，用于配电变压器高压侧的开关装置多采用跌落式熔断器，欲停送电时，需人工按照规定操作程序进行逐相操作，因此，其存在使用麻烦、操作不安全、效率极其低下的缺陷；近几年，市场上出现了一种遥控跌落式熔断器，因设计缺陷，在实际应用中，发现这种遥控跌落式熔断器容易在配电变压器带负荷的情况下出现异常分断或闭合，这种情况的出现将会造成配电变压器及用电设备的损坏，而且存在极大的安全隐患；

随着配电***自动化控制技术的不断发展，现有的跌落式熔断器或高压开关已难以满足市场的需要；为了解决上述存在的问题，人们一直在寻找一种更趋于理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，从而提供一种经济实用、使用方便、智能管理、运行高效、适于电力***发展需要的智能高压电动开关装置。

本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的：一种智能高压电动开关装置，它包括高压电动开关、高压工作电源、配电变压器、低压计量装置、过电流保护装置、远程自动控制终端、连接有通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；其中，所述高压电动开关连接所述配电变压器，所述配电变压器连接所述低压计量装置，所述过电流保护装置连接所述低压计量装置以采集低压计量装置的过电流信号；所述高压电动开关包括刀闸开关和安装在刀闸开关两端的分、合闸电磁铁操动机构，所述合闸电磁铁操动机构包括有合闸线圈、合闸衔铁和一端连接合闸衔铁的绝缘拉杆，所述分闸电磁铁操动机构包括有分闸线圈、分闸衔铁和一端连接分闸衔铁的绝缘推杆，所述绝缘拉杆另一端与所述刀闸开关的刀闸铰接，所述绝缘推杆另一端对应所述刀闸开关的刀闸上部设置；所述分闸线圈构成分闸回路，所述合闸线圈构成合闸回路；所述远程自动控制终端包括有单片机电路、电源电路、发射接收通信模块和输出控制信号电路；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以输出通断控制信号；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以发射和接收通断控制信息；所述电源电路分别连接所述单片机电路、所述发射接收通信模块和所述输出控制信号电路以提供工作电源；所述单片机电路与所述过电流保护装置连接以采集低压计量装置的过电流保护信号；所述高压工作电源分别连接所述远程自动控制终端的电源电路、所述分闸回路和所述合闸回路以提供电源；所述输出控制信号电路分别连接所述分闸回路和所述合闸回路以分别控制所述分闸回路和所述合闸回路的通断；所述移动通信基站为所述供电所计算机的通信模块、所述电管员手机和所述远程自动控制终端的发射接收通信模块之间提供通断控制信息的移动网络服务。

基于上述，所述分闸线圈和所述合闸线圈均由直径为0.35mm～0.64mm的圆铜漆包线绕2200～2500匝制成。

基于上述，所述高压工作电源包括电压互感器、整流桥和电容器，其中，所述电压互感器的二次侧两端分别连接所述整流桥的交流输入侧两端，所述整流桥的直流输出侧两端并联连接所述电容器。

基于上述，所述电压互感器的原边绕组由直径为0.15～0.23mm的圆铜漆包线绕13000～14000匝而制成，所述电压互感器的副边绕组由直径为1.25～1.8mm的圆铜漆包线绕310～320匝而制成，所述电压互感器的铁芯的长、宽、高分别为215mm、35mm、60mm。

本发明相对于现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，该智能高压电动开关装置能够较为经济、理想的实现远程自动化控制，其设计技术具有经济性价比高的特点，对于发展中国家实现配电***自动化控制，将会起到积极的促进作用；该智能高压电动开关装置利用计算机技术、单片机控制技术与无线移动通信技术，从而开发的一种用于自动化控制的高压电动开关装置，其具有经济实用、使用方便、智能管理、运行高效、适于电力***发展需要的优点。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图；

图2是本发明所述高压电动开关的结构示意图；

图3是本发明所述高压工作电源的电路原理示意图；

图4是本发明所述单片机电路的示意图；

图5是本发明所述输出控制信号电路的示意图；

图6是本发明所述过电流保护装置的电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述：

如图1、图2和图3所示，一种智能高压电动开关装置，它包括高压电动开关、高压工作电源、配电变压器、低压计量装置、过电流保护装置、远程自动控制终端、连接有通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；其中，所述高压电动开关连接所述配电变压器，所述配电变压器连接所述低压计量装置，所述过电流保护装置连接所述低压计量装置以采集低压计量装置的过电流信号；所述单片机电路与所述过电流保护装置连接以采集低压计量装置的过电流保护信号；

如图2所示，所述高压电动开关包括刀闸开关，安装在刀闸开关两端的分闸电磁铁操动机构5和合闸电磁铁操动机构4；所述刀闸开关包括开关架体1、安装在开关架体1上的绝缘支柱9、安装在绝缘支柱9上的静触头2、动触头3和刀闸7；所述合闸电磁铁操动机构4包括有合闸线圈、合闸激励线圈、合闸衔铁和一端连接合闸衔铁的绝缘拉杆6，所述分闸电磁铁操动机构5包括有分闸线圈、分闸激励线圈、分闸衔铁和一端连接分闸衔铁的绝缘推杆8，所述绝缘拉杆6另一端与所述刀闸开关的刀闸7铰接，所述绝缘推杆8另一端穿过绝缘支柱9的中心孔悬浮在所述刀闸开关的静触头2上方，即，所述绝缘推杆8另一端对应所述刀闸开关的刀闸7上部设置；所述刀闸开关一侧连接高压线路，其另一侧连接配电变压器；

所述分闸线圈构成分闸回路，所述合闸线圈构成合闸回路；所述分闸线圈和合闸线圈均由直径为0.35mm～0.64mm的圆铜漆包线绕2200～2500匝制成。

所述远程自动控制终端包括有单片机电路、电源电路、发射接收通信模块和输出控制信号电路；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以输出通断控制信号；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以发射和接收通断控制信息；所述发射接收通信模块是一种常见的公知电路，其与单片机电路双向通信，把通断控制信息以信息或短信方式发出给所述通信模块或所述电管员手机，并用于接收来自所述通信模块或所述电管员手机的通断控制信息或短信，其工作过程由单片机电路控制；所述电源电路分别连接所述单片机电路、所述发射接收通信模块和所述输出控制信号电路以提供工作电源；所述电源电路是一种常见的公知电路，其主要为所述远程自动控制终端的各个电路提供低压工作电源；所述高压工作电源分别连接所述远程自动控制终端的电源电路、所述分闸回路和所述合闸回路以提供电源；所述输出控制信号电路分别连接所述分闸回路和所述合闸回路以分别控制所述分闸回路和所述合闸回路的通断；

所述移动通信基站为所述供电所计算机的通信模块、所述电管员手机和所述远程自动控制终端的发射接收通信模块之间提供通断控制信息的移动网络服务；所述通信模块是一种用于连接计算机的、把通断指令以短信方式或其它方式发出并接收的通信模块，是一种常见的公知通信模块；所述供电所计算机是普通计算机，即终端计算机；所述电管员手机是配电***电工管理人员用于工作的普通手机。

如图3所示，所述高压工作电源包括电压互感器、整流桥和电容器，其中，所述电压互感器的二次侧两端分别连接所述整流桥的交流输入侧两端，所述整流桥的直流输出侧两端并联连接所述电容器；所述高压工作电源的电压互感器一次侧连接于高压线路，所述电压互感器的二次侧连接所述远程自动控制终端的电源电路以提供交流工作电源；所述整流桥的直流输出侧作为直流电源输出端为所述分闸回路和所述合闸回路提供直流工作电源；所述电压互感器的原边绕组由直径为0.15～0.23mm的圆铜漆包线绕13000～14000匝而制成，所述电压互感器的副边绕组由直径为1.25～1.8mm的圆铜漆包线绕310～320匝而制成，所述电压互感器的铁芯的长、宽、高分别为215mm、35mm、60mm；制作时，当电压互感器的线圈绕组绕好后，需放在高温真空箱内用环氧树脂浇注，并将铁芯叠片，最后烘干寖漆；所述电压互感器是10000V/220V/300-800VA的电压互感器，所述整流桥是250V/10～20A的硅材料整流桥，所述电容器是250V/10uf 的电容器。

如图4所示，所述单片机电路是以单片机为技术核心的电路***，是常用的公知电路，其与发射接收通信模块连接，用以控制发射模块的工作，其与输出控制信号电路连接，用以完成通断处理指令。

如图5所示，所述输出控制信号电路包括电阻R1、电阻R2、放大器Y1、放大器Y2、继电器K1、继电器K2、二极管V1和二极管V2，继电器的常开触点和常闭触点分别用于连接在分闸回路和合闸回路中；所述输出控制信号电路是由单片机电路根据收到的控制短信或其它控制命令来控制其是否进行通断处理的电路。

如图6所示，基于上述，所述过电流保护装置包括过电流检测线圈GLB1、过电流检测线圈GLB2、过电流检测线圈GLB3和过电流继电器GLK，其中，所述过电流检测线圈GLB1、所述过电流检测线圈GLB2、所述过电流检测线圈GLB3的K1端分别连接于所述过电流继电器GLK的一端，所述过电流检测线圈GLB1、所述过电流检测线圈GLB2、所述过电流检测线圈GLB3的K2端分别连接于所述过电流继电器GLK的另一端，所述过电流继电器GLK的输出端用于连接所述单片机电路以输出低压计量装置的过电流信号，以此构成过电流保护回路。使用时，将三个过电流检测线圈安装于低压计量装置的三相线即可；所述过电流保护装置的设置技术方案为配电变压器额定电流的1.5～1.7倍，动作时间设置为0.2～0.4秒；

所述远程自动控制终端设置有自动操作程序，即：分断配电变压器高压时，先分断低压交流接触器或断路器，配电变压器送电时，先合高压电动开关，后合低压交流接触器或断路器；使高压电动开关的分合电流为配电变压器的空载电流，确保配电设备的安全运行。

工作时，由所述供电所计算机或所述电管员手机发出通断控制命令，并由所述远程自动控制终端接收，并由所述输出控制信号电路作出通断控制动作，继而控制所述电磁铁操动机构的分闸回路或合闸回路闭合，最终实现了远程控制高压电动开关的目的。

智能高压电动开关装置技术的研究，不仅适应了电力***智能化电网的要求，还将对配电设备的安全运行起到极大的改善作用。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种智能高压电动开关装置，其特征在于：该智能高压电动开关装置包括高压电动开关、高压工作电源、配电变压器、低压计量装置、过电流保护装置、远程自动控制终端、连接有通信模块的供电所计算机、电管员手机和移动通信基站；其中，所述高压电动开关连接所述配电变压器，所述配电变压器连接所述低压计量装置，所述过电流保护装置连接所述低压计量装置以采集低压计量装置的过电流信号；所述高压电动开关包括刀闸开关和安装在刀闸开关两端的分、合闸电磁铁操动机构，所述合闸电磁铁操动机构包括有合闸线圈、合闸衔铁和一端连接合闸衔铁的绝缘拉杆，所述分闸电磁铁操动机构包括有分闸线圈、分闸衔铁和一端连接分闸衔铁的绝缘推杆，所述绝缘拉杆另一端与所述刀闸开关的刀闸铰接，所述绝缘推杆另一端对应所述刀闸开关的刀闸上部设置；所述分闸线圈构成分闸回路，所述合闸线圈构成合闸回路；所述远程自动控制终端包括有单片机电路、电源电路、发射接收通信模块和输出控制信号电路；所述单片机电路与所述输出控制信号电路连接以输出通断控制信号；所述单片机电路与所述发射接收通信模块连接以发射和接收通断控制信息；所述电源电路分别连接所述单片机电路、所述发射接收通信模块和所述输出控制信号电路以提供工作电源；所述单片机电路与所述过电流保护装置连接以采集低压计量装置的过电流保护信号；所述高压工作电源分别连接所述远程自动控制终端的电源电路、所述分闸回路和所述合闸回路以提供电源；所述输出控制信号电路分别连接所述分闸回路和所述合闸回路以分别控制所述分闸回路和所述合闸回路的通断；所述移动通信基站为所述供电所计算机的通信模块、所述电管员手机和所述远程自动控制终端的发射接收通信模块之间提供通断控制信息的移动网络服务。

2.根据权利要求1所述的一种智能高压电动开关装置，其特征在于：所述分闸线圈和所述合闸线圈均由直径为0.35mm～0.64mm的圆铜漆包线绕2200～2500匝制成。

3.根据权利要求1所述的一种智能高压电动开关装置，其特征在于：所述高压工作电源包括电压互感器、整流桥和电容器，其中，所述电压互感器的二次侧两端分别连接所述整流桥的交流输入侧两端，所述整流桥的直流输出侧两端并联连接所述电容器。

4.根据权利要求3所述的一种智能高压电动开关装置，其特征在于：所述电压互感器的原边绕组由直径为0.15～0.23mm的圆铜漆包线绕13000～14000匝而制成，所述电压互感器的副边绕组由直径为1.25～1.8mm的圆铜漆包线绕310～320匝而制成，所述电压互感器的铁芯的长、宽、高分别为215mm、35mm、60mm。

5.根据权利要求1所述的一种智能高压电动开关装置，其特征在于：所述过电流保护装置包括过电流检测线圈GLB1、过电流检测线圈GLB2、过电流检测线圈GLB3和过电流继电器GLK，其中，所述过电流检测线圈GLB1、所述过电流检测线圈GLB2、所述过电流检测线圈GLB3的一端分别连接于所述过电流继电器GLK的一端，所述过电流检测线圈GLB1、所述过电流检测线圈GLB2、所述过电流检测线圈GLB3的另一端分别连接于所述过电流继电器GLK的另一端，所述过电流继电器GLK的输出端用于连接所述单片机电路以输出低压计量装置的过电流信号。