CN202363891U - 智能重合闸控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能重合闸控制器，包括中央处理器、电源模块、驱动模块、分别设置在开关的两端的电压互感器，以及串联在开关上的三相电流互感器，所述电压互感器和电流互感器通过信号放大与滤波模块与中央处理器中的采样通道连接，所述电压互感器和电流互感器还通过计量电路模块与中央处理器连接，所述电源模块和驱动模块均与中央处理器连接。这种智能重合闸控制器可获取当前电网状态，智能地进行自动重合闸、分断，可靠性高。

Description

智能重合闸控制器

技术领域：

本实用新型涉及电力供电***，具体讲是一种用在户外柱上高压真空断路器的智能合闸控制器。

背景技术：

户外柱上高压真空断路器是一种三相高压交流开关设备，主要应用于电网中作分断、开断、关合负荷电流、过载电流及短路电流和接地电流，适用于变电站、工矿企业、城乡电网作分段保护和控制之用。

现有的真空断路器一般是采用弹簧实现线路的分断和关合，当电网出现故障时，真空断路器自动分闸进行保护，然而，电网中的故障有的是瞬时性故障(例如雷击)，也有的是由于上级供电线路停电导致的分闸，出现这种情况就需要等待电力部门的工作人员前去分析故障并进行手动合闸，比较麻烦，造成用户停电时间较长，给用户带来损失。

目前，也出现少数具有自动重合闸功能的产品，但是这种产品无法获取当前电网的状态，并智能地判断电网故障的情况，若进行盲目地自动重合闸，有可能导致故障扩大，造成严重后果，可靠性低。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是，克服现有的技术缺陷，提供一种可获取当前电网状态，智能地进行自动重合闸、分断，可靠性高的智能重合闸控制器。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种智能重合闸控制器，包括中央处理器、电源模块、驱动模块、分别设置在开关的两端的电压互感器，以及串联在开关上的三相电流互感器，所述电压互感器和电流互感器通过信号放大与滤波模块与中央处理器中的采样通道连接，所述电压互感器和电流互感器还通过计量电路模块与中央处理器连接，所述电源模块和驱动模块均与中央处理器连接。

本实用新型具有以下优点：

采用上述智能重合闸控制器后，通过电流互感器及电压互感器、驱动模块，可以实时采集开关的分/合位状态、开关储能状态信息等状态量信息，并能实时检测开关所连接线路的三相电流、零序电流(也可根据三相电流合成零序电流)、两相电压、零序电压等模拟量信息，中央处理器通过实时监测上述模拟量的值并与设定的定值做比较来判断线路故障的类别，从而根据各检测量通过驱动模块控制开关分合闸，该智能重合闸控制器还可以通过检测上述模拟量的值在重合闸开关中设置过流、速断、涌流、零序保护功能。总之，该智能重合闸控制器可以获取当前电网状态，并根据当前的电网状态智能地进行自动重合闸、分断，可靠性高。

作为改进，所述电源模块包括蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块，所述蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块依次连接，电池管理模块与中央处理器连接，所述开关电源模块与电池管理模块及电压互感器连接。电源管理模块监测***电源状态，通过中央处理器自动根据检测到的各项状态来判断由谁来为***供电，当电压互感器有电时，蓄电池通过中央处理器为***提供电源，并且若蓄电池电压低于设定值，***会为蓄电池充电，蓄电池电压达到设定值时，自动关闭充电，当***掉电时，电压互感器不再供电，电源模块会通过电池管理模块自动打开蓄电池为***供电，开关电源模块主要是将从电压互感器电源转换为24V直流电源，为驱动模块的分合闸驱动电路供电。逆变器主要是在蓄电池供电模式下把蓄电池的24V直流电压逆变成300V的交流电压为驱动模块提供储能电机和分合闸装置供电。这种采用双电源供电可靠性高。

所述驱动模块包括操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机、分合闸驱动电路，所述中央处理器通过第一光电耦合器与分合闸驱动电路连接，所述分合闸驱动电路与操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机连接，所述操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机还通过第二光电耦合器与中央处理器连接。中央处理器输出分合闸控制信号通过第一光电耦合器传输给分合闸驱动电路来驱动操作机构、分闸线圈、合闸线圈和储能电机。操作机构、分闸线圈、合闸线圈和储能电机还通过第二光电耦合器与中央处理器连接将分合闸状态信号输入给中央处理器。

所述智能重合闸控制器还包括按键与显示模块，所述按键与显示模块与中央处理器连接。此模块通过显示界面为客户提供智能重合闸控制器的各项状态参数以及定值设定，通过按键来翻页查询各项状态参数，还可以通过按键进行客户化参数的设定与修改，操作简单快捷。

所述智能重合闸控制器还包括GSM/GPRS模块，所述GSM/GPRS模块通过串行接口电路与中央处理器连接。通过增加GSM/GPRS模块使智能重合闸控制器具有远程通信功能，通过短信注册的高级用户可以对控制器的各项主要状态和参数进行交互控制。

所述智能重合闸控制器还包括PDA模块，所述PDA模块通过无线射频收发电路与中央处理器连接。用户可采用PDA(掌上电脑)通过无线连接对智能重合闸控制器的各项主要状态和参数进行交互控制。

所述智能重合闸控制器还包括外部扩展存储模块，所述外部扩展存储模块与中央处理器连接。智能重合闸控制器可将故障信息，故障时电网状态信息及操作记录通过外部扩展存储模块进行存储，供以后分析查询所用。

所述智能重合闸控制器还包括时钟模块，所述时钟模块与中央处理器连接。采用时钟模块可以记录故障发生的时间，自动重合闸的时间，将其在显示界面上显示，并记录，供以后查询分析使用。

附图说明：

附图是本实用新型智能重合闸控制器的原理方框图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图所示，本实用新型提供一种智能重合闸控制器，包括中央处理器、电源模块、驱动模块、分别设置在开关的两端的电压互感器，以及串联在开关上的三相电流互感器，电压互感器设置在三相高压交流开关设备的两端，用来分别检测开关两端所接电网线路的三相电压，每端可以根据需要设置一个或者两个电压互感器。电流互感器串联在开关上，用来检测开关是否闭合。所述电压互感器和电流互感器通过信号放大与滤波模块与中央处理器中的采样通道连接，本智能重合闸控制器有两个测量模块，一个是电压互感器和电流互感器通过信号放大与滤波模块与中央处理器中的采样通道连接，利用高分辨率的采样通道对电流和电压等各项模拟参量进行采样测量，供本智能重合闸控制器的进行线路过流、速断、涌流、零序检测保护使用。另一个是所述电压互感器和电流互感器还通过计量电路模块与中央处理器连接，所述计量电路模块在本实施例中采用ATT7022C系列的专用计量芯片，配合电压互感器和电流互感器能够测量开关所接电网线路的各相电流、电压有效值、功率因数、有功功率、无功功率、频率等参数信息，并通过与中央处理器的连接传输给中央处理器，供判断故障原因所用。这两个测量模块共用电压互感器和电流互感器，也可以各自采用不同的电流互感器和电压互感器。所述电源模块和驱动模块均与中央处理器连接。电源模块用来向智能重合闸控制器的各部分提供电源，中央处理器可通过与驱动模块连接向驱动模块发送分合闸控制信号，驱动高压开关设备的操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机等，驱动模块还可以采集开关的分/合位状态、开关储能状态等开关的状态量信息，并传输给中央处理器。

本实用新型的工作原理为：中央处理器通过电流互感器及电压互感器、驱动模块，可以实时采集开关的分/合位状态、开关储能状态信息等状态量信息，并能实时检测开关所连接线路的三相电流、零序电流、两相电压、零序电压等模拟量信息，中央处理器通过接收到的上述模拟量的值并与设定的定值做比较来判断线路故障的类别，在本实施例中监测的模拟量为5(6)个，分别为A相电流、B相电流、C相电流、零序电流、AC相间电压(另一端BC相电压)。若为瞬时性故障，且智能重合闸控制器所监测的电网状态正常，则中央处理器发送合闸控制指令给驱动模块，实现自动重合闸，若为永久性故障，则中央处理器控制驱动模块加速跳闸，从而根据各检测量通过驱动模块控制开关分合闸，该智能重合闸控制器还可以通过检测上述模拟量的值在重合闸开关中设置过流、速断、涌流、零序保护功能。总之，该智能重合闸控制器可以根据当前电网状态，智能地进行自动重合闸、分断，可靠性高。该智能重合闸控制器，还可以通过监测电网状态，当线路中失压时，会自动分闸，当重新来电后，实时电网状态正常，会自动合闸。

所述电源模块包括蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块，所述蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块依次连接，电池管理模块与中央处理器连接，所述开关电源模块与电池管理模块及电压互感器连接。电源管理模块监测***电源状态，通过中央处理器自动根据检测到的各项状态来判断由谁来为***供电，当电压互感器有电时，蓄电池通过中央处理器为***提供电源，并且若蓄电池电压低于设定值，***会为蓄电池充电，蓄电池电压达到设定值时，自动关闭充电，当***掉电时，电压互感器不再供电，电源模块会通过电池管理模块自动打开蓄电池为***供电，保证了中央处理器正常工作，为提供管理人员了解开关状态和信息；开关电源模块主要是将从电压互感器电源转换为24V直流电源，为驱动模块的分合闸驱动电路供电。逆变器主要是在蓄电池供电模式下把蓄电池的24V直流电压逆变成300V的交流电压为驱动模块提供储能电机和分合闸装置供电。这种采用双电源供电可靠性高。

所述驱动模块包括操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机、分合闸驱动电路，所述中央处理器通过第一光电耦合器与分合闸驱动电路连接，所述分合闸驱动电路与操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机连接，所述操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机还通过第二光电耦合器与中央处理器连接。中央处理器输出分合闸控制信号通过第一光电耦合器传输给分合闸驱动电路来驱动操作机构、分闸线圈、合闸线圈和储能电机。操作机构、分闸线圈、合闸线圈和储能电机还通过第二光电耦合器与中央处理器连接将分合闸状态信号输入给中央处理器。

所述智能重合闸控制器还包括按键与显示模块，所述按键与显示模块与中央处理器连接。此模块通过显示界面为客户提供智能重合闸控制器的各项状态参数以及定值设定，通过按键来翻页查询各项状态参数，还可以通过按键进行客户化参数的设定与修改，操作简单快捷。

所述智能重合闸控制器还包括GSM/GPRS模块，所述GSM/GPRS模块通过串行接口电路与中央处理器连接。通过增加GSM/GPRS模块使智能重合闸控制器具有远程通信功能，通过短信注册的高级用户可以对控制器的各项主要状态和参数进行交互控制。

所述智能重合闸控制器还包括PDA模块，所述PDA模块通过无线射频收发电路与中央处理器连接。用户可采用PDA(掌上电脑)通过无线连接对智能重合闸控制器的各项主要状态和参数进行交互控制。

所述智能重合闸控制器还包括外部扩展存储模块，所述外部扩展存储模块与中央处理器连接。智能重合闸控制器可将故障信息，故障时电网状态信息及操作记录通过外部扩展存储模块进行存储，供以后分析查询所用。

所述智能重合闸控制器还包括时钟模块，所述时钟模块与中央处理器连接。采用时钟模块可以记录故障发生的时间，自动重合闸的时间，将其在显示界面上显示，并记录，供以后查询分析使用。

Claims (8)

1.一种智能重合闸控制器，其特征在于：包括中央处理器、电源模块、驱动模块、分别设置在开关的两端的电压互感器，以及串联在开关上的三相电流互感器，所述电压互感器和电流互感器通过信号放大与滤波模块与中央处理器中的采样通道连接，所述电压互感器和电流互感器还通过计量电路模块与中央处理器连接，所述电源模块和驱动模块均与中央处理器连接。

2.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述电源模块包括蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块，所述蓄电池、电池管理模块、逆变器及开关电源模块依次连接，电池管理模块与中央处理器连接，所述开关电源模块与电池管理模块及电压互感器连接。

3.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述驱动模块包括操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机、分合闸驱动电路，所述中央处理器通过第一光电耦合器与分合闸驱动电路连接，所述分合闸驱动电路与操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机连接，所述操作机构、分闸线圈、合闸线圈、储能电机还通过第二光电耦合器与中央处理器连接。

4.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述智能重合闸控制器还包括按键与显示模块，所述按键与显示模块与中央处理器连接。

5.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述智能重合闸控制器还包括GSM/GPRS模块，所述GSM/GPRS模块通过串行接口电路与中央处理器连接。

6.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述智能重合闸控制器还包括PDA模块，所述PDA模块通过无线射频收发电路与中央处理器连接。

7.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述智能重合闸控制器还包括外部扩展存储模块，所述外部扩展存储模块与中央处理器连接。

8.根据权利要求1所述的智能重合闸控制器，其特征在于：所述智能重合闸控制器还包括时钟模块，所述时钟模块与中央处理器连接。