CN206348628U - 一种柱上开关控制终端 - Google Patents
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Abstract
一种柱上开关控制终端，由继电器、运算放大器、单片机、光电耦合器等构成；实现模拟量和状态量采集和处理、分合闸操作、双路电源输入和自动切换，通过电子式电流传感器和电子式电压传感器采集获得的模拟信号并由运算放大器组成的滤波电路处理后输入单片机；利用单片机内部DSP模块进行数据的运算和比较，实现对配电线路的监测与控制；485通信和GPRS无线通信实现配电线路实时信息传输。本***可就地采集模拟量、状态量，控制开关分合闸；快速准确的故障检测及故障辨别功能，并具有明显故障就地指示信号，采用双路主电源供电及后备电源供电，保证***24小时不间断、全功率运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种柱上开关控制终端（FTU），与三相10kV柱上开关配套使用的电子监测与控制***，主要针对10kV辐射型配电***而开发的基于DSPIC33FJ256GP710单片机的柱上开关控制终端（以下简称：本***）。
背景技术
随着社会与经济的快速发展，工业用电和民用电的需求量都在增长，与此同时国家电网对电网设备的安全性、可靠性要求也越来越高，传统的电网配设备只能操作人员到现场对线路进行监测和控制的工作方式已经无法满足配电***的发展，因此开发一种高集成配电监测与控制***，实现对配电网络实时监测与智能控制，已经成为配电***的主流趋势，而柱上开关控制终端（FTU）也具有良好的市场前景。
实用新型内容
本实用新型是针对上述配电***的发展趋势，利用高性能单片机的测量与控制功能，实现对配电网络实时监测与智能控制，本***的核心为DSPIC33FJ256GP710单片机，能够快速稳定的实现对柱上开关的保护、测量、通信等功能，具有处理速度快、运算能力强、集成度较高、配置灵活等特点。
一种柱上开关控制终端，由继电器、运算放大器、单片机、光电耦合器等构成；实现模拟量和状态量采集和处理、分合闸操作、双路电源输入和自动切换，通过电子式电流传感器和电子式电压传感器采集获得的模拟信号并由运算放大器组成的滤波电路处理后输入单片机；利用单片机内部DSP模块进行数据的运算和比较，实现对配电线路的监测与控制；485通信和GPRS无线通信实现配电线路实时信息传输；该终端设置有主电源和后备电源，且均可满足终端、通信设备的正常运行及开关的分闸、合闸操作。单片机连接液晶显示模块。单片机连接的控制接口以光电耦合器和继电器相结合组成开关量输入/输出模块控制继电器进行分合闸，实现开关量的输出。该终端还在面板上设有告警指示灯，手动控制钮。该终端还设有SMC纤维增强复合材料外壳安装在安装挂钩上，安装挂钩通过固定金具安装在电杆上。
本实用新型柱上开关控制终端，电压信号接口和电流信号接口连接传感器，传感器将产生测量信号输入可编程芯片，可编程芯片根据测量信号控制柱上开关的分合闸，可编程芯片同时连接通信接口和GPRS通信模块，实现对柱上开关的远程监控及控制，可编程芯片连接的控制接口为***的控制接口，其以光电耦合器和继电器相结合组成开关量输入/输出模块控制继电器进行分合闸，实现开关量的输出。可编程芯片连接同时连接液晶显示模块。该终端还在面板上设有告警指示灯，手动控制钮，后备电源接口。
本***具有以下特点：1、可就地采集模拟量、状态量，控制开关分合闸；2、快速准确的故障检测及故障辨别功能，并具有明显故障就地指示信号；3、采用485通信和GPRS无线通信使其具有远方维护功能，可进行远方控制、参数远方修改整定，GPRS无线通信模块支持端口数据监视功能，监视当前模块状态、IP地址、模块与终端之间的心跳等，并且具备网络中断自动重连功能；4、采用双路主电源供电及后备电源供电，保证***24小时不间断、全功率运行。
附图说明
图1是柱上开关控制终端示意图；
图2是柱上开关控制终端安装结构图。
附图标记为：
1、电压信号接口，2、按钮，3、电流信号接口，4、485通信接口，5、GPRS通信模块，6、液晶显示模块，7、控制接口，8、告警指示灯，9、手动控制钮，10、后备电源接口，11、面板，
21、SMC纤维增强复合材料外壳，22、安装挂钩，23、电杆，24、固定金具。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
一种柱上开关控制终端，由继电器、运算放大器、DSPIC33FJ256GP710单片机、光电耦合器等构成；***基于单片机设计，可实现模拟量和状态量采集和处理、分合闸操作、双路电源输入和自动切换、485通信以及GPRS无线通信的功能，通过电子式电流传感器和电子式电压传感器采集获得的模拟信号并由运算放大器组成的滤波电路处理后输入单片机（DSPIC33FJ256GP710）；利用单片机内部DSP模块进行数据的运算和比较，实现对配电线路的监测与控制；485通信和GPRS无线通信实现配电线路实时信息（如：故障信息，负荷信息等）传输至供电局的监控室，让工作人员及时掌握线缆状况；主电源和后备电源均可满足终端、通信设备的正常运行及开关的分闸、合闸操作。就地采集（电流、电压）模拟量和状态量，控制开关分合闸；利用单片机对采集到的线路中的电流、电压信号进行实时分析，可对故障类型做出快速判断及处理，并且具有明显的就地和远方传送故障指示信号；采用485通信和GPRS无线通信使其具有远方维护功能，可在远方实现***软件升级及参数整定。采用双路主电源供电及后备电源供电，保证***24小时不间断、全功率运行。
本实用新型柱上开关控制终端，电压信号接口1和电流信号接口3连接传感器，传感器将产生测量信号输入可编程芯片，可编程芯片根据测量信号控制柱上开关的分合闸，可编程芯片同时连接485通信接口4和GPRS通信模块5，实现对柱上开关的远程监控及控制，可编程芯片连接的控制接口7为***的控制接口，其以光电耦合器和继电器相结合组成开关量输入/输出模块控制继电器进行分合闸，实现开关量的输出。可编程芯片连接同时连接液晶显示模块6。该终端还在面板11上设有告警指示灯8，手动控制钮9，后备电源接口10。
该终端还设有SMC纤维增强复合材料外壳21安装在安装挂钩22上，安装挂钩22通过固定金具24安装在电杆23上，固定金具是固定在电杆上的金属绑带。
本***的电压、电流信号通过电压信号接口1和电流信号接口3输入，并由传感器采集电压、电流信号将其转换为1～20mA模拟量信号输出，通过传感器输出的模拟量信号将经运算放大电路进行低通滤滤波、运算放大处理后输入DSPIC33FJ256GP710可编程芯片，在芯片内部通过FFT算法的运算比较进行故障检测及故障判别进而控制柱上开关的分合闸。485通信接口4和GPRS通信模块5为***的485通信和GPRS通信，其主要功能在于可实现对柱上开关的远程监控及控制，如***的远程升级、***参数的远程修改整定等。控制接口7为***的控制接口，其以光电耦合器和继电器相结合组成开关量输入/输出模块，当开关量接口处于低电平时光电耦合器中的光敏二极管导通，光敏晶体管输出端变为低电平并将低电平信号传入DSPIC33FJ256GP710芯片中实现开关量的输入，当DSPIC33FJ256GP710芯片输出低电平时光电耦合器中的光敏二极管导通，进而控制继电器进行分合闸，实现开关量的输出。液晶显示模块6为液晶显示模块，用户可通过液晶显示模块完成对***进行参数整定、功能设定及投退、事件记录的浏览等操作。后备电源接口10为后备电源接口，其与主电源可实现双路电源输入和自定切换的功能，保证终端、通讯设备的正常运行及开关的正常操作。
本***采用带有DSP内核的单片机，既能实现灵活的控制方式，又能对数据进行高效的处理，适用于可靠性要求较高的场合，可快速对故障做出判断，并执行预定分闸命令。本***线缆故障判断采用FFT算法，FFT算法可将工频50Hz下的幅值信号独立分析出来并进行处理后，可有效滤除其它频率的干扰信号，从而保障了***运行的可靠性。本实用新型电流互感器输入端子，为带有短线短路功能的航空插头。
本***通过通用电子式传感器（电压传感器、电流传感器等）采集配电网电压、电流信号并将其转换为1～20mA模拟量信号输出，通用传感器输出的模拟量信号将经运算放大电路进行滤波处理后输入DSPIC33FJ256GP710单片机。利用单片机内部的数模转换电路将模拟信号转换为数字信号，从而实现对柱上开关的监测和控制。485通信和GPRS无线通信保证其能够实现对柱上开关的远方监测和控制；后备电源可在主电源失电后零延时投入，保证设备不间断、全功率运行。
电路检测控制原理：柱上开关可进行短路、过流、过压、失压实时检测，运行前可先通过液晶对各个检测项目进行投退和参数设置，装置通过通过电子式电流传感器和电子式电压传感器采集获得的模拟信号并由运算放大器组成的滤波电路处理后输入单片机，单片机进行运算处理后与装置设置的参数进行比较，并控制继电器进行分合闸。当配电线路上的短路即线路电流发生突变，超过短路设定保护值，单片机会控制继电器进行分闸，实现线路的短路保护；当线路中的电流变大，超过过流设定保护值，单片机会控制继电器进行分闸，实现线路的过流保护；当配电线路上的电压小于失压设定保护值时，单片机会控制继电器进行分闸，实现线路的失压保护；当配电线路上的电压大于过压设定保护值时，单片机会控制继电器进行分闸，实现线路的过压保护。
显然，本实用新型的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
Claims (4)
1.一种柱上开关控制终端，其特征在于：包括电压信号接口、电流信号接口、传感器、光电耦合器、继电器、可编程芯片、通信接口和GPRS通信模块，电压信号接口和电流信号接口连接传感器，传感器将产生测量信号输入可编程芯片，可编程芯片根据测量信号控制柱上开关的分合闸，可编程芯片同时连接通信接口和GPRS通信模块，实现对柱上开关的远程监控及控制，可编程芯片连接控制接口，其以光电耦合器和继电器相结合组成开关量输入/输出模块控制继电器进行分合闸，实现开关量的输出。
2.根据权利要求1所述的柱上开关控制终端，其特征在于：单片机连接液晶显示模块。
3.根据权利要求1所述的柱上开关控制终端，其特征在于：该终端还在面板上设有告警指示灯，手动控制钮。
4.根据权利要求1所述的柱上开关控制终端，其特征在于：该终端还设有SMC纤维增强复合材料外壳安装在安装挂钩上，安装挂钩通过固定金具安装在电杆上。
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|---|---|---|---|---|
| CN107561978A (zh) * | 2017-08-21 | 2018-01-09 | 叶军 | 一种断路器多路数据智能采集装置及方法 |
| CN111697701A (zh) * | 2020-06-17 | 2020-09-22 | 珠海博威智能电网有限公司 | 一种具有采集功能的保护控制电路及其保护控制开关 |
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