智能中級保護(hù)器及其分體式低壓電力保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)低壓配電系統(tǒng)，更特定言之，本發(fā)明涉及一種智能中級保護(hù)器以及一種低壓配電網(wǎng)的分體式保護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]剩余電流動作保護(hù)器作為農(nóng)村低壓配電網(wǎng)關(guān)鍵的用電安全保護(hù)設(shè)備，到目前為止國內(nèi)農(nóng)村低壓配電網(wǎng)已經(jīng)基本安裝使用剩余電流動作保護(hù)器。傳統(tǒng)的剩余電流動作保護(hù)器大部分屬于本地顯示及操作的就地保護(hù)設(shè)備。國內(nèi)低壓配電臺區(qū)已安裝的剩余電流動作保護(hù)器，因缺乏專門用于剩余電流動作保護(hù)器網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，暫還未開始將低壓配電臺區(qū)的智能中級保護(hù)器納入信息化系統(tǒng)進(jìn)行管理，近些年隨著農(nóng)村低壓配電網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)水平的提高，通信技術(shù)的進(jìn)步，從對電網(wǎng)的安全運行角度出發(fā)，需要將中級保護(hù)器設(shè)備納入信息化系統(tǒng)監(jiān)控管理。
[0003]在低壓配電系統(tǒng)中裝設(shè)漏電保護(hù)器是為了避免人身電擊事故和漏電事故、電氣設(shè)備損壞事故的有效措施，在采用TT系統(tǒng)的低壓電力網(wǎng)中，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)漏電總保護(hù)和漏電末級保護(hù)。
[0004]隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)度加快，全面監(jiān)控農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的線路、電流、狀態(tài)等需求迫切。為實現(xiàn)漏電提前多級預(yù)警、保護(hù)器狀態(tài)全面監(jiān)控、供電線路故障定位智能化、實現(xiàn)主動式搶修服務(wù)、提高農(nóng)村配電網(wǎng)的供電可靠性進(jìn)行該設(shè)備的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實施例填補了用于農(nóng)網(wǎng)配電臺區(qū)將智能中級保護(hù)器接入并匯總整個臺區(qū)所安裝的智能中級保護(hù)器數(shù)據(jù)信息的接收裝置和匯總管理裝置通訊適配器。通過中繼模塊與通訊適配器的組合使用能夠?qū)⒅悄苤屑壉Ｗo(hù)器的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)上傳至信息系統(tǒng)管理。能夠?qū)崿F(xiàn)臺區(qū)中級保護(hù)器的閘位狀態(tài)量、漏電電流值、各分支線路的負(fù)荷、運行狀況、設(shè)備運行總時間、漏電保護(hù)投運狀態(tài)、分支線路三相不平衡等情況能夠在遠(yuǎn)程主站系統(tǒng)上監(jiān)測，通過智能中級保護(hù)器、中繼模塊、通訊適配器的結(jié)合，填補了智能中級保護(hù)器設(shè)備無法接入遠(yuǎn)程主站系統(tǒng)對農(nóng)網(wǎng)低壓配電網(wǎng)應(yīng)用的空白。
[0006]采用本發(fā)明后的有益效果:因為智能中級保護(hù)器安裝在低壓配電網(wǎng)的線路中，遠(yuǎn)離臺區(qū)配電房、現(xiàn)場也無法進(jìn)行有效的通訊手段，過去電力公司的管轄的配電臺區(qū)所安裝的智能中級保護(hù)器基本上屬于就地查看、控制等產(chǎn)品。研發(fā)一種可以接入智能中級保護(hù)器的中繼模塊與通訊適配器組合。
[0007]本發(fā)明實施例的具體設(shè)計方案為:
[0008]技術(shù)方案1:智能中級保護(hù)器，連接于低壓電力系統(tǒng)總保護(hù)級與末端保護(hù)級之間，包括:
[0009]控制芯片，用于設(shè)定第一磁通閾值Hl和第二磁通閾值H2，根據(jù)這兩個閾值來判斷本智能中級保護(hù)器的開關(guān)狀態(tài)；
[0010]第一動態(tài)開關(guān)，連接于所述控制芯片與至少一個總保護(hù)級之間，以接通或斷開本智能中級保護(hù)器與總保護(hù)級之間的電力線；
[0011]第一電磁感應(yīng)電路，用于感應(yīng)來自總保護(hù)級電力線上的不平衡電流，它連接所述第一動態(tài)開關(guān)，并根據(jù)所述控制芯片來導(dǎo)通或斷開所述第一動態(tài)開關(guān)；
[0012]其中在控制芯片檢測到所述不平衡電流超出第一磁通閾值Hl而未超出第二磁通閾值H2時，在第一預(yù)設(shè)時段后切斷第一動態(tài)開關(guān)；以及
[0013]第二動態(tài)開關(guān)，連接于所述控制芯片與至少一個末端保護(hù)級之間，以接通或斷開本智能中級保護(hù)器與末端保護(hù)級之間的電力線；
[0014]第二電磁感應(yīng)電路，用于感應(yīng)來自末端保護(hù)級電力線上的不平衡電流，它連接所述第二動態(tài)開關(guān)，并根據(jù)所述控制芯片來導(dǎo)通或斷開所述第二動態(tài)開關(guān)；
[0015]其中在控制芯片檢測到所述不平衡電流超出第二磁通閾值H2時，在第二預(yù)設(shè)時段后切斷第二動態(tài)開關(guān)。
[0016]在一個實施例中，進(jìn)一步地在所述控制芯片上耦合一個告警部件，用于根據(jù)第一磁通閾值Hl或第二磁通閾值H2輸出告警信號給遠(yuǎn)端的電力營運單位。
[0017]在一個實施例中，所述電力線包括單相火線和單相中性線，或者三相火線，或者三相火線和中性線。
[0018]技術(shù)方案2:分體式低壓電力保護(hù)系統(tǒng)，它包括漏電保護(hù)端和通訊端，其中漏電保護(hù)端包括技術(shù)方案I所述的智能中級保護(hù)器，以及連接至少一個此智能中級保護(hù)器的中繼器，通訊端包括連接所述智能中級保護(hù)器的通訊適配器，以及與之連接的智能配變終端，其中所述智能中級保護(hù)器通過RS485總線與中繼器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所述中繼器通過GPRS水平通訊方式與安裝在各個臺區(qū)中的通訊適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，所述通訊適配器通過RS485總線向智能配變終端進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，所述智能配變終端將配電數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)端電力營運單位。
[0019]在一個實施例中，在通訊適配器中設(shè)置唯一的終端邏輯IP地址，對應(yīng)于遠(yuǎn)端電力營運單位的剩余電流保護(hù)器監(jiān)測系統(tǒng)中資產(chǎn)管理單元。
[0020]在一個實施例中，在通訊適配器中設(shè)置唯一的終端邏輯IP地址，對應(yīng)于所述通訊適配器讀取的中繼器SIM卡。
[0021]在一個實施例中，設(shè)計所述通訊適配器以自動建立各個智能中級保護(hù)器處的測量點參數(shù)，在新增智能中級保護(hù)器時自動新增測量點信息，并在移除所述智能中級保護(hù)器時自動刪除其測量點。
[0022]在一個實施例中，所述測量點參數(shù)包括各個智能中級保護(hù)器的控制芯片中的預(yù)設(shè)IP地址，以及對應(yīng)的中繼器SM卡串號。
[0023]在另一個實施例中，設(shè)計所述通訊適配器以在智能中級保護(hù)器的測量點參數(shù)變更時，向所述剩余電流保護(hù)器監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)送請求，以變更所述測量點的有效標(biāo)志位和變更標(biāo)志位置位。
[0024]在一個實施例中，設(shè)計所述中繼器以:自動讀取通訊適配器的SM卡串口 ；自動搜尋智能中級保護(hù)器的IP地址；然后更改每一智能中級保護(hù)器的IP地址。本發(fā)明是利用臺區(qū)已安裝的智能公變終端是通訊適配器上行的通信通道，利用公變終端的通信通道將分體式智能中級保護(hù)器的相關(guān)信息上送至管理系統(tǒng)，能夠有效的利用低壓配電臺區(qū)已有的設(shè)備、共享已經(jīng)建設(shè)完成且運行穩(wěn)定的電力GPRS專用通信通道。中繼模塊與通訊適配器之間采用GPRS水平通信。將所有中繼模塊所采集的智能中級保護(hù)器數(shù)據(jù)全部匯總至通訊適配器。實現(xiàn)低壓配電臺區(qū)分體式智能中級保護(hù)器全部納入信息化系統(tǒng)管理、提高人工作業(yè)水平和效率、實現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備壽命管理、低壓配電網(wǎng)出線數(shù)據(jù)集約管理等。能有效提前預(yù)防因線路漏電或電氣漏電威脅到人身財產(chǎn)安全的隱患。該組合通訊方式的發(fā)明對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行、故障時的主動式搶修服務(wù)、低壓配電網(wǎng)三相不平衡的調(diào)配、電氣設(shè)備的質(zhì)量、壽命、超期不進(jìn)行漏電試驗等都能夠在第一時間進(jìn)行發(fā)現(xiàn)、從而降低電網(wǎng)平穩(wěn)運行的經(jīng)濟(jì)成本。
[0025]低壓配電臺區(qū)安裝智能中級保護(hù)器的意義:隨著智能電網(wǎng)的建設(shè)加快，近些年在低壓配電臺區(qū)一級保護(hù)器(總保護(hù)器)基本全面已經(jīng)覆蓋完成，按照國家相關(guān)配置原則和為了提高供電可靠性，使總保的投運率爭取達(dá)到100%，已成為當(dāng)前急需解決的問題，然而安裝二級保護(hù)即中級保護(hù)器，將停電范圍縮小是行之有效的解決方案。通過安裝智能中級保護(hù)器后，因為智能中級保護(hù)器與智能總保的在極限不驅(qū)動時間參數(shù)與總保有時間差，所以漏電跳閘不會影響整個臺區(qū)的用戶用電能夠有效的提高供電可靠性，保護(hù)人身財產(chǎn)設(shè)備安全。
[0026]現(xiàn)場設(shè)備連接:智能中級保護(hù)器通過RS-485連接線與中繼模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，中繼模塊利用GPRS水平通信方式與安裝在臺區(qū)中的通訊適配器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，通訊適配器再通過RS-485通信連接線與智能公變終端進(jìn)行數(shù)據(jù)上傳，最后通過智能公變終端GPRS通信通道將智能分體式智能中級保護(hù)器遠(yuǎn)傳至監(jiān)測系統(tǒng)。
[0027]通訊適配器、中繼模塊是用于接入中級保護(hù)器的設(shè)備，每個臺區(qū)安裝一臺通訊適配器，每個中級保護(hù)器處安裝一臺中繼模塊，通訊適配器與原有的智能配變終端通過RS-485級聯(lián)，通訊適配器借助智能配變終端的GPRS通道與主站交互。通訊適配器與中繼模塊帶有GPRS模塊，兩者通過GPRS進(jìn)行通信。中繼模塊與中級保護(hù)器之間通過RS-485通信。
[0028]通訊適配器具有以下功能:通訊適配器應(yīng)有全省唯一的終端邏輯地址，并在剩余電流保護(hù)器監(jiān)測系統(tǒng)中做資產(chǎn)管理；通訊適配器應(yīng)能讀取SM的IP地址，并上報監(jiān)測系統(tǒng)；通訊適配器應(yīng)能自動建立并維護(hù)測量點參數(shù)，包括中級保護(hù)器地址、對應(yīng)中繼模塊SM卡串號等信息；中級保護(hù)器新增時通訊適配器應(yīng)能自動新增測量點，中級保護(hù)器通信中斷15天時通訊適配器自動刪除該測量點通訊適配器測量點參數(shù)變更時，應(yīng)能向監(jiān)測系統(tǒng)上報測量點變更事件，并在測量點有效標(biāo)志位和變更標(biāo)志位置位。
[0029]中繼模塊具有以下功能:中繼模塊應(yīng)能自動讀取SIM卡串口；中繼模塊具有自動搜尋中級保護(hù)器功能，不需要設(shè)置中級保護(hù)器相關(guān)通信參數(shù)；中繼模塊新裝時，需設(shè)置對應(yīng)通訊適配器IP地址公共移動網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)起通訊適配器與中級模塊之間的通訊連接。每個中繼模塊和通訊適配器都有靜態(tài)獨立的IP地址及通訊端口，第一次裝接時，先讀取出通訊適配器的ip地址及端口號，作為本臺區(qū)連接智能中級保護(hù)器的中繼模塊要通信發(fā)送數(shù)據(jù)地址，中繼模塊通電后需將將通訊適配器的IP地址等參數(shù)設(shè)置保存。中繼模塊自動連接通訊適配器，通訊鏈路建立完成后智能中級保護(hù)器的相關(guān)數(shù)據(jù)可上送至監(jiān)測主站。
[0030]低壓配電臺區(qū)現(xiàn)場將通訊適配器與中繼模塊安裝完成后通電，先讀取通訊適配器相關(guān)IP地址等參數(shù)，然后用PDA (紅外)或者短信對中繼模塊進(jìn)行通信指令設(shè)置，配置本臺區(qū)的需要通訊的適配器的IP地址及端口號參數(shù)設(shè)置，中繼模塊隨后與通訊適配器建立通訊。智能中級保護(hù)器通過RS-485通信線與中繼模塊進(jìn)行連接通信后，中繼模塊會自動識別并采集智能中級保護(hù)器的相關(guān)信息和采樣數(shù)據(jù)，中繼模塊搜集到智能中級保護(hù)器相關(guān)信息數(shù)據(jù)后上送至通訊