专利名称：10～20kV电缆环网开关柜智能控制装置的制作方法
技术领域：
本涉及一种10 20kV电缆环网开关柜智能控制技术，具体的说，是一种应用配网 电缆供电智能控制环网系统。
背景技术：
目前电力系统全面开展智能电网建设，对全电网实行智能控制，智能管理，智能分 析。配网智能化建设仅仅刚开始起步，由于各种原因一直未能全面得到普及应用，对于电缆 环网开关柜供电智能控制技术研究，也是配网智能化的普及应用一部分，主要针对电缆环 网开关柜供电实行智能控制，智能管理。配网环网开关柜供电智能控制技术研究建设，将对配电系统设备安全运行起到极 大推动，目前在运行的配电系统设备，由于不能实时监控，基本上是出了故障，由用户通知 检修；供电质量低，设备损坏率高，如能全面推广应用配网供电环网开关柜智能控制技术， 将能对配电系统智能化控制技术发展起到至关重要的作用。
发明内容本发明的目的是通过下面的技术方案来实现的10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置包括信号数据采集电路，信号数据计算 判断电路，开关操作电路，光端机电路；其中，所述信号数据采集电路，从环网开关电源系统采集到信号数据输出连接所 述信号数据计算判断电路、光端机电路；信号数据计算判断电路输出连接所述开关操作电 路、光端机电路；所述开关操作电路连接光端机电路，光端机电路连接光纤通信电缆电路， 光纤通信电缆电路连接配网智能控制中心。信号数据采集电路包括高压开关分、合闸位置信号采集电路，电缆温度信号采集 电路，电流信号采集电路，相线接地信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电流信号 采集电路输出端头连接信号数据计算判断电路、光端机电路；相线接地信号采集电路输出 端头连接所述光端机电路；其中，所述高压开关分、合闸位置信号采集电路，是从所述开关操作机构辅助接点 处采集分、合闸位置信号，连接于光端机电路；所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆 头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、光 端机电路；所述的电流信号采集电路，是将Li、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电 阻变换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、光端机电路。所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合 要求的电流信号，接入光端机电路。信号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输入端与所述的信号数据采集电路输出一端头连接，A/D变换电路输出连接所述 的数据计算判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有 二端头，一端头连接所述的开关操作电路，另一端头连接所述的光端机电路。开关操作电路包括电源开关1电动机构的合闸控制电路，电源开关1电动机构的 分闸控制电路；电源开关2电动机构的合闸控制电路，电源开关2电动机构的分闸控制电 路；开关操作电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路、光端机接收电路；其中，所述电源开关1电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动 机构合闸回路；电源开关1电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关1电动机构分闸 回路；所述电源开关2电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构 合闸回路；电源开关2电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关1电动机构分闸 回路；光端机电路包括光纤电缆、光接收电路、光发射电路；所述的光接收电路一端连接 光纤电缆，是接收从供电智能控制中心传来的信号，将光信号转变为电信号传送给环网开 关柜智能控制装置；另一端连接光发射电路，将环网开关柜智能控制装置的电信号转变为 光信号通过光纤电缆发射给供电智能控制中心。该10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，利用先进的计算机技术，监测技术， 控制技术，通信技术，从而开发一种用于配电系统的环网开关柜远程控制、实时状态数据检 测、智能化监控装置。本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步性，具体 的说，该环网开关柜智能控制装置技术进步，设计合理，理想的实现环网开关柜供电智能控 制，智能管理，对于发展电网配电系统自动化控制，将会起到积极的促进作用，该10 20kV 电缆环网开关柜智能控制装置具体优点1、该10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置随时监控电源供电安全运行情况， 具有保护及自动操作功能，根据设定可自动投切电源开关功能，提高供电可靠性及安全性。2、该10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置随时监控供电电源运行技术数据， 通过遥测、遥信随时可以看到电源电压、电流、及电缆温度。3、该10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置具有远方操作电源开关，根据设备 现场运行状态需要随时投切的，可进行远方操作，操作人员不到设备现场，缩短操作设备时 间，减少不应有损失。
图1是本发明所述10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置组成方框图；图2是本发明所述信号数据采集电路方框示意图；图3是本发明所述信号数据计算判断电路方框图；图4是本发明所述开关操作电路方框示意图；图5是本发明所述光端机电路组成方框图具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步的详细说明如图1所示，为本发明所述10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置组成方框图， 该装置包括信号数据采集电路1，信号数据计算判断电路2，开关操作电路3，光端机电路 4 ；所述信号数据采集电路，从环网开关柜电源系统采集到信号数据输出连接所述信 号数据计算判断电路、光端机电路；信号数据计算判断电路输出连接所述开关操作电路、光 端机电路；光端机电路与所述开关操作电路连接，光端机电路连接光纤通信电缆电路，光纤 通信电缆电路连接配网智能控制中心。10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置的信号数据采集电路，从环网开关柜供 电系统采集到实时状态数据信号输出，分别传输到数据计算判断电路、光端机电路，各种信 号数据通过数据计算判断处理电路进行比较判断，若设备发生故障启动保护动作，信号传 输到环网开关柜开关操作电路进行该开关跳闸，同时将信号传输光端机电路发射电路，将 环网开关柜开关状态变化后情况告知电工。当电缆环网开关柜开关需要改变状态时，电工可远方通过光纤通信电缆电路、开 关操作电路进行操作，不需到开关现场。当电工需要查看现场开关设备运行情况，如电流，电缆温度，可直接通过光纤通信 电缆电路无、信号数据采集电路、远方调出现场设备运行参数进行查看。图2是本发明所述数据信号采集电路框图，信号数据采集电路包括所述开关分、 合闸位置信号采集电路2A，电缆温度信号采集电路2B、电流信号采集电路2C、相线接地信 号采集电路2E。数据信号采集电路输出一端头连接信号数据计算判断电路、另一端头连接所述光 端机电路；所述开关分、合闸位置信号采集电路，是从所述开关操作机构辅助接点处采集分、 合闸位置信号，连接于光端机电路；所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆 头某一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据，连接于信号数据计算判断电路；当采集 温度数据通过计算比较高出规定值，发出报警信号。电工正常巡视时，可远方查看电缆温度 值。所述的电流信号采集电路，是将Li、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电 阻输出适合要求的电流信号，输出接入信号数据计算判断电路；当供电系统发生问题，由微 机进行计算电流参数超规定值，发出过电流报警信号，或跳闸。所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合 要求的电流信号，接入光端机电路。序电流互感器检测到相线接地信号，通过光端机电路发 出报警信号，电工可进行快速巡视查找具体位置。图3是本发明所述信号数据计算判断电路框图，信号数据计算判断电路包括:A/D 变换电路31、计算判断电路32、执行元件33 ；所述执行元件输出有二端头，一端头连接所述 的开关操作电路，另一端头连接所述的光端机电路。所述的A/D变换电路31输入端连接所述的信号数据采集电路输出一端头，A/D变换电路输出连接所述的计算判断电路32，计算判断电路输出连接所述的执行元件33，执行 元件输出一端头连接所述的开关操作电路，另一端头连接所述的光端机电路。当所述数据计算判断电路从信号采集电路获得各种信号数据后，信号数据进行A/ D变换输入计算判断电路，进行计算比较，比较结果输出给执行元件进行投切开关或报警。图4是本发明所述开关操作电路组成框图，开关操作电路包括电源开关1电动机 构的合闸控制电路41，电源开关1电动机构的分闸控制电路42 ；电源开关2电动机构的合 闸控制电路43，电源开关2电动机构的分闸控制电路44 ；开关操作电路输入信号分别来自 信号数据计算判断电路、光端机接收电路；其中，所述电源开关1电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动 机构合闸回路；电源开关1电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关1电动机构分闸 回路；所述电源开关2电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关2电动机构 合闸回路；电源开关2电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关2电动机构分闸 回路；开关操作信号分别来自信号数据计算判断电路、光端机电路接收电路输出端头；所述开关获得分、合闸信号后，开关进行自动分、合闸操作，开关状态改变后进行
报警告知。图5是本发明所述光端机电路组成方框图，光端机电路包括光接收电路51、光发 射电路52，光纤电缆53;所述的光接收电路一端连接光纤电缆，是接收从供电智能控制中 心传来的信号，将光信号转变为电信号输出传送给环网开关柜智能控制装置；另一端连接 光发射电路，将环网开关柜智能控制装置电信号转变为光信号，通过光纤电缆发射给供电 智能控制中心。当环网开关柜智能控制装置向外发射信号时，光端机发射电路按规定进行编码， 将电信号转变为光信号通过光纤电缆向外发射。当光端机接收电路接收某种光信号转变为 电信号输出传送给环网开关柜智能控制装置。当值班人员对高压电缆环网开关柜智能控制装置开关需要进行远方及时操作时， 可在配网智能控制中心通过光纤电缆电路传递操作信号进行操作，可以缩短很多时间，并 提高安全可靠性。当值班人员对环网开关柜系统设备需要进行检查时，可在配网智能控制 中心通过光纤电缆电路进行逐台检查各种运行情况。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。
权利要求1.一种10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，其特征在于包括信号数据采集电 路，信号数据计算判断电路，开关操作电路，光端机电路；其中，所述信号数据采集电路，从环网开关柜电源系统采集到信号数据输出连接所述 信号数据计算判断电路、光端机电路；信号数据计算判断电路输出连接所述开关操作电路、 光端机电路；所述开关操作电路连接光端机电路，光端机电路连接光纤通信电缆电路，光纤 通信电缆电路连接配网智能控制中心。
2.根据权利要求1所述的10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，其特征在于信 号数据采集电路包括高压开关分、合闸位置信号采集电路，电缆温度信号采集电路，电流信 号采集电路，相线接地信号采集电路；所述电缆温度信号采集电路、电流信号采集电路输出 端头连接信号数据计算判断电路、光端机电路；相线接地信号采集电路输出端头连接所述 光端机电路；其中，所述高压开关分、合闸位置信号采集电路，是从所述开关操作机构辅助接点处采 集分、合闸位置信号，连接于光端机电路；所述电缆温度信号采集电路，是将温度检测元件数字温度传感器连接于所述电缆头某 一位置，从温度检测元件处采集电缆温度数据信号，连接于信号数据计算判断电路、光端机 电路；所述的电流信号采集电路，是将Li、L2、L3三相电源电流经电流互感器和负载电阻变 换后输出适合要求的电流信号，接入信号数据计算判断电路、光端机电路；所述的相线接地信号采集电路，是经零序电流互感器和负载电阻变换后输出适合要求 的电流信号，接入光端机电路。
3.根据权利要求1所述的10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，其特征在于信 号数据计算判断电路包括A/D变换电路，计算判断电路，执行元件；所述的A/D变换电路输 入端与所述的信号数据采集电路输出一端头连接，A/D变换电路输出连接所述的数据计算 判断电路，数据计算判断电路输出连接所述的执行元件；所述执行元件输出有二端头，一端 头连接所述的开关操作电路，另一端头连接所述的光端机电路。
4.根据权利要求1所述的10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，其特征在于开 关操作电路包括电源开关1电动机构的合闸控制电路，电源开关1电动机构的分闸控制电 路；电源开关2电动机构的合闸控制电路，电源开关2电动机构的分闸控制电路；开关操作 电路输入信号分别来自信号数据计算判断电路、光端机接收电路；其中，所述电源开关1电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构 合闸回路；电源开关1电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关1电动机构分闸回路；所述电源开关2电动机构的合闸控制电路，是指所述操作的电源开关1电动机构合闸 回路；电源开关2电动机构的分闸控制电路；是指所述操作的电源开关1电动机构分闸回路。
5.根据权利要求1所述的10 20kV电缆环网开关柜智能控制装置，其特征在于光 端机电路包括光纤电缆、光接收电路、光发射电路；所述的光接收电路一端连接光纤电缆， 是接收从供电智能控制中心传来的信号，将光信号转变为电信号传送给环网开关柜智能控制装置；另一端连接光发射电路，将环网开关柜智能控制装置的电信号转变为光信号通过 光纤电缆发射给供电智能控制中心。
专利摘要本实用新型是一种10～20kV电缆环网开关柜智能控制装置包括信号数据采集电路，信号数据计算判断电路，开关操作电路，光端机电路；从环网开关柜智电源系统采集到信号数据输出连接所述信号数据计算判断电路、光端机电路；信号数据计算判断电路输出连接所述开关操作电路、光端机电路；所述开关操作电路连接光端机电路，光端机电路连接光纤通信电缆电路，光纤通信电缆电路连接配网智能控制中心；该智能控制装置具有保护和自动操作功能，根据设定可通过遥测、遥信随时可以看到运行中的电流、及电缆温度，根据开关现场运行需要随时进行远方投切操作，缩短操作开关时间，该智能控制装置对于发展配电智能控制起到积极促进作用。
文档编号H02J13/00GK201846133SQ20102023152
公开日2011年5月25日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者季钢, 易保华, 朱秀文, 沈磊, 陈家斌, 陈蕾, 马雁 申请人:季钢, 易保华, 朱秀文, 沈磊, 河南省电力公司驻马店供电公司, 陈家斌, 陈蕾, 马雁