专利名称：智能配变终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力供配电设备领域，具体地说是一种集保护、测量、控制、通信等多功能于一体的智能配变终端。
背景技术：
在电力供配电系统中，配电变压器是将电压直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分，其中包括三相电压、三相电流、三相有功(无功)功率、功率因数、频率、油温(湿)度等，这些数据正常与否是配电变压器运行是否良好的重要反映。因此，实时地监测配电变压器运行中出现的异常情况并及时加以控制或解决，可以实现电网的稳定、优化运行。在电网监测和电能质量研究方面，由于电能在输送和使用过程中会受到各种用电负荷的影响，特别是大功率电力电子设备在配电系统中的使用日益普及，这些非线性设备给电力系统造成很大的污染。波形畸变、电压闪变和三相交流电压或电流的不平衡等也是影响电能质量的重要因素。这些因素带来的电能质量问题已经引起各国电力工作者的高度重视，研究和开发电能质量领域的新技术已成为近年来电力系统研究领域的新热点。目前国外正在借助于配电监测装置，积极开展有关电力系统电能质量监控的研究，其内容包括所适用的功率理论的扩展，新的电能质量分析方法的提出，以及基于用户电力技术的电能质量控制装置的设计与实现等。国内配电自动化起步较晚，大约为20世纪90年代，较发达国家滞后约20年。由于近年来计算机技术、通信技术以及电力事业的飞速发展，配电网综合自动化成为必然趋势。 针对我国配电自动化比较薄弱的现状，国内许多厂家和研究单位均研制各种类型的配电自动化产品，尤其是智能配电监测终端。配电变压器监测终端已从早期的功能单一、通信方式简单的结构，朝着智能化、小型化、多功能化的方向发展。随着配电系统自动化的迅速发展，尤其是“智能电网”概念的提出，配电监控终端逐步成为一个研究的热点，并在工程实际中得到了初步的应用。目前，国内的配电监控终端大都采用单片机作为主控制器，由于处理能力的限制，这些终端只实现了电参数的测量、变压器运行工况的监测等基本功能，而且计量精度比较低，没有实现谐波计算功能，还远不能满足智能电网建设的要求，关于配变智能终端的技术标准，目前主要参考国际电工委员会 IEC61850《变电站通信网络和系统》系列标准，尚缺乏专用标准。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种智能配变终端，能够实现电网的稳定运行。为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下智能配变终端，包括核心控制部件、信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路，所述信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路分别与核心控制部件连接。[0009]所述核心控制部件内置微处理器，同时设置有输出模块、数据显示模块、键盘模块、时钟模块和通信模块。本实用新型的有益效果本实用新型产品能实时监测线路、柱上配电变压器或者箱式配电变压器的运行工况，及时发现和处理事故和紧急情况，可就地或者远方进行无功补偿，实现有载调压配电变压器的自动调压功能，同时能通过各种通信方式与监控主站进行通信，实现远程召唤、参数的修改及远程控制电容投切，在主站电力GIS平台上实时显示被监控设备的运行状态，具有设计精巧、功能强大、测量数据项多、精度高、可靠性高、投切控制组态方便、灵活等特点， 它还集成了温度、凝露、开关量等多种信号测量，并且配以继电器输出控制，以满足智能配电网对运行自动化的需求。
图1为本实用新型电路框图；图2为本实用新型应用于供配电监测系统的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明如图1所示，智能配变终端，包括核心控制部件、信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路，所述信号及数据采集电路、数据通信接口电路、 人机接口电路和控制输出电路分别与核心控制部件连接。核心控制部件，内置微处理器，同时设置有输出模块、数据显示模块、键盘模块、时钟模块和通信模块。采用微处理器进行大运算量的数据采集和处理，同时具有动作输出、数据显示、按键处理、时钟处理和通信功能。测量部分每周波采样72点，并采用FFT算法从夹杂着各次谐波的输入信号中计算出基波电压、电流的有效值，利用它们对有功功率、无功功率、功率因数、电度等参数进行计算，同时也可进行高次谐波的分析，为减小频率偏差对测量结果的影响，通过自适应调整采样间隔，即使频率发生改变也能保证每个周波均勻采样， 从而使整个装置测量精度高、抗干扰能力强。信号及数据采集电路，实时采集供配电系统中的各项电力参数，将所采集的数据输入核心控制部件进行数据分析与计算处理。采集的电量参数包含有三相电压、电流、功率因数、最高至31次的电压、电流谐波以及谐波电压畸变率、谐波电流畸变率、电源频率、零相电压、零相电流。采集的非电量参数包含有变压器油温、变压器室室温、变压器油压溢出信号以及变压器室凝露度。计算的电参数包含有有功功率、无功功率、有功电度、无功电度。数字通信接口电路，采用高性能ARM内核单片机作为控制部件外围扩充通信芯片，对实时数据进行计算、统计分析，生成各种统计量，同时以多种通信方式比如GPRS、微功率无线模块、电话、音频等，将实时数据、历史数据和统计量传送到远方控制主站。人机接口电路，实现在画面上显示、设置以及报警功能。采用U8X64点阵的IXD 屏幕，支持中文显示；自动画面，中英文结合显示电参量、环境等测量数据；手动画面，手动投切电容器；设置画面，设定各种参数；报警画面，中文显示过压、欠压、畸变率过高、油温过高等；报警显示。[0020]核心控制部件参数设定电流变比CT值5/5 5000/5 ；过压保护240V (过压回差9V)，步长5V ；欠压保护170V 185V，步长5V ；电压畸变率超限5. 0%
20.0%，步长0.5% ；功率因素投入门限0. 85 0. 95，步长0.01 ；功率因素切除门限 0. 97 -0. 95，步长0. 01 ；投切方式设定12路可任意组合；投切延时10 120S可调， 步长IOS ；标定电压电流实际输入标定值并设置；油温过高、室温过高、凝露过高等参数设置。控制输出电路，根据核心控制部件对采集到的电力参数的分析处理得到的结果动作，并将结果显示在人机界面，控制输出电路的输出包含有如下方式12路无功补偿输出，可配置为三相共补、三相分补或两者结合的补偿；具有手动补偿和自动补偿两种工作方式，自动方式下智能选择电容器投切；过压、欠压、电压总畸变率过高不进行投切，有投切的则快速切除电容器；负荷轻载、电压超限将使投切闭锁；投切延时时间可设定，二次投入时间间隔大于300S确保电容器放电完毕；变压器油过压溢出、油温过高，则取消投切保护电容器并报警；变压器室室温过高则启动风机，凝露过高则启动加热器，确保变压器和电容器工作环境。使用条件空气温度-10°C +65°C ；相对湿度··< 90%，大气压力80kPa IlOkPa(海拔 2000m及以下)；环境条件不允许有较强的振动与冲击，无爆炸危险，无腐蚀性气体及导电尘埃， 无严重霉菌存在。如图2所示，本系统设计的基本架构符合电网自动化系统的三层基本功能结构， 其中配电子站层处理本区域内配电网的信息采集处理，完成本区域内故障处理与控制等功能，并根据主站要求将信息转发至主站系统；同时，接收主站下发的信息，在特殊情况下与主站配合完成配电网的调度管理任务。配电网子站一般用于人口密集，配电网络分散的大城市。本系统子站采用基于嵌入式微处理器的集中器来完成相关的功能。主站服务器安装自行研发的GIS平台，在电子地图上能够随时查询各配电变压器的地理位置和具体实时工况参数。智能配变终端作为三层构架的底层，装设在各个配电变压器旁监测变压器运行状态，根据监测到的信息进行分析输出并显示，实现各种状态参数监测、无功补偿本地/远程控制投切、剩余电流保护监测管理、谐波监测、三相不平衡监测、电量抄录、远程通信、报警、 参数设置及修改、变压器防盗等功能。当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例， 本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.智能配变终端，其特征在于包括核心控制部件、信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路，所述信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路分别与核心控制部件连接。
2.根据权利要求1所述的智能配变终端，其特征在于所述核心控制部件内置微处理器，同时设置有输出模块、数据显示模块、键盘模块、时钟模块和通信模块。
专利摘要本实用新型公开了一种智能配变终端，涉及电力供配电设备领域。智能配变终端，包括核心控制部件、信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路，所述信号及数据采集电路、数据通信接口电路、人机接口电路和控制输出电路分别与核心控制部件连接。本实用新型具有设计精巧、功能强大、测量数据项多、精度高、可靠性高、投切控制组态方便、灵活等特点，它还集成了温度、凝露、开关量等多种信号测量，并且配以继电器输出控制，以满足智能配电网对运行自动化的需求。
文档编号H02J13/00GK202172308SQ20112031153
公开日2012年3月21日 申请日期2011年8月25日 优先权日2011年8月25日
发明者孙海奇, 杨波, 钟宁帆, 陈尔奎 申请人:青岛泰光润能软件股份有限公司