专利名称：测控一体化开关装置及控制方法
技术领域：
本发明涉及供电线路设备监测技术，特别涉及一种测控一体化开关装置及控制方法。
背景技术：
由一次设备相互连接构成发电、输电、配电或进行其他生产的电气回路，称为一次回路。为防止一次回路中由于部分电路出现严重过载、短路或欠压等故障而影响整个一次回路正常工作，往往会在一次回路安装若干一次开关设备，用以将出现故障的电路及时切断。现有一次开关设备的结构包括一次互感器、控制模块和机械开关。其中，一次互感器用于将高压线的当前工作信号转换为监控信号并提供给控制模块，当控制模块得到的监控信号值不在设定的工作信号值范围内时，则控制机械开关断开，达到保护一次回路的作用。但 现有一次开关设备在保护电路时，为防止电路被频繁断开，设定的工作信号范围的边界值往往比电路中的实际工作信号值要大，因此使得现有一次开关设备易出现误操作和响应时间慢的缺点。同时现有一次开关设备当电路出现故障时，只能将电路断开，并不能使主站检测到故障点的位置及发送故障的原因，功能较单一。由上可知，有必要提供一种不但能够在电路出现故障时能将电路断开，还能够使电力监控主站检测到故障点的位置及发生故障的原因，实现电力监控主站对一次回路的实时监测。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种能够在电路出现故障时将电路断开，还能够使电力监控主站检测到故障点的位置及发生故障的原因，实现电力监控主站对一次回路的实时监测的测控一体化开关装置。根据本发明的一个方面，提供了一种测控一体化开关装置，包括实时感应模块，用于感应被监测的一次回路的高压工作信号后，生成相应的感应信号输出；控制模块和开关控制电路，所述控制模块用于接收到所述实时感应模块输出的感应信号后，根据接收的感应信号计算出所述一次回路的工况参数，根据计算的工况参数控制所述开关控制电路连接或切断所述一次回路；定位模块，用于获取所述装置的位置信息，并将获取的位置信息发送给所述控制模块；通信模块，用于从所述控制模块获取工况参数和位置信息发送至电力监控主站。其中，所述控制模块包括处理单元、监控单元和报警单元，其中，所述处理单元对接收到的实时采样模块输出的感应信号进行所述一次回路中工况参数的计算，并将得到的工况参数输入给所述监控单元；所述监控单元将得到的工况参数保存并与设定值相比较，当工况参数在设定值范围内时，所述监控单元对所述一次回路的工况进行监控；当工况参数不在设定值范围内时，所述监控单元发送报警信号给所述报警单元；所述报警单元根据接收到的所述报警信号进行报警。优选地，所述实时采样模块包括一级互感器和二级互感器，其中，所述一级互感器为与一次回路连接的电流互感器，用于感应一次回路中的高压电流信号后生成低压电流信号；所述二级互感器为与一次回路连接的电压互感器，用于感应一次回路中的高压电压信号后生成低压电压信号。优选地，所述测控一体化开关装置还设有输出接口，用以将控制模块得到的所述 一次回路中的工况参数输出给显示设备。进一步地，所述输出接口为VGA接口。优选地，所述通讯模块为无线通信模块。进一步地，所述无线通信模块选用GSM或3G进行通信。根据本发明的另一个方面，还提供了一种测控一体化开关装置的控制方法，包括控制模块从实时感应模块获取感应信号，所述感应信号是所述实时感应模块感应被监测的一次回路的高压工作信号后生成的；所述控制模块根据获取的感应信号计算出所述一次回路的工况参数；所述控制模块根据计算的工况参数控制开关控制电路连接或切断所述一次回路所述控制模块从定位模块获取所述测控一体化开关装置的位置信息；所述控制模块将所述一次回路的工况参数和所述测控一体化开关装置的位置信息通过通信模块发送至电力监控主站。进一步地，所述控制模块根据获取的感应信号计算出所述一次回路的工况参数后，将得到的所述工况参数与设定值相比较；所述控制模块根据比较结果对所述一次回路进行监控或报警。其中，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块通过GSM或3G将所述一次回路的工况参数和所述测控一体化开关装置的位置信息发送至电力监控主站。由上述技术方案可见，本发明中的测控一体化开关装置不但可以实时监控一次回路中的工况参数，还可根据监测到的一次回路中由于严重过载或短路等故障而导致工况参数异常时，将一次回路中的开关切断。同时测控一体化开关装置还可与电力电控主站进行无线通讯，实现电力监控主站对一次回路的远程测量。且当一次回路出现电流或电压异常时，电力监控主站能够监控到出现故障的地点及故障原因。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，以下描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。图I示出了本发明中测控一体化开关装置的结构示意图2示出了控制模块的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。本发明的基本思路为监测-控制-上报。通过测控一体化开关装置中的实时采样模块感应一次回路的高压工作信号转换为低压工作信号后暑输出给控制模块，控制模块通过实时采样模块感应得到的低压工作信号对一次回路进行监测。当监控到工作信号不正常时，测控一体化开关装置将一次回路自动切断。同时测控一体化开关装置会将一次回路中出现的异常情况和出现异常情况的位置信息发送给电力监控主站。且电力监控主站发出数据调用命令给测控一体化开关装置后，测控一体化开关装置的控制模块则会按照电力监控主站发出的数据调用命令执行相应的操作。
基于上述思想，下面通过实施例对本发明的技术方案做详细阐述。本发明的实施例提供了一种测控一体化开关装置。图I示出了本发明的测控一体化开关装置的结构示意图。如图I所示，测控一体化开关装置包括实时采样模块101、控制模块102和开关控制电路103。其中，实时采样模块101与一次回路相连，用于监测一次回路的高压工作信号。实时感应模块通过感应一次回路的高压工作信号后，生成相应的低压感应信号后输出。本发明实施例中，实时采样模块101具体包括一级互感器和二级互感器。其中，一级互感器和二级互感器分别为电流互感器和电压互感器。电流互感器通过感应一次回路中的高压电流信号后，转化为低压感应电流信号后输出。电压互感器通过感应一次回路中的高压电压信号后，转化为低压感应电压信号后输出。通过实时采样模块101，本发明中的测控一体化开关装置可以对一次回路上的电流和电压实现实时监控。由于电流互感器和电压互感器的工作原理为本技术领域人员所熟知的公知技术，因此此处对电流互感器和电压互感器的工作原理不再做详细阐述。图2示出了控制模块的结构示意图。如图2所示，控制模块102包括处理单元201、监控单元202和报警单元203。其中，处理单元201与实时采样模块101连接。处理单元201用于接收实时采样单元输出的感应电流信号和感应电压信号，并对接收到的感应电流信号和感应电压信号进行计算，从而得到一次回路中的工况参数。本发明中，一次回路中的工况参数包括一次回路的电流值、电压值、功耗值和累计的电能量值等。其中，处理单元201首先根据感应电流信号和感应电压信号计算出一次回路的电流值、电压值。然后根据得到的电流值和电压值，再根据公式P=UI计算出一次回路的功耗值。根据得到的电流值、电压值、一次回路的工作时间和公式E=UIT计算出一次回路中累计的电能量值。当然，上述列举的电流值、电压值、功耗和电能量值只是本发明中处理单元201处理的一些常见的一次回路的工况参数，对于其它由处理单元201计算出但未列举的工况参数依然落入本发明的范围内。处理单元201将计算得到的一次回路中的工况参数输入给监控单元202。监控单元202将得到的一次回路的工况参数进行保存并与设定的工况参数值分别进行比较。当一次回路中的所有工况参数均在设定的工况参数的范围内时，监控单元202根据获取的工况参数对一次回路的工况进行监控。当一次回路中的工况参数有至少一项不在设定的工况参数的范围内时,监控单元202发送报警信号给报警单元203。报警单元203根据接收到报警信号进行报警。开关控制电路103与控制模块102连接。控制模块102根据计算的工况参数控制开关控制电路103连接或切断一次回路。具体地，本实施例中，开关控制电路的输入端与控制模块102中的监控单元202连接，其输出端与一次回路中的跳闸回路控制开关连接。其中，跳闸回路控制开关用于控制一次回路中一次开关设备的切断和连接。本发明中，当监控单元202监测到一次回路中的工况参数不在设定值范围内时，还会发送控制信号给开关控制电路，开关控制电路根据得到的控制信号控制跳闸回路控制开关断开，从而使一次回路断开。当监控单元202监测到一次回路中的工况参数均在设定值范围内时，不会发送控制信号至开关控制电路，则开关控制电路控制跳闸回路控制开关不断开，一次回路正常工作。·
进一步地，测控一体化开关装置还包括定位模块104。定位模块104用于获取测控一体化开关装置的位置信息，并将获取的位置信息发送给控制模块102的监控单元202。更近一步地，测控一体化开关装置还包括通信模块105。本实施例中，通讯模块为无线通信模块105。无线通信模块105分别与控制模块102中的监控单元202和报警单元203连接。无线通讯模块用于将控制模块102中监控单元202监测到的一次回路中的工况参数、测控一体化开关装置的位置信息和报警信号通过无线的形式发送给电力监控主站106。具体地当监控单元202监控到一次回路的至少一项工况参数异常时，监控单元202将监控到的一次回路中的工况参数、测控一体化开关装置的位置信息和发出报警信号一并通过无线通信模块105发送至电力监控主站106，这样电力监控主站106就可监控到出现故障的地点及故障原因。当一次回路正常工作时，控制模块102的监控单元202只保存一次回路的工况参数进行监控。当电力监控主站106欲监测一次回路中的工作情况时便会向测控一体化开关装置发送调用命令，则测控一体化开关装置的控制模块102便会将监控单元202监测到的诸如一次回路的实时电流值、实时电压值、一次回路的功耗及累计的电能量和测控一体化开关装置的位置信息通过无线通信模块105发送给电力监控主站106，实现电力监控主站106对一次回路的远程测量。 本发明中，无线通信模块105选用GSM或3G进行无线通信。由于通过GSM或3G进行无线通信为本技术领域的公知技术，因此此处对无线通信模块105的工作原理不再赘述。由于本发明中的测控一体化开关装置往往会安装于较高的方位，为了便于查看监控单元的监控的一次回路的工况参数，因此在测控一体化开关装置的侧端设置有输出接口107，该输出接口 107用于将控制模块中计算出的一次回路中的工况参数以模拟信号输出给显示器等显示设备，方便查看一次回路中的工况参数等信息。本实施例中，输出接口 107采用VGA接口。当然，本实施例中，只是以VGA接口为例，凡是能够将测控一体化开关装置内的模拟信号输出以连接显示设备的输出接口均落入本发明的保护范围。由以上可知，本发明与现有一次回路中的开关设备相比，本发明中的测控一体化开关装置不但可以实时监控一次回路中的工况参数，还可根据监测到的一次回路中由于严重过载或短路等故障而导致工况参数异常时，将一次回路中的开关切断。同时测控一体化开关装置还可与电力电控主站进行无线通讯，实现电力监控主站106对一次回路的远程测量，且当一次回路出现电流或电压异常时，测控一体化开关装置发送报警信号、一次回路的工况参数信息和一次回路的位置信息发送给电力监控主站106，使电力监控主站106监控到出现故障的地点及故障原因。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种测控一体化开关装置，其特征在于，包括 实时感应模块，用于感应被监测的一次回路的高压工作信号后，生成相应的感应信号输出； 控制模块和开关控制电路，所述控制模块用于接收到所述实时感应模块输出的感应信号后，根据接收的感应信号计算出所述一次回路的工况参数，根据计算的工况参数控制所述开关控制电路连接或切断所述一次回路； 定位模块，用于获取所述装置的位置信息，并将获取的位置信息发送给所述控制模块； 通信模块，用于从所述控制模块获取工况参数和位置信息发送至电力监控主站。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括处理单元、监控单元和报警单元，其中， 所述处理单元对接收到的实时采样模块输出的感应信号进行所述一次回路中工况参数的计算，并将得到的工况参数输入给所述监控单元； 所述监控单元将得到的工况参数保存并与设定值相比较，当工况参数在设定值范围内时，所述监控单元对所述一次回路的工况进行监控；当工况参数不在设定值范围内时，所述监控单元发送报警信号给所述报警单元； 所述报警单元根据接收到的所述报警信号进行报警。
3.如权利要求I所述的装置，其特征在于，所述实时采样模块包括一级互感器和二级互感器，其中， 所述一级互感器为与一次回路连接的电流互感器，用于感应一次回路中的高压电流信号后生成低压电流信号； 所述二级互感器为与一次回路连接的电压互感器，用于感应一次回路中的高压电压信号后生成低压电压信号。
4.如权利要求I所述的测控一体化开关装置，其特征在于，所述测控一体化开关装置还设有输出接口，用以将控制模块得到的所述一次回路中的工况参数输出给显示设备。
5.如权利要求4所述的测控一体化开关装置，其特征在于，所述输出接口为VGA接口。
6.如权利要求I所述的测控一体化开关装置，其特征在于，所述通讯模块为无线通信模块。
7.如权利要求6所述的测控一体化开关装置，其特征在于，所述无线通信模块选用GSM或3G进行通信。
8.—种测控一体化开关装置的控制方法，包括 控制模块从实时感应模块获取感应信号，所述感应信号是所述实时感应模块感应被监测的一次回路的高压工作信号后生成的； 所述控制模块根据获取的感应信号计算出所述一次回路的工况参数； 所述控制模块根据计算的工况参数控制开关控制电路连接或切断所述一次回路 所述控制模块从定位模块获取所述测控一体化开关装置的位置信息； 所述控制模块将所述一次回路的工况参数和所述测控一体化开关装置的位置信息通过通信模块发送至电力监控主站。
9.如权利要求8所述的测控一体化开关装置的控制方法，其特征在于，所述控制模块根据获取的感应信号计算出所述一次回路的工况参数后，将得到的所述工况参数与设定值相比较； 所述控制模块根据比较结果对所述一次回路进行监控或报警。
10.如权利要求8所述的测控一体化开关装置的控制方法，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块，所述无线通信模块通过GSM或3G将所述一次回路的工况参数和所述测控一体化开关装置的位置信息发送至电力监控主站。
全文摘要
本发明公开了一种测控一体化开关装置，包括用于感应被监测的一次回路的高压工作信号后生成相应的感应信号输出的实时感应模块；控制模块和开关控制电路，控制模块用于接收到实时感应模块输出的感应信号后，根据接收的感应信号计算出一次回路的工况参数并根据计算的工况参数控制开关控制电路连接或切断一次回路；用于获取所述装置的位置信息，并将获取的位置信息发送给所述控制模块的定位模块；用于从所述控制模块获取工况参数和位置信息发送至电力监控主站的通信模块。本发明不但能够在电路出现故障时能将一次回路断开，还能够使电力监控主站检测到故障点的位置及发生故障的原因，实现电力监控主站对一次回路的实时远程测量。
文档编号H02J13/00GK102938584SQ20121048824
公开日2013年2月20日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者张新瑞, 杨红欣, 齐火箭 申请人:冀北电力有限公司张家口供电公司