配电保护装置、系统及方法与流程

本发明涉及配电保护技术领域，具体而言，涉及一种配电保护装置、系统及方法。

背景技术

随着配电技术的不断发展，配电系统已成为人们日常生活中不可缺少的一部分，而对配电系统而言，如何对配电系统进行线路运维及配电信息收集便是一个极为重要的问题。

目前，传统的剩余电流动作保护器能够对配电系统进行本地式跳闸保护，但这种传统的剩余电流动作保护器也只能实现本地式跳闸保护，在配电信息收集上存在很大缺陷，需要运维人员人工地从各剩余电流动作保护器处提取配电信息的方式方能实现信息收集，人力资源消耗大，无法针对一个区域内分布的配电系统进行集中监控及集中管理。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种配电保护装置、系统及方法，所述配电保护装置能够对配电系统进行线路漏电保护，并通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。

就装置而言，本发明实施例提供一种配电保护装置，所述装置包括：

用于采集配电系统的三相电压信号的电压采集单元；

用于采集所述配电系统的三相电流信号及零序电流信号的电流采集单元；

与所述电压采集单元及所述电流采集单元电性连接的，用于对采集到的所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述及零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据的数据处理单元，其中所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流；

用于调控所述配电系统的通断路状态的断路单元；

与所述断路单元及所述数据处理单元电性连接，用于根据所述有效电数据控制所述断路单元对所述配电系统的通断路状态进行调控的控制单元；以及

与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元的控制下采用有线通信模式或无线通信模式将所述有效电数据发送给其他电子设备的通信单元。

可选地，在本发明实施例中，上述电压采集单元包括电压互感器；

所述电压互感器的信号采集端外接所述配电系统，以对所述配电系统的三相电压信号进行信号采集；

所述电压互感器的采集输出端与所述数据处理单元连接，以向所述数据处理单元传输由所述电压互感器采集到的所述三相电压信号。

可选地，在本发明实施例中，上述电流采集单元包括电流互感器；

所述电流互感器的信号采集端外接所述配电系统，以对所述配电系统的三相电流信号及零序电流信号进行信号采集；

所述电流互感器的采集输出端与所述数据处理单元连接，以向所述数据处理单元传输由所述电流互感器采集到的所述三相电流信号及所述零序电流信号。

可选地，在本发明实施例中，上述断路单元包括断路器，所述断路器接入到所述配电系统的线路中，所述断路单元通过所述断路器确保所述配电系统处于通路状态或断路状态。

可选地，在本发明实施例中，上述通信单元包括载波无线双模通信模块，所述通信单元通过所述载波无线双模通信模块采用有线通信模式或无线通信模式进行数据传输。

就系统而言，本发明实施例提供一种配电保护系统，所述系统包括配变终端及至少一个任意一种上述的配电保护装置；

所述配电保护装置与所述配变终端通信连接，用于将所述配电保护装置获得的配电系统的有效电数据发送给所述配变终端，由所述配变终端向对应配电保护装置下达操控指令，以使对应配电保护装置执行与所述操控指令对应的操作，其中所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流。

可选地，在本发明实施例中，上述配变终端包括主控模块及主通信模块；

所述主控模块与所述主通信模块电性连接，所述主通信模块与至少一个所述配电保护装置的通信单元通信连接，以通过所述主通信模块获取所述配电保护装置发送的有效电数据，并通过所述主通信模块向对应配电保护装置发送的操控指令。

就方法而言，本发明实施例提供一种配电保护方法，应用于任意一种上述的配电保护系统，所述系统包括配变终端及与所述配变终端通信连接的至少一个配电保护装置，所述方法包括：

所述配电保护装置采集配电系统的三相电压信号、三相电流信号及零序电流信号，并对所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据；

所述配电保护装置将得到的所述有效电数据与第一预设电数据阈值及第二预设电数据阈值进行比较，并在大于所述第一预设电数据阈值或小于所述第二预设电数据阈值时对所述配电系统进行断路处理，其中所述第一预设电数据阈值大于所述第二预设电数据阈值；

所述配电保护装置将得到的所述有效电数据发送给所述配变终端；

所述配变终端根据所述有效电数据向对应的所述配电保护装置发送操控指令，以使所述配电保护装置按照所述操控指令执行对应的操作。

可选地，在本发明实施例中，上述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流，

所述第一预设电数据阈值包括第一预设三相电压阈值、第一预设三相电流阈值及第一预设零序电流阈值，所述第二预设电数据阈值包括第二预设三相电压阈值、第二预设三相电流阈值及第二预设零序电流阈值，所述配电保护装置将得到的所述有效电数据与第一预设电数据阈值及第二预设电数据阈值进行比较，并在大于所述第一预设电数据阈值或小于所述第二预设电数据阈值时对所述配电系统进行断路处理的步骤包括：

将得到的所述有效三相电压与所述第一预设三相电压阈值及所述第二预设三相电压阈值进行比较，将得到的所述有效三相电流与所述第一预设三相电流阈值及所述第二预设三相电流阈值进行比较，将得到的所述有效零序电流与所述第一预设零序电流阈值及所述第二预设零序电流阈值进行比较；

当得到的所述有效三相电压、所述有效三相电流及所述有效零序电流中的至少一种有效电数据大于对应的第一预设电数据阈值或小于对应的第二预设电数据阈值时，对所述配电系统进行断路处理。

可选地，在本发明实施例中，上述配电保护装置将得到的所述有效电数据发送给所述配变终端的步骤包括：

对当前数据传输环境下的无线通信状况及有线通信状况进行检测；

自动选取所述无线通信状况与所述有线通信状况中通信状况较佳的通信模式，并基于选取的通信模式将得到的所述有效电数据发送给所述配变终端，其中所述无线通信状况对应无线通信模式，所述有线通信状况对应有线通信模式。

相对于现有技术而言，本发明实施例提供的配电保护装置、系统及方法具有以下有益效果：所述配电保护装置能够对配电系统进行线路漏电保护，并通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。所述配电保护装置包括电压采集单元、电流采集单元、数据处理单元、断路单元、控制单元及通信单元。所述电压采集单元用于采集配电系统的三相电压信号，所述电流采集单元用于采集所述配电系统的三相电流信号及零序电流信号。所述数据处理单元与所述电压采集单元及所述电流采集单元电性连接，用于对采集到的所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据，其中所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流。所述断路单元用于调控所述配电系统的通断路状态，所述控制单元与所述断路单元及所述数据处理单元电性连接，用于根据所述有效电数据控制所述断路单元对所述配电系统的通断路状态进行调控。所述通信单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元的控制下采用有线通信模式或无线通信模式将所述有效电数据发送给其他电子设备，从而确保所述配电保护装置能够对配电系统进行线路漏电保护的情况下，通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明权利要求保护范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的配电保护装置的一种方框示意图。

图2为本发明实施例提供的配电保护系统的一种方框示意图。

图3为本发明实施例提供的图2中所示的配变终端的一种方框示意图。

图4为本发明实施例提供的配电保护方法的一种流程示意图。

图标：100-配电保护装置；110-电压采集单元；120-电流采集单元；130-数据处理单元；140-断路单元；150-控制单元；160-通信单元；10-配电保护系统；200-配变终端；210-主控模块；220-主通信模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，是本发明实施例提供的配电保护装置100的一种方框示意图。在本发明实施例中，所述配电保护装置100能够对配电系统进行线路漏电保护，并通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。其中，所述配电保护装置100包括电压采集单元110、电流采集单元120、数据处理单元130、断路单元140、控制单元150及通信单元160，所述配电保护装置100通过所述电压采集单元110、所述电流采集单元120、所述数据处理单元130、所述断路单元140、所述控制单元150及所述通信单元160之间的相互配合，实现对配电系统进行线路漏电保护，并通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备。

在本实施例中，所述电压采集单元110用于采集配电系统的三相电压信号，其中所述三相电压信号包括a相电压信号、b相电压信号及c相电压信号。所述电压采集单元110包括电压互感器，所述电压互感器的信号采集端外接所述配电系统，以对所述配电系统的三相电压信号进行信号采集。

在本实施例中，所述电流采集单元120用于采集所述配电系统的三相流信号及零序电流信号，其中所述三相电压信号包括a相电流信号、b相电流信号及c相电流信号。所述电流采集单元120包括电流互感器的信号采集端外接所述配电系统，以对所述配电系统的三相电流信号及零序电流信号进行信号采集。

在本实施例中，所述数据处理单元130与所述电压采集单元110及所述电流采集单元120电性连接，用于对采集到的所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据，其中所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流，所述有效三相电压包括有效a相电压、有效b相电压及有效c相电压，所述有效三相电流包括有效a相电流、有效b相电流及有效c相电流。其中，所述电压采集单元110包括的电压互感器的采集输出端与所述数据处理单元130连接，以向所述数据处理单元130传输由所述电压互感器采集到的所述三相电压信号；所述电流采集单元120包括的电流互感器的采集输出端与所述数据处理单元130连接，以向所述数据处理单元130传输由所述电流互感器采集到的所述三相电流信号及所述零序电流信号。

在本实施例中，所述数据处理单元130包括处理器，所述数据处理单元130通过所述处理器进行数据处理。所述处理器可以是一种具有信号的处理能力的集成电路芯片。所述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、网络处理器(networkprocessor，np)等。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在本实施例中，所述断路单元140用于调控所述配电系统的通断路状态。所述断路单元140包括断路器，所述断路器接入到所述配电系统的线路中，所述断路单元140通过所述断路器确保所述配电系统处于通路状态或断路状态。其中所述断路器在跳闸时将使所述配电系统的线路断路，以确保所述配电系统处于断路状态；所述断路器在合闸时将使所述配电系统的线路闭合，以确保所述配电系统处于通路状态。

在本实施例中，所述控制单元150与所述断路单元140及所述数据处理单元130电性连接，用于根据所述配电系统对应的有效电数据控制所述断路单元140对所述配电系统的通断路状态进行调控。其中所述控制单元150包括控制器，所述控制单元150通过所述控制器实现对所述断路单元140的控制。

在本实施例中，所述通信单元160与所述控制单元150电性连接，用于在所述控制单元150的控制下采用有线通信模式或无线通信模式将所述有效电数据发送给其他电子设备。其中，所述通信单元160发送给其他电子设备的有效电数据可以是所述断路单元140调控所述配网系统断路时的有效电数据，也可以是通常情况下对配网系统的三相电压信号、三相电流信号及零序电流信号进行采集时所得到的有效电数据。

在本实施例中，所述通信单元160包括载波无线双模通信模块，所述通信单元160通过所述载波无线双模通信模块采用有线通信模式或无线通信模式进行数据传输。

请参照图2，是本发明实施例提供的配电保护系统10的一种方框示意图。在本发明实施例中，所述配电保护系统10包括配变终端200及与所述配变终端200通信连接的至少一个配电保护装置100。所述配电保护装置100通过无线通信模式或有线通信模式与所述配变终端200通信连接，用于将所述配电保护装置100获得的配电系统的有效电数据发送给所述配变终端200，由所述配变终端200向对应配电保护装置100下达操控指令，以使对应配电保护装置100执行与所述操控指令对应的操作。

其中，所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流，所述配电保护装置100向所述配变终端200发送的所述有效电数据可以是该配电保护装置100负责的配电系统被所述配电保护装置100断路保护时的有效电数据，也可以是该配电保护装置100负责的配电系统通常情况下运行的有效电数据。所述操控指令可以是控制对应配电保护装置100的断路单元140进行断路处理或通路处理，也可以是控制对应配电保护装置100停止运行或启动运行。

请参照图3，是本发明实施例提供的图2中所示的配变终端200的一种方框示意图。在本发明实施例中，所述配变终端200包括主控模块210及主通信模块220。所述主控模块210用于向与所述配变终端200通信连接的各配电保护装置100下达操控指令，所述主通信模块220用于建立所述配变终端200与各配电保护装置100之间的通信连接。

在本实施例中，所述主控模块210与所述主通信模块220电性连接，所述主通信模块220与至少一个所述配电保护装置100的通信单元160通信连接，以通过所述主通信模块220获取所述配电保护装置100发送的有效电数据，并通过所述主通信模块220向对应配电保护装置100发送的操控指令，实现对配电系统的集中监控及集中管理。

请参照图4，是本发明实施例提供的配电保护方法的一种流程示意图。在本发明实施例中，所述配电保护方法应用于图2中所示的配电保护系统10，所述配电保护系统10包括配变终端200及与所述配变终端200通信连接的至少一个配电保护装置100。下面对图4所示的配电保护方法的具体流程和步骤进行详细阐述。

步骤s310，配电保护装置100采集配电系统的三相电压信号、三相电流信号及零序电流信号，并对所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据。

在本实施例中，所述配电保护装置100通过自身的电压采集单元110及电流采集单元120采集该配电保护装置100负责的配电系统的三相电压信号、三相电流信号及零序电流信号，并通过该配电保护装置100的数据处理单元130对采集到的所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据。

步骤s320，所述配电保护装置100将得到的所述有效电数据与第一预设电数据阈值及第二预设电数据阈值进行比较，并在大于所述第一预设电数据阈值或小于所述第二预设电数据阈值时对所述配电系统进行断路处理。

在本实施例中，所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流，所述第一预设电数据阈值包括第一预设三相电压阈值、第一预设三相电流阈值及第一预设零序电流阈值，所述第二预设电数据阈值包括第二预设三相电压阈值、第二预设三相电流阈值及第二预设零序电流阈值。其中所述第一预设电数据阈值中的每项预设电数据阈值大于所述第二预设电数据阈值中对应的每项预设电数据阈值，即所述第一预设三相电压阈值大于所述第二预设三相电压阈值，所述第一预设三相电流阈值大于所述第二预设三相电流阈值，所述第一预设零序电流阈值大于所述第二预设零序电流阈值。所述配电保护装置100将得到的所述有效电数据与第一预设电数据阈值及第二预设电数据阈值进行比较，并在大于所述第一预设电数据阈值或小于所述第二预设电数据阈值时对所述配电系统进行断路处理的步骤包括：

将得到的所述有效三相电压与所述第一预设三相电压阈值及所述第二预设三相电压阈值进行比较，将得到的所述有效三相电流与所述第一预设三相电流阈值及所述第二预设三相电流阈值进行比较，将得到的所述有效零序电流与所述第一预设零序电流阈值及所述第二预设零序电流阈值进行比较；

当得到的所述有效三相电压、所述有效三相电流及所述有效零序电流中的至少一种有效电数据大于对应的第一预设电数据阈值或小于对应的第二预设电数据阈值时，对所述配电系统进行断路处理。

其中，所述有效三相电压包括有效a相电压、有效b相电压及有效c相电压，则对应的所述第一预设三相电压阈值包括第一预设a相电压阈值、第一预设b相电压阈值及第一预设c相电压阈值，所述第二预设三相电压阈值包括第二预设a相电压阈值、第二预设b相电压阈值及第二预设c相电压阈值。所述配电保护装置100通过将有效a相电压、有效b相电压及有效c相电压分别与第一预设a相电压阈值、第一预设b相电压阈值及第一预设c相电压阈值进行比较，并分别与第二预设a相电压阈值、第二预设b相电压阈值及第二预设c相电压阈值进行比较。当所述有效a相电压、有效b相电压及有效c相电压中存在至少一个有效单相电压大于对应的第一预设单相电压阈值(包括第一预设a相电压阈值、第一预设b相电压阈值或第一预设c相电压阈值)时，判定得到的所述有效三相电压大于对应的所述第一预设三相电压阈值。当所述有效a相电压、有效b相电压及有效c相电压中存在至少一个有效单相电压小于对应的第二预设单相电压阈值(包括第二预设a相电压阈值、第二预设b相电压阈值或第二预设c相电压阈值)时，判定得到的所述有效三相电压小于对应的所述第二预设三相电压阈值。

同理地，所述有效三相电流包括有效a相电流、有效b相电流及有效c相电流，则对应的所述第一预设三相电流阈值包括第一预设a相电流阈值、第一预设b相电流阈值及第一预设c相电流阈值，所述第二预设三相电流阈值包括第二预设a相电流阈值、第二预设b相电流阈值及第二预设c相电流阈值。所述配电保护装置100通过将有效a相电流、有效b相电流及有效c相电流分别与第一预设a相电流阈值、第一预设b相电流阈值及第一预设c相电流阈值进行比较，并分别与第二预设a相电流阈值、第二预设b相电流阈值及第二预设c相电流阈值进行比较。当所述有效a相电流、有效b相电流及有效c相电流中存在至少一个有效单相电流大于对应的第一预设单相电流阈值(包括第一预设a相电流阈值、第一预设b相电流阈值或第一预设c相电流阈值)时，判定得到的所述有效三相电流大于对应的所述第一预设三相电流阈值。当所述有效a相电流、有效b相电流及有效c相电流中存在至少一个有效单相电流小于对应的第二预设单相电流阈值(包括第二预设a相电流阈值、第二预设b相电流阈值或第二预设c相电流阈值)时，判定得到的所述有效三相电流小于对应的所述第二预设三相电流阈值。

同理地，所述配电保护装置100通过将有效零序电流与第一预设零序电流阈值进行比较，并与所述第二预设零序电流阈值进行比较。当所述有效零序电流大于对应的第一预设零序电流阈值时，判定得到的所述有效零序电流大于对应的所述第一预设零序电流阈值。当所述有效零序电流小于对应的第二预设零序电流阈值时，判定得到的所述有效零序电流小于对应的所述第二预设零序电流阈值。

步骤s330，所述配电保护装置100将得到的所述有效电数据发送给配变终端200。

在本实施例中，所述配电保护装置100发送给所述配变终端200的有效电数据可以是该配电保护装置100负责的配电系统被所述配电保护装置100断路保护时的有效电数据，也可以是该配电保护装置100负责的配电系统通常情况下运行的有效电数据。其中，所述配电保护装置100将得到的所述有效电数据发送给配变终端200的步骤包括：

对当前数据传输环境下的无线通信状况及有线通信状况进行检测；

根据检测结果自动选取无线通信模式与有线通信模式中通信状况较佳的通信模式，并基于选取的通信模式将得到的所述有效电数据发送给所述配变终端200，其中所述无线通信状况对应无线通信模式，所述有线通信状况对应有线通信模式，从而实现所述配变终端200对各配电系统的集中监控。

步骤s340，所述配变终端200根据所述有效电数据向对应的所述配电保护装置100发送操控指令，以使所述配电保护装置100按照所述操控指令执行对应的操作。

在本实施例中，所述配变终端200可根据获取到的有效电数据向对应配电保护装置100下达操控指令，以控制所述配电保护装置100对该配电保护装置100负责的配电系统进行集中管理。

综上所述，在本发明实施例提供的配电保护装置、系统及方法中，所述配电保护装置能够对配电系统进行线路漏电保护，并通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。所述配电保护装置包括电压采集单元、电流采集单元、数据处理单元、断路单元、控制单元及通信单元。所述电压采集单元用于采集配电系统的三相电压信号，所述电流采集单元用于采集所述配电系统的三相电流信号及零序电流信号。所述数据处理单元与所述电压采集单元及所述电流采集单元电性连接，用于对采集到的所述三相电压信号、所述三相电流信号及所述零序电流信号进行数据处理，得到所述配电系统的有效电数据，其中所述有效电数据包括与所述配电系统对应的有效三相电压、有效三相电流及有效零序电流。所述断路单元用于调控所述配电系统的通断路状态，所述控制单元与所述断路单元及所述数据处理单元电性连接，用于根据所述有效电数据控制所述断路单元对所述配电系统的通断路状态进行调控。所述通信单元与所述控制单元电性连接，用于在所述控制单元的控制下采用有线通信模式或无线通信模式将所述有效电数据发送给其他电子设备，从而确保所述配电保护装置能够对配电系统进行线路漏电保护的情况下，通过无线通信或有线通信的方式将配电系统的有效电数据发送给其他电子设备，降低人力资源消耗，便于实现配电系统的集中监控及集中管理。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。