一种具备远程监测功能的路灯单相系统隔离电源装置的制作方法

1.本发明属于电力工程技术领域，涉及一种电源装置，尤其是一种具备远程监测功能的路灯单相系统隔离电源装置。


背景技术：

2.天津市路灯管理处10kv电源引自供电公司变电站中，路灯10kv专用线路为abc三相电在路灯线路中全线敷设，路灯站点取电方式为路灯专用10kv 单相变压器高压端取10kv线路两相(a、b相；a、c相；b、c相)作为高压输入。路灯处10kv单相变压器低压线路采用it接地方式，无中性线。高压a、x端接10kv线电压，低压a、x端输出220v，以供路灯设备使用。
3.天津路灯特殊运行方式为无零点运行，只有路灯外壳进行接地，路灯火线零线均带电运行(零线不接地)，单相变压器低压端输出端无地电位零点，且因路灯处运行方式受限低压端不能接地。因此，相对地电压存在不确定性，电压过大为2000v以上(万用表单表笔接触母排时会发生打火现象，电压测量超过万用表量程2000v)，超过路灯监控终端绝缘水平，同时市面上路灯监控终端等带有电路板的自动化装置通常采用金属外壳，此种外壳在路灯单相变压器不接地运行方式下极易因相地电压过高烧毁电路板，部分采用塑料外壳因绝缘裕度不够问题，也无法解决此类问题发生，导致部分站点无法安装远程监控终端、本地时钟控制表，这就使得路灯控制变得不稳定，可能发生在照明保电任务期间路灯启闭失灵、极端天气下无法及时启闭路灯、绿色照明节能控制要求也无法很好响应。同时汛期内低洼地区路灯站点、线路、灯杆经常因为积水影响导致存在安全隐患，路灯监控终端的运行可靠，直接关系到对漏电监测、紧急关停、消除安全隐患的及时性。远程应急手段的不可控，只能依靠人工手段现场解除危险，增加险情持续时间，同时也容易导致次生问题，极大影响路灯设备安全运行。
4.通过一般隔离变压器虽然可以将过高相地电压暂时调整，恢复路灯监控终端运行，但是经过现场实验，传统隔离变压器耐压能力在运行30天左右变会发生过热烧毁问题，所以需要一种长期可靠，而且由可实时发现避免设备烧毁引发安全事件的装置以彻底解决这一问题。
5.经检索，未发现与本发明相同或相似的现有技术的文献。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种具备远程监测功能的路灯单相系统隔离电源装置，能够有效解决路灯单相变压器不接地方式相地电压较高冲击损坏监控终端电路板的问题，同时实时远程监测装置运行状态，避免过电压烧毁装置引发安全事件。
7.本发明解决其现实问题是采取以下技术方案实现的：
8.一种具备远程监测功能的路灯单相系统隔离电源装置，包括：abs绝缘箱及其内部的数据监测模块、4g通信模块、两相空开、电压保护装置、高耐压型环形隔离变压器；所述两相空开、电压保护装置分别与母排的火线和零线的两条引线相连接，用于为电源装置供电；
该两相空开和电压保护装置的负荷侧分别与高耐压型环形隔离变压器的一次接线端相连接，用于避免短路电流和电压波动冲击损坏隔离电源装置；
9.该高耐压型环形隔离变压器的二次端子依次与数据监测模块、4g通信模块相连接并为其供电；所述数据监测模块用于实时采集的高耐压型环形隔离变压器的温度、电流和电压数据，通过4g通信模块上传至路灯监控指挥中心，实现路灯监控指挥人员能够实时监测高耐压型环形隔离变压器的运行状态。
10.所述高耐压型环形隔离变压器用于对路灯单相变压器的输入电压进行过滤，并承载较高的相地电压。
11.而且，所述高耐压型环形隔离变压器的二次端子还与监控终端的电源线接口相连接，该监控终端的控制回路通过中间继电器与主回路合闸接触器相连接，所述监控终端用于通过中间继电器控制主回路合闸接触器分合。
12.而且，所述监控终端总电源取自变电站低压间隔受总开关上口，该变电站低压间隔受总开关还与主回路合闸接触器相连接，该主回路合闸接触器包括两个控制触点，其中一个控制触点通过中间继电器与监控终端的控制输出触点相连接，该控制输出触点相连相线为经隔离变压器过滤后的其中一相；所述主回路合闸接触器另一个控制触点与隔离变压器过滤后的另一条相线相连取电；所述主回路合闸接触器还通过空开与负载相连接。
13.而且，所述高耐压型环形隔离变压器的线圈绝缘等级为h级，抗电强度为10kv。
14.而且，所述abs绝缘箱将本装置全部组成部件与站内四周站内金属构件有效隔离。
15.本发明的优点和有益效果：
16.1、本发明的一种提高路灯单相变压器不接地运行方式下监控终端运行可靠性的电源装置安装后，相地过电压由耐压能力强的隔离变压器替代监控终端电路板承受，同时经过隔离变的相地电压降低至设备能承受水平，同时4g 通信模块、数据监测模块的温度传感器、电压传感器和电流传感器的功能支撑，可以第一时间发现装置过热引发的各类隐患；装置发生故障后，仅需更换电源装置各部件，且电源装置由多个部件组成，维修操作简单，维修成本低，杜绝相地过电压烧毁监控终端电路板问题发生。
17.2、本发明提供了一种提高路灯单相变压器不接地运行方式下监控终端运行可靠性的电源装置，提高监控终端各项自动化功能可靠性。
18.3、本发明能够提高监控终端运行可靠性，补充监控监测点位，实现路灯自动化控制全覆盖，助力绿色照明控制技术发展，且能够提高汛期内漏电监测、应急远程关停能力，确保路灯设备安全防汛度夏，在天津市路灯处近两年防汛度夏工作中，同比实现打火、漏电类故障压降33％。
19.4、本发明能够补充保电监控缺失站点点位，保障期间实时监测设备运行状态，进而保障保电任务的完成，近两年防汛度夏工作，应用此项创新成果，完成低洼地区漏电监测全覆盖安装，极大的提升了路灯设备安全运行能力。
20.5、本发明通过选用绝缘性能优秀、阻燃性良好的的abs箱，将发明的电源装置进行包裹安装，与四周站内金属构件有效隔离，提高装置绝缘性能，避免放电烧毁设备。
附图说明
21.22.图1是本发明的电路连接图。
具体实施方式
23.以下对本发明实施例作进一步详述：
24.一种具备远程监测功能的路灯单相系统隔离电源装置，包括：abs绝缘箱及其内部的数据监测模块、4g通信模块、两相空开、电压保护装置、高耐压型环形隔离变压器；所述两相空开、电压保护装置分别与母排的火线和零线的两条引线相连接，用于为电源装置供电；该两相空开和电压保护装置的负荷侧分别与高耐压型环形隔离变压器的一次接线端相连接，用于避免短路电流和电压波动冲击损坏隔离电源装置；
25.该高耐压型环形隔离变压器的二次端子依次与数据监测模块、4g通信模块相连接并为其供电；所述数据监测模块用于实时采集的高耐压型环形隔离变压器的温度、电流和电压数据，通过4g通信模块上传至路灯监控指挥中心，实现路灯监控指挥人员能够实时监测高耐压型环形隔离变压器的运行状态。
26.所述高耐压型环形隔离变压器用于对路灯单相变压器的输入电压进行过滤，并承载较高的相地电压。
27.在本实施例中，所述高耐压型环形隔离变压器的二次端子还与监控终端的电源线接口相连接，该监控终端的控制回路通过中间继电器与主回路合闸接触器相连接，所述监控终端用于通过中间继电器控制主回路合闸接触器分合。
28.在本实施例中，所述监控终端总电源取自变电站低压间隔受总开关上口，该变电站低压间隔受总开关还与主回路合闸接触器相连接，该主回路合闸接触器包括两个控制触点，其中一个控制触点通过中间继电器与监控终端的控制输出触点相连接，该控制输出触点相连相线为经隔离变压器过滤后的其中一相；所述主回路合闸接触器另一个控制触点与隔离变压器过滤后的另一条相线相连取电；所述主回路合闸接触器还通过空开与负载相连接。
29.在本实施例中，所述高耐压型环形隔离变压器的线圈绝缘等级为h级，抗电强度为10kv。
30.在本实施例中，所述abs绝缘箱将本装置全部组成部件与站内四周站内金属构件有效隔离。
31.在本实施例中，所述监控终端总电源取自变电站低压间隔受总开关上口，通过隔离变压器将电压过滤后向监控终端供电，该变电站低压间隔受总开关还与主回路合闸接触器相连接，该主回路合闸接触器包括两个控制触点，其中一个控制触点通过中间继电器与监控终端的控制输出触点相连接，该控制输出触点相连相线为经隔离变压器过滤后的其中一相；所述主回路合闸接触器另一个控制触点与隔离变压器过滤后的另一条相线相连取电，连接后确保主回路合闸接触器控制回路电压为220v，同时消除相对地电压过高问题，可以使主回路合闸接触器合闸线圈有效动作。所述主回路合闸接触器还通过空开与负载相连接。
32.在本实施例中，所述隔离变压器为线圈绝缘等级为h级，抗电强度为10kv，有效防御相地电压过高烧毁隔离变压器问题。
33.在本实施例中，所述abs绝缘箱绝缘性、阻燃性良好，将本装置全部组成部件与站
内四周站内金属构件有效隔离。
34.下面分别对本装置中各部件的组成和功能作进一步说明：
35.监控终端总电源取自变电站低压间隔受总开关上口，由母排引线与两相空开连接，空开负荷侧连接隔离变一次接线端，隔离变二次端子连接于监控终端的电源接线口，同时监控终端控制回路连接中间继电器，将隔离变、两相空开、中间继电器固定于绝缘板上，绝缘板挂装于变电站低压间隔内。
36.两相空开：保护主线路设备，隔离电源装置部分发生故障后不会冲击电源部分。
37.电压保护装置：保护装置自动检测输入电压，电压超出运行范围，装置自动断开，电压恢复正常后，自动恢复运行，避免缺相等故障情况影响装置运行。
38.隔离变压器：此变压器为特殊定制产品，绝缘性、抗电强度都提升为10kv 等级，对路灯单相变压器的输入电压起到了一个良好的过滤作用，使得纯净电压满足路灯智能监控终端使用标准。
39.中间继电器：所述监控终端用于通过中间继电器控制主回路合闸接触器分合，单相变压器的相地电压过高容易烧毁中间继电器，隔离后的电压可以保证继电器动作可靠。
40.abs绝缘箱：使隔离电源装置与四周站内金属构件有效隔离，从而与大地之间可靠绝缘，避免相地电压过高烧毁设备，同时起到阻燃效果。
41.数据监测模块、4g通信模块、配合温度、电流、电压传感装置：实现路灯监控指挥人员实时监测电源装置运行状态。
42.监控终端rtu:路灯智能监控终端，具有遥控、遥信、遥调、遥控的四遥自动化设备，用于路灯远程启闭、开灯规则设置、电流、电压、漏电数据监测等智能化功能。
43.本发明的工作过程是：
44.1.监控终端总电源取自变电站低压间隔受总开关上口，串接空开后连接于隔离变一次接线端，隔离变二次端子连接于监控终端的电源接线口，同时监控终端控制回路连接中间继电器，以实现控制低压主回路接触器分合，接触器控制触点与隔离变二次端子连接(隔离变压器选用时，注意选用合适容量，规避接触器分合闸线圈瞬时动作电流过大烧毁隔离变)。
45.2安装完成后需要检测隔离电源装置输出两相相地电压、相间电压、隔离变压器表面温度。
46.3.现场安装完毕后通过监控系统加强远程监测设备电压，对异常情况及时派工处理。
47.本发明的工作原理是：
48.在路灯单相变压器不接地运行方式下，变压器二次相地电压过高，经常烧毁监控终端等自动化设备的电路板，通过加装本发明，相地过电压由耐压能力强的定制隔离变压器替代监控终端电路板承受，电源装置将相地高电压调整为设备可以承受范围，同时采用abs箱使电源装置与四周站内金属构件、大地可靠隔离，通过4g通信模块、数据监测模块、中间继电器、电压保护装置、空气开关、线缆进行组合，形成一种可靠的电源装置，提高监控终端电源质量，确保监控终端可靠运行。
49.本发明的主回路合闸接触器控制回路接线不从受总电源侧零排直接取电，要将隔离变过滤后的两条相线与主回路合闸接触器控制回路相连接，避免未经过滤的相线相地电
压过高烧毁设备。
50.天津市中心城区重点道路路灯使用单相变压器不接地运行方式，负荷约 15万盏光源，照明设备的运行状态与人民日常安全行、政治保电任务等紧密相关，也使得本发明具有重要意义，本发明极大提升了路灯远程自动化设备运行稳定程度，提高路灯设备运行水平。
51.需要强调的是，本发明所述实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。