一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置的制作方法

1.本发明涉及配电自动化技术领域，尤其涉及一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置。


背景技术：

2.目前，随着经济的飞速发展，对配电网的供电可靠性要求越来越高，配电网的网架结构和智能化水平不断进步。10千伏配电网中出现了配电线路通过自动化开关实现两联络或者三联络的网架架构，有效提升了供电可靠性。正常运行方式下，联络开关处于断开状态，当线路出现故障或者改变运行方式时，联络开关合位运行，潮流随之改变。要想有效的计量各条线路的电量和损耗，需要在联络点设置计量点进行计量。
3.在具备安装条件的联络开关上可以安装ct、pt用于采集联络开关的电流和电压，但很多ct只有保护和测量2个绕组，缺少计量绕组的引出，无法对三相电进行采集，不能对电量进行有效的计量。


技术实现要素：

4.本发明提供一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，装置可以采集联络开关的电流和电压，并计算出电能数据，进行上传，便于对网架架构的状态监控。
5.包括：箱体，箱体内部设有计量联合接线盒、三相三线电能表、无线通信模块和plc控制模块；
6.箱体上安装有航空插座；
7.计量联合接线盒的输入端通过防开路航空插头连接供电端；
8.计量联合接线盒的输出端通过航空插座连接供电线路；
9.计量联合接线盒的计量输出端与三相三线电能表输入端连接；
10.三相三线电能表输出端与计量联合接线盒的计量输入端连接；
11.plc控制模块与三相三线电能表连接，获取三相三线电能表计量的电流和电压数据，并计算出电能数据，再通过无线通信模块上传给上位机。
12.进一步需要说明的是，箱体内部还设有电源模块；
13.电源模块分别与三相三线电能表和plc控制模块连接，用于分别给三相三线电能表和plc控制模块供电。
14.进一步需要说明的是，电源模块设有蓄电池、24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路；
15.蓄电池的供电端依次与24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路连接，给计量装置内部电气元件供电。
16.蓄电池的充电端连接有太阳能充放电控制器，太阳能充放电控制器连接有光伏发电板。
17.进一步需要说明的是，太阳能充放电控制器包括：光敏电阻r1、电阻r2、电容c1、电
容c2、三极管q1、电感l1、led灯、二极管d1、二极管d2以及dps芯片；
18.光伏发电板的第一端分别与三极管q1基极、集电极、光敏电阻r1第一端、电容c1第一端、dps芯片二脚、电感l1第一端以及蓄电池第一端连接；光伏发电板的第二端与二极管d1阳极连接；二极管d1阴极分别与电阻r2第二端、dps芯片三脚、二极管d2阳极、蓄电池第二端连接；
19.三极管q1发射极分别与光敏电阻r1第二端、电阻r2第一端、电容c1第二端、电容c2第一端以及dps芯片一脚连接；dps芯片四脚分别与电感l1第二端、led灯阴极以及电容c2第二端连接；led灯阳极与二极管d2阴极连接。
20.进一步需要说明的是，无线通信模块连接有无线天线。
21.无线通信模块采用wi-fi通信方式、或wibro无线宽带通信方式、或全球微波互联通信方式、或hsdpa高速下行链路分组接入通信方式。
22.进一步需要说明的是，箱体上还安装有触摸显示屏；
23.触摸显示屏与plc控制模块连接。
24.箱体内部还设有时钟电路、储存器、esam模块和485接口；
25.时钟电路、储存器、esam模块和485接口分别与plc控制模块连接。
26.进一步需要说明的是，三相三线电能表包括计量芯片、电压采样电路以及电流互感器。
27.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
28.本发明提供的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置可以实现自供电源，并有光伏发电，满足多种场合使用需求。装置可以实现电流采集、电压采集，电能量计量，电量信息上传和自供电源的功能。
29.航空插座和航空插头可以方便的连接于ct、pt引出电缆与配电自动化终端之间，防开路航空插头的短路端子支持带电回路断开和检修。
30.计量联合接线盒可用于断开和连接输入、输出线缆的电流、电压连接线。实现控制信号线直通，不影响配电自动化终端的正常使用和安全性。计量联合接线盒具有连接片可以方便的断开或短接电流、电压回路。
31.装置的箱体内具有三相三线计量表、plc通信模块、蓄电池和电源模块等功能模块，还可以根据需要配置其他模块，可灵活使用plc与主站通信。装置的功能具有模块化和集成化设计、使用过程安全可靠、实用性强。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面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的附图。
33.图1为10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置示意图；
34.图2为10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置实施例示意图；
35.图3为太阳能充放电控制器电路图。
具体实施方式
36.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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
37.本发明提供一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，根据本发明的实施方式，参考图1至3所示，计量装置可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施方式中，计量装置可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)执行时，执行本技术的方法和/或装置中限定的各种功能。
38.计量装置包括：箱体9，箱体9内部设有计量联合接线盒2、三相三线电能表3、无线通信模块11和plc控制模块4；
39.箱体9上安装有航空插座1；计量联合接线盒2的输入端通过防开路航空插头6连接供电端；计量联合接线盒2的输出端通过航空插座1连接供电线路8；计量联合接线盒2的计量输出端与三相三线电能表3输入端连接；三相三线电能表3输出端与计量联合接线盒2的计量输入端连接；
40.plc控制模块4与三相三线电能表3连接，获取三相三线电能表3计量的电流和电压数据，并计算出电能数据，再通过无线通信模块11上传给上位机。
41.本发明可以实现自供电源，并有光伏发电，满足多种场合使用需求。装置可以实现电流采集、电压采集，电能量计量，电量信息上传和自供电源的功能。
42.航空插座和航空插头可以方便的连接于ct、pt引出电缆与配电自动化终端之间，防开路航空插头6的短路端子支持带电回路断开和检修。
43.计量联合接线盒可用于断开和连接输入、输出线缆的电流、电压连接线。实现控制信号线直通，不影响配电自动化终端的正常使用和安全性。计量联合接线盒具有连接片可以方便的断开或短接电流、电压回路。
44.装置的箱体内具有三相三线计量表、plc通信模块、蓄电池20和电源模块等功能模块，还可以根据需要配置其他模块，可灵活使用plc与主站通信。装置的功能具有模块化和集成化设计、使用过程安全可靠、实用性强。
45.其中，三相三线电能表3包括计量芯片17、电压采样电路18以及电流互感器19。电压采样电路18可以实现对三相电的电压获取。电流互感器19可以实现对三相电的电流获取。计量芯片17可以根据获取的电压和电流计算出电能。
46.plc控制模块4连接有触摸显示屏12、时钟电路13、储存器14、esam模块15和485接口16；
47.触摸显示屏12可以实现对计量装置运行状态的显示。还可以获取到用户输入的控制指令以及参数配置。
48.时钟电路13可以提供时间参数，对每次获取的电压、电流和电能配置上时间参数以使用户知晓每次采集的时间点。plc控制模块4还可以根据用户设置的采集时间点，并基于时钟电路13进行计时，达到预设时间点时，进行电压、电流采集。储存器14可以对采集的
数据进行储存。esam模块15起到了对装置安全保护作用。
49.plc控制模块4可以以使用例如计算机软件、硬件或其任何组合的计算机可读介质来实施。对于硬件实施，这里描述的实施方式可以通过使用特定用途集成电路(asic，application specific integrated circuit)、数字信号处理器(dsp，digital signal processing)、数字信号处理装置(dspd，digital signal processing device)、可编程逻辑装置(pld，programmable logic device)、现场可编程门阵列(fpga，field programmable gate array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。
50.本发明涉及的箱体可以固定到配电室，或者检测位置。箱体可以设置箱门，箱体可以采用绝缘材料制作，在箱体上设置安装机构，通过螺钉或螺栓安装到固定位置。
51.本发明的无线通信模块11连接有无线天线10。具体来讲，无线通信模块11采用wi-fi通信方式、或wibro无线宽带通信方式、或全球微波互联通信方式、或hsdpa高速下行链路分组接入通信方式。
52.本发明中箱体内部还设有电源模块5；电源模块5分别与三相三线电能表3和plc控制模块4连接，用于分别给三相三线电能表3和plc控制模块4供电。
53.电源模块5设有蓄电池20、24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路；蓄电池20的供电端依次与24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路连接，给计量装置内部电气元件供电。
54.蓄电池20的充电端连接有太阳能充放电控制器，太阳能充放电控制器连接有光伏发电板7。
55.示例性的讲，太阳能充放电控制器包括：光敏电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2、三极管q1、电感l1、led灯、二极管d1、二极管d2以及dps芯片；光伏发电板7的第一端分别与三极管q1基极、集电极、光敏电阻r1第一端、电容c1第一端、dps芯片二脚、电感l1第一端以及蓄电池20第一端连接；光伏发电板7的第二端与二极管d1阳极连接；二极管d1阴极分别与电阻r2第二端、dps芯片三脚、二极管d2阳极、蓄电池20第二端连接；
56.三极管q1发射极分别与光敏电阻r1第二端、电阻r2第一端、电容c1第二端、电容c2第一端以及dps芯片一脚连接；dps芯片四脚分别与电感l1第二端、led灯阴极以及电容c2第二端连接；led灯阳极与二极管d2阴极连接。
57.本发明中光伏发电板7将光能转换为电能，并通过太阳能充放电控制器储存到蓄电池20内，蓄电池20给计量装置内部的电气元件供电。光敏电阻r1可以实现对太阳光照度的感应，感应光照度，如果光照度低于预设阈值，则由外电源给计量装置内部的电气元件供电，或者给蓄电池20充电。led灯起到了对充电过程的显示。蓄电池20采用铅酸电池、或锂电池、或镍氢电池。
58.本发明提供的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置可以安装于ct、pt引下线与配电自动化终端之间，用来采集联络开关电能量数据。计量装置利用串接在测量绕组的办法采集电能量，并与电能量主站通信。航空插座和航空插头实现了电流、电压输入输出的
连接，便于插接使用。
59.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，包括：箱体，箱体内部设有计量联合接线盒、三相三线电能表、无线通信模块和plc控制模块；箱体上安装有航空插座；计量联合接线盒的输入端通过防开路航空插头连接供电端；计量联合接线盒的输出端通过航空插座连接供电线路；计量联合接线盒的计量输出端与三相三线电能表输入端连接；三相三线电能表输出端与计量联合接线盒的计量输入端连接；plc控制模块与三相三线电能表连接，获取三相三线电能表计量的电流和电压数据，并计算出电能数据，再通过无线通信模块上传给上位机。2.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，箱体内部还设有电源模块；电源模块分别与三相三线电能表和plc控制模块连接，用于分别给三相三线电能表和plc控制模块供电。3.根据权利要求2所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，电源模块设有蓄电池、24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路；蓄电池的供电端依次与24v转12v变电电路、12v转5v变电电路以及5v转3.3v变电电路连接，给计量装置内部电气元件供电。4.根据权利要求3所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，蓄电池的充电端连接有太阳能充放电控制器，太阳能充放电控制器连接有光伏发电板。5.根据权利要求4所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，太阳能充放电控制器包括：光敏电阻r1、电阻r2、电容c1、电容c2、三极管q1、电感l1、led灯、二极管d1、二极管d2以及dps芯片；光伏发电板的第一端分别与三极管q1基极、集电极、光敏电阻r1第一端、电容c1第一端、dps芯片二脚、电感l1第一端以及蓄电池第一端连接；光伏发电板的第二端与二极管d1阳极连接；二极管d1阴极分别与电阻r2第二端、dps芯片三脚、二极管d2阳极、蓄电池第二端连接；三极管q1发射极分别与光敏电阻r1第二端、电阻r2第一端、电容c1第二端、电容c2第一端以及dps芯片一脚连接；dps芯片四脚分别与电感l1第二端、led灯阴极以及电容c2第二端连接；led灯阳极与二极管d2阴极连接。6.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，无线通信模块连接有无线天线。7.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，无线通信模块采用wi-fi通信方式、或wibro无线宽带通信方式、或全球微波互联通信方式、或hsdpa高速下行链路分组接入通信方式。8.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，箱体上还安装有触摸显示屏；触摸显示屏与plc控制模块连接。9.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，
箱体内部还设有时钟电路、储存器、esam模块和485接口；时钟电路、储存器、esam模块和485接口分别与plc控制模块连接。10.根据权利要求1所述的10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，其特征在于，三相三线电能表包括计量芯片、电压采样电路以及电流互感器。

技术总结
本发明提供一种10千伏配电自动化联络开关辅助计量装置，包括：箱体，箱体内部设有计量联合接线盒、三相三线电能表、无线通信模块和PLC控制模块；箱体上安装有航空插座；计量联合接线盒的输入端通过防开路航空插头连接供电端；计量联合接线盒的输出端通过航空插座连接供电线路；计量联合接线盒的计量输出端与三相三线电能表输入端连接；三相三线电能表输出端与计量联合接线盒的计量输入端连接；装置可以实现自供电源，并有光伏发电，满足多种场合使用需求。装置可以实现电流采集、电压采集，电能量计量，电量信息上传和自供电源的功能。电量信息上传和自供电源的功能。电量信息上传和自供电源的功能。


技术研发人员：刘海涛 胡尊严 林浩 孙晓东 孙晓飞 陈奉雷
受保护的技术使用者：国网山东省电力公司莒县供电公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/3/7