一种用于户外柱上开关的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于户外柱上开关的控制系统，包括微处理器、与该微处理器分别连接的电源单元、采样运放单元、波形录制单元、无线通信单元、人机界面和控制输出单元，其中，所述无线通信单元实现所述控制系统与上位机的无线通讯；所述采样运放单元将采集自电网的模拟信号转换为数字信号并传给所述微处理器；所述微处理器进行故障判定，如故障则输出控制信号给所述控制输出单元以驱动户外柱上开关脱扣分闸；所述波形录制单元记录故障前所述模拟信号的10个周波的波形；本实用新型专利技术操作简单，界面友善，功能齐全，能实现对户外柱上开关的远程控制，保证维修人员安全。同时，具有的故障录波功能方便维护人员查找故障原因。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种控制系统，尤其涉及一种用于户外柱上开关的控制系统。
技术介绍
国内的中压(10kV、20kV)配电网中，架空线路大量存在，随着智能化电网建设的不断推进，如何将相对复杂的中压架空线路设备纳入智能化监控管理的范畴成为智能化配电网建设的关键问题。为了有效地保护中压配电线路，隔离故障点，配电线路中经常需要安装一些户外柱上开关，户外柱上开关上的保护器也应运而生。这类保护器的保护原理一般来说主要基于电路上的电流或功率超过一定的限度时，自动切断电源来达到保护下级负载及供电线路的目的，确保配电网在电流过载时不被烧毁。同时，在配网中加入控制器后，还可以用于故障隔离和手拉手供电控制。在配电网发生故障时，可以对故障进行隔离，把故障区域从电网中隔离出去。在故障区域被隔离后，户外柱上开关在手拉手供电切换节点将正常区域的供电线路与其他环网连接，确保正常供电，尽量减小故障影响范围，降低停电损失。可以说，户外柱上开关及其控制器的广泛使用，对于配电网的安全稳定运行具有重要意义。然而就目前而言，在现有的户外柱上开关及其控制器的日常使用和维护过程中， 存在以下问题1)操作安全性传统户外柱上开关及其控制器需要维护人员用爬杆或利用特种车辆的云梯提升的方式进行维护，属于接触性维护，是带电操作，这需要确保设备的有效接地，否则存在严重的安全隐患；另外，特种车辆数量有限，而各班组还有大量的工作需要用到，特别在迎峰度夏和特殊保电阶段，很难做到及时到位，这也影响了户外柱上开关的维护及时性和配电网的运行可靠性；2)操作简易性传统的户外柱上开关控制器操作繁琐，通过拨码开关整定数据不直观，容易操作错误而影响配电线路的正常运行，给用户的生产生活带来影响；3)故障分析传统的户外柱上开关控制器无法纪录故障时的波形数据，因此无法实现故障的回溯分析，也就无法针对性的对配电线路的建设和运行进行优化。4)缺乏远程通信接口 由于远程通信接口的缺失，设备无法在远端进行操作，柱上开关仅能起到故障保护功能，无法实现手拉手供电，故障隔离后的非故障区域无法自动恢复供电，柱上开关对于配网建设的意义因此大打折扣。随着配电网建设的进行，电网的规模在不断扩大，复杂程度也在日益提高，与此同时，用户对供电可靠性和电能质量的要求也越来越高，这些都要求供电公司以更高标准和更快的速度维护处理配电网发生的故障。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种用于户外柱上开关的控制系统，它操作简单，界面友善，功能齐全，能实现对户外柱上开关的远程控制，保证维修人员安全。同时，它具有的故障录波功能方便维护人员查找故障原因。实现上述目的的技术方案是一种用于户外柱上开关的控制系统，无线连接一上位机，实现对电网上的户外柱上开关的控制，所述控制系统包括微处理器、与该微处理器分别连接的电源单元、采样运放单元、波形录制单元、无线通信单元、人机界面和控制输出单元，其中所述采样运放单元从电网采集模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号传送给所述微处理器；所述微处理器接收所述数字信号并进行故障判定，如故障则输出一控制信号给所述控制输出单元；所述控制输出单元连接所述户外柱上开关，接收所述微处理器的控制信号，驱动所述户外柱上开关脱扣分闸；所述波形录制单元记录故障前所述模拟信号的10个周波的波形；所述无线通信单元实现所述控制系统与所述上位机的无线通讯。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述电源单元包括电源电路和外设电源，所述外设电源通过电源电路连接所述微处理器，所述电源电路还连接所述电网上的电压互感器。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述外设电源为铅酸电池。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述采样运放单元包括相接的采样电路和运算放大电路，所述运算放大电路连接所述微处理器，其中，所述采样电路包括依次连接的CT传感器、抗混叠滤波电路和A/D (模数转换)采样，所述A/D采样连接所述运算放大电路。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述无线通信单元包括433M无线模块和GPRS (通用分组无线服务技术)模块，所述433M无线模块和GPRS模块分别和所述微处理器相连。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述控制输出单元包括相连的继电器和光电隔离元件，其中，所述继电器连接所述微处理器，所述光电隔离元件连接所述户外柱上开关。上述的用于户外柱上开关的控制系统，其中，所述采样运放单元采集的模拟信号为电网的A，B，C三相电流信号。本技术的有益效果是1)本技术采用GPRS和433M小无线通信方式并存的无线通信模式，具有实用性。2)本技术操作安全，不用像传统的产品那样需要爬杆来进行参数设置和开合闸操作，只需通过无线通信单元即可完成这些操作。3)本技术操作简单，对户外柱上开关参数的设置相当直观，比起传统的拨码开关等界面更加友善，而且大大地减少了误操作的可能性。4)本技术配有高效、大容量的铅酸电池，保证在所带线路停电的情况下，能提供DCMV电源维持工作，并且能在电池电源和从电压互感器得到的电源之间进行相当智能地切换，这样既保护了电池的使用寿命，又有效的保证了控制的可靠性。5)本技术加入了故障录波功能，记载了故障前10个周波的波形，维护人员可以根据波形分析故障类型，方便查找故障原因。6)本技术功能强大，具有重合、涌流、反时限、定时限(定时限有过流、延时速断、速断)保护、小电流接地、分合闸故障保护、二次重合闭锁和故障记录等功能。附图说明图1是本技术的用于户外柱上开关的控制系统的结构示意图；图2是本技术的采样运放单元的工作流程图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施例作详细说明。请参阅图1和图2，本技术的用于户外柱上开关的控制系统，无线连接一上位机8，实现对电网(图中未示)上的户外柱上开关10的控制，所述控制系统包括微处理器 1、与该微处理器1分别连接的电源单元2、采样运放单元3、波形录制单元4、无线通信单元 5、人机界面6和控制输出单元7，其中在本实施例中，微处理器1选用型号为LPC1766的单片机芯片，完成对所述控制系统的控制及对各类数据、信号的分析处理；电源单元2给所述控制系统供电；采样运放单元3从电网(图中未示)采集模拟信号，并将该模拟信号转换为数字信号传送给微处理器1，该模拟信号为电网的A，B，C三相电流信号；无线通信单元5实现所述控制系统与上位机8的无线通讯；波形录制单元4记载了故障前A，B, C三相电流信号10个周波的波形，通过上位机8可以读取拷贝该10个周期的波形数据，维护人员可以根据波形分析故障类型，方便查找故障原因；控制输出单元7接收微处理器1的控制信号，当故障时驱动户外柱上开关10脱扣分闸；人机界面6实现人机交互，直接完成对所述控制系统的相关操作和对其运行状态进行监视。具体地说，电源单元2包括电源电路21和外设电源22，外设电源22通过电源电路 21连接微处理器1，其中电源电路21包括变压器(图中未示)、整流电路(图中未示)和逆变电路(图中未示)；外设电源22为高效、大容量的铅酸电池，提供所述控制系统所需的DCMV(直流电MV电压)，并且可以经电源电路21中的逆变电路产生用于柱上开关的AV220V(交流电 220V电压)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴爱军，陈海昆，陈华霖，李亮，唐明瑜，马明，
申请(专利权)人：上海资和通信科技有限公司，上海市电力公司，
类型：实用新型
国别省市：