本實用新型涉及配電信息無線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
智能分界斷路器的應(yīng)用對于供配電系統(tǒng)的負(fù)荷監(jiān)控以及電網(wǎng)的穩(wěn)定運行起到了良好的作用，然而作為供配電部門來說，先進(jìn)設(shè)備的采用并非是要限制客戶的用電消費，而是為了在有限的電力資源的基礎(chǔ)上通過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施來保證設(shè)備的穩(wěn)定、正常的運行。
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，電力負(fù)荷增長迅猛，峰谷差不斷拉大，負(fù)荷率下降，如果單純依靠擴(kuò)大投資規(guī)模增加裝機(jī)容量來滿足短暫的尖峰用電，不僅要投入巨大的電力建設(shè)資金，而且會因電力設(shè)備利用率的不斷下降而導(dǎo)致供配電成本上升。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于提供一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)，由多個位于不同地點的臺區(qū)組成的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)通過構(gòu)建“雙模”通信網(wǎng)絡(luò)以確保對這些臺區(qū)的分界斷路器做到即時監(jiān)控和分、合閘操作方式操作，這些分、合閘操作方式通過第一驅(qū)動控制電路、第二驅(qū)動控制電路和手動操作去實現(xiàn)，從而提高了線路過載能力，有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定地運行。同時，本控制系統(tǒng)具有諧波自我識別技術(shù)，能實現(xiàn)真正的無諧波污染的電網(wǎng)環(huán)境。
本實用新型所提出的技術(shù)解決方案是這樣的：
一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)，所述智能分界斷路器控制系統(tǒng)由信號采集與調(diào)理模塊、分界斷路器控制電路、無線射頻通信模塊、遠(yuǎn)程通信與控制模塊和驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊組成，所述分界斷路器控制電路分別與信號采集與調(diào)理模塊、無線射頻通信模塊、遠(yuǎn)程通信與控制模塊和驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊作電信號連接。
所述信號采集與調(diào)理模塊包括三相交流電壓信號采集1、三相交流電流信號采集2、剩余電流信號采集3、第一信號調(diào)理4、第一信號調(diào)理諧波分析5、第二信號調(diào)理諧波分析6、第二信號調(diào)理7、第三信號調(diào)理8，所述三相交流電壓信號采集1輸入端與外接的三相交流電壓Un連接，三相交流電壓信號采集1輸出端分別與第一信號調(diào)理4輸入端和第一信號調(diào)理諧波分析5輸入端連接，第一信號調(diào)理4對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，第一調(diào)理信號諧波分析5對信號作交直流轉(zhuǎn)換與諧波分析后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述三相交流電流信號采集2輸入端與外接的三相交流電流In連接，三相交流電流信號采集2輸出端分別與第二信號調(diào)理諧波分析6輸入端和第二信號調(diào)理7輸入端連接，第二信號調(diào)理諧波分析6對信號作交直流轉(zhuǎn)換與諧波分析后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，第二信號調(diào)理7對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述剩余電流信號采集3輸入端與外接的剩余電流IΔ連接，剩余電流信號采集（3）輸出端與第三信號調(diào)理（8）輸入端連接，剩余電流信號采集3對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口。
所述分界斷路器控制電路包括16位單片機(jī)9、第一MCU10、第一USART端口11、第一RS485總線接口12、液晶顯示器13、USB端口14、第一驅(qū)動控制電路15和三相電源供電模塊16，第一USART端口11與16位單片機(jī)9雙向連接，第一USART端口11與第一RS485總線接口12雙向連接，16位單片機(jī)9輸出端與液晶顯示器（13）相連接，USB端口（14）與16位單片機(jī)（9）雙向連接，第一MCU（10）與16位單片機(jī)（9）雙向連接，第一MCU10與第一驅(qū)動控制電路15雙向連接，三相電源供電模塊16與16位單片機(jī)9交流電源輸入端連接。
所述無線射頻通信模塊包括第二RS485總線接口17、第二USART端口18、第二MCU19、射頻模塊20和中繼放大器21，所述第二RS485總線接口17與分界斷路器控制電路的第一RS485總線接口12雙向連接，第二RS485總線接口17與第二USART端口18雙向連接，第二USART端口18與第二MCU19雙向連接，第二MCU19與射頻模塊20雙向連接，射頻模塊20與中繼放大器21雙向連接。
所述遠(yuǎn)程通信與控制模塊包括第三MCU22、遠(yuǎn)程通信模塊23和第二驅(qū)動控制電路24，所述第三MCU22與分界斷路器控制電路的USB端口14雙向連接，第三MCU22與遠(yuǎn)程通信模塊23雙向連接，第三MCU22與第二驅(qū)動控制電路24雙向連接。
所述驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊包括繼電器或功能控制模塊25、手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26、分界斷路器27和手控指令28，所述繼電器或功能控制模塊25與分界斷路器控制電路的第一驅(qū)動控制電路15雙向連接，繼電器或功能控制模塊25與遠(yuǎn)程通信與控制模塊的第二驅(qū)動控制電路24雙向連接，手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26分別與繼電器或功能控制模塊25和分界斷路器27雙向連接，手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26輸入端與手控指令28連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果：
（1）本實用新型提供了在不同地點的分界斷路器之間的無線自組網(wǎng)傳輸，它可以通過設(shè)在各個智能分界斷路器內(nèi)的中繼放大器進(jìn)行，這樣能保證傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)。
（2）本智能分界斷路器控制系統(tǒng)的16位單片機(jī)控制系統(tǒng)與臺區(qū)的監(jiān)控中心是采用雙模通信方式聯(lián)系。當(dāng)遠(yuǎn)程的通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋本臺區(qū)時，采用遠(yuǎn)程通信方式聯(lián)系；當(dāng)遠(yuǎn)程的通信網(wǎng)絡(luò)不能覆蓋本臺區(qū)時，就采用無線射頻通信方式聯(lián)系。
（3）本智能分界斷路器控制系統(tǒng)具有三通道控制功能：控制系統(tǒng)內(nèi)的驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊中的繼電器或功能控制模塊可以執(zhí)行16位單片機(jī)的分、合閘指令，在16位單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障不能發(fā)出分、合閘指令時也可以通過執(zhí)行遠(yuǎn)程通信與控制模塊發(fā)出的分、合閘指令；而“手控”與“自控”轉(zhuǎn)換模塊則可由本系統(tǒng)的操作人員進(jìn)行手動轉(zhuǎn)換以便決定該分、合閘指令是采取“自控”執(zhí)行方式還是“手控”執(zhí)行方式。
（4）本控制系統(tǒng)采用基于高速采集和離散的傅立葉變換為主的算法，將非正弦的電壓、電流信號經(jīng)過信號采集與調(diào)理模塊進(jìn)入16位單片機(jī)，通過高速A/D變換為離散的數(shù)字信號，再經(jīng)過離散的傅立葉變換可以計算出1次至64次的諧波分量。在本系統(tǒng)中根據(jù)實際需要僅顯示1次到10次的電壓與電流的諧波分量（波幅和相位）。本系統(tǒng)通過上述的諧波自我識別技術(shù)，能有針對性地進(jìn)行電能諧波治理，實現(xiàn)真正的無諧波污染的電網(wǎng)環(huán)境。
（5）本實用新型采用由多個安裝在不同地點的智能分界斷路器控制系統(tǒng)終端組成的基于無線傳輸自組網(wǎng)和無線遠(yuǎn)程控制這樣一種雙模控制方式的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在確?，F(xiàn)有電網(wǎng)供電能力以滿足用戶用電需求的條件下，可以適合減少變壓器備用容量和提高線路過載能力，有利于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定地運行，從而，能構(gòu)建一個滿足電力生產(chǎn)管理服務(wù)需求的配電專用智能化臺區(qū)管理系統(tǒng)，即智能供電系統(tǒng)，進(jìn)而實現(xiàn)電力系統(tǒng)智能化。
附圖說明
圖1是本實用新型一個實施例的一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)的電原理結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
通過下面實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
參見圖1所示，一種智能分界斷路器控制系統(tǒng)由信號采集與調(diào)理模塊、分界斷路器控制電路、無線射頻通信模塊、遠(yuǎn)程通信與控制模塊和驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊組成，所述分界斷路器控制電路分別與信號采集與調(diào)理模塊、無線射頻通信模塊、遠(yuǎn)程通信與控制模塊和驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊作電信號連接。
所述信號采集與調(diào)理模塊包括三相交流電壓信號采集1、三相交流電流信號采集2、剩余電流信號采集3、第一信號調(diào)理4、第一信號調(diào)理諧波分析5、第二信號調(diào)理諧波分析6、第二信號調(diào)理7、第三信號調(diào)理8，所述三相交流電壓信號采集1輸入端與外接的三相交流電壓Un連接，三相交流電壓信號采集1輸出端分別與第一信號調(diào)理4輸入端和第一信號調(diào)理諧波分析5輸入端連接，第一信號調(diào)理4對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，第一調(diào)理信號諧波分析5對信號作交直流轉(zhuǎn)換與諧波分析后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述三相交流電流信號采集2輸入端與外接的三相交流電流In連接，三相交流電流信號采集2輸出端分別與第二信號調(diào)理諧波分析6輸入端和第二信號調(diào)理7輸入端連接，第二信號調(diào)理諧波分析6對信號作交直流轉(zhuǎn)換與諧波分析后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，第二信號調(diào)理7對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口，所述剩余電流信號采集3輸入端與外接的剩余電流IΔ連接，剩余電流信號采集（3）輸出端與第三信號調(diào)理（8）輸入端連接，剩余電流信號采集3對信號作交直流轉(zhuǎn)換與調(diào)理后輸入至16位單片機(jī)9的A/D轉(zhuǎn)換端口。
所述分界斷路器控制電路包括16位單片機(jī)9、第一MCU10、第一USART端口11、第一RS485總線接口12、液晶顯示器13、USB端口14、第一驅(qū)動控制電路15和三相電源供電模塊16，第一USART端口11與16位單片機(jī)9雙向連接，第一USART端口11與第一RS485總線接口12雙向連接，16位單片機(jī)9輸出端與液晶顯示器（13）相連接，USB端口（14）與16位單片機(jī)（9）雙向連接，第一MCU（10）與16位單片機(jī)（9）雙向連接，第一MCU10與第一驅(qū)動控制電路15雙向連接，三相電源供電模塊16與16位單片機(jī)9交流電源輸入端連接。
所述無線射頻通信模塊包括第二RS485總線接口17、第二USART端口18、第二MCU19、射頻模塊20和中繼放大器21，所述第二RS485總線接口17與分界斷路器控制電路的第一RS485總線接口12雙向連接，第二RS485總線接口17與第二USART端口18雙向連接，第二USART端口18與第二MCU19雙向連接，第二MCU19與射頻模塊20雙向連接，射頻模塊20與中繼放大器21雙向連接。
所述遠(yuǎn)程通信與控制模塊包括第三MCU22、遠(yuǎn)程通信模塊23和第二驅(qū)動控制電路24，所述第三MCU22與分界斷路器控制電路的USB端口14雙向連接，第三MCU22與遠(yuǎn)程通信模塊23雙向連接，第三MCU22與第二驅(qū)動控制電路24雙向連接。
所述驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊包括繼電器或功能控制模塊25、手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26、分界斷路器27和手控指令28，所述繼電器或功能控制模塊25與分界斷路器控制電路的第一驅(qū)動控制電路15雙向連接，繼電器或功能控制模塊25與遠(yuǎn)程通信與控制模塊的第二驅(qū)動控制電路24雙向連接，手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26分別與繼電器或功能控制模塊25和分界斷路器27雙向連接，手動與自控轉(zhuǎn)換模塊26輸入端與手控指令28連接。
本智能分界斷路器控制系統(tǒng)與臺區(qū)的監(jiān)控中心采用雙模通信方式聯(lián)系。當(dāng)遠(yuǎn)程的通信網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋本臺區(qū)時，采用遠(yuǎn)程通信方式聯(lián)系；當(dāng)遠(yuǎn)程的通信網(wǎng)絡(luò)不能覆蓋本臺區(qū)時，則采用無線射頻通信方式聯(lián)系。
遠(yuǎn)程通信方式是由16位單片機(jī)9通過USB端口14與遠(yuǎn)程通信與控制模塊的第三MCU22連接，以便與臺區(qū)監(jiān)控中心進(jìn)行信息的雙向傳送。若16位單片機(jī)9出現(xiàn)故障而不能執(zhí)行臺區(qū)監(jiān)控中心的分、合閘指令，則遠(yuǎn)程通信與控制模塊的第三MCU22將接收不到16位單片機(jī)9的確認(rèn)信號，此時第三MCU22可以通過第二驅(qū)動控制電路24直接向繼電器或功能轉(zhuǎn)換模塊25發(fā)送分、合閘指令，對分界斷路器27執(zhí)行分、合閘操作。
無線射頻通信方式是由16位單片機(jī)9和第一USART端口11通過第一RS485總線接口12與無線射頻通信模塊的第二RS485總線接口17連接并與臺區(qū)監(jiān)控中心進(jìn)行信息的雙向傳送。
驅(qū)動控制輸出與執(zhí)行模塊中的繼電器或功能控制模塊25可以執(zhí)行16位單片機(jī)9的分、合閘指令，在16位單片機(jī)9出現(xiàn)故障不能發(fā)出分、合閘指令時也可以通過執(zhí)行遠(yuǎn)程通信與控制模塊的分、合閘指令；而“手控”與“自控”轉(zhuǎn)換模塊26則可由本系統(tǒng)的操作人員進(jìn)行手動轉(zhuǎn)換以便決定這個分、合閘指令是采用“自控”執(zhí)行方式還是“手控”執(zhí)行方式。
所述的16位單片機(jī)9控制著本臺區(qū)的智能分界斷路器控制系統(tǒng)的全部運行功能。它將全部信號包括三相交流電壓、三相交流電流、剩余電流以及電壓電流的諧波分量的檢測結(jié)果輸出至液晶顯示器13顯示。通過無線射頻通信模塊和遠(yuǎn)程通信與控制模塊與臺區(qū)監(jiān)控中心進(jìn)行雙向通信并可根據(jù)臺區(qū)監(jiān)控中心的指令通過第一驅(qū)動控制電路15或第二驅(qū)動控制電路24執(zhí)行分界斷路器27的分、合閘動作。