一种配电台区配变经济运行分析装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种配电台区配变经济运行分析装置，该装置包括：主处理器、RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块，该配电台区配变经济运行分析装置安装在智能配变经济运行分析系统中，第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，第一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与配变经济运行分析装置的采集端相连；配变经济运行分析装置通过采集第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的电压、电流以及功率因数数据，经过分析计算变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整配变运行方式，实现配电台区变压器的经济运行。
【专利说明】
一种配电台区配变经济运行分析装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种配电台区配变经济运行分析装置，属于电力工程技术领域。
【背景技术】
[0002]现有技术中，配电变压器是在国计民生中应用十分广泛的一种耗能设备，是低压电力生产过程中的主要电器。配电变压器的数量多，容量大，安装范围广，分布不太规范，从广义的电力系统运行方面来说，变压器的电能损耗差不多占发电量的10%左右，变压器损耗约占电力系统线损的50%甚至更多，特别是农电系统，变压器的损耗甚至占到农网中线路损耗的60 %-70%。因此进行变压器经济运行分析和调节，降低变压器损耗，对于实现供电企业节能降耗，提供经济效益来说是一种重要的手段。
[0003]配电变压器处于非经济运行状态容易导致的主要问题包括:
[0004]1、增加变压器自身损耗以及线路损耗；
[0005]2、影响用电安全，容易导致人身事故的发生；
[0006]3、影响供电可靠性和经济性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型为了解决配电变压器非经济运行的问题，提供一种新型的配电台区配变经济运行分析装置。
[0008]本实用新型所述的配电台区配变经济运行分析装置包括主处理器、RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块，所述RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块均与所述主处理器连接;该配电台区配变经济运行分析装置安装在智能配变经济运行分析系统中，该智能配变经济运行分析系统包括智能配电箱、第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关、第一低压母线、第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线和联络开关;所述第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关和第一低压母线依次串联连接，所述第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线依次串联连接，所述联络开关连接在第一低压母线和第二低压母线之间，所述配变经济运行分析装置连接在所述第一低压总进开关和第二低压总进开关之间；所述第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，第所述一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与所述配变经济运行分析装置的采集端相连;所述配变经济运行分析装置通过采集所述第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的电压、电流以及功率因数数据，经过分析计算变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整配变运行方式，实现配电台区变压器的经济运行。
[0009]低压总进开关选用具有通信功能的低压智能型断路器，出线漏保开关选用具有漏电保护功能的低压智能断路器，低压总进开关通过硬接点的方式与配电台区配变经济运行分析装置连接，出线漏保开关选用RS485或无线通讯方式与配电台区配变经济运行分析装置进行通信，配电台区配变经济运行分析装置负责采集低压总进开关的电压、电流和功率因数数据，能够对低压总进开关、出线开关以及联络开关发分、合闸命令进行分合操作。
[0010]主处理器采用32位ARM9内核CPU;RJ45以太网接口用于通过有线网络与主站后台进行数据传输;RS232通信模块用于现场调试;RS485遥控输出端口用于与出线漏保开关、低压总进开关进行通信，并对出线漏保开关、低压总进开关和联络开关进行分合闸操作；电源模块用于为装置供电;采集模块负责采集电压、电流和功率因素数据；电容器投切模块用于对电容器进行投切操作;GPRS无线传输模块用于在不具备有线网络的情况下，通过无线网络与远方主站进行无线通信。
[0011]配变经济运行分析装置的硬件平台采用ARM+DSP架构进行设计，采用ST16C55X系列芯片实现串口的扩展功能，支持十六路RS485，两路独立的以太网接口；提供GRPS无线接口模块，其中GPRS支持中国移动，实现在有线网络无法提供的情况下，与远方主站系统进行通讯。
[0012]第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关、第一低压母线、第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线和配变经济运行分析装置均安装在智能配电箱内，联络开关设置在配电室内或箱变内；第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，第一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与配变经济运行分析装置的采集端相连;第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的输出端分别连接到配变经济运行分析装置的RS485遥控输出端口上;GPRS无线传输模块在有线网络不能通达的情况下，使用中国移动的S頂卡开通GPRS功能，与远方主站进行无线通信，把采集到的数据上传给主站软件。
[0013]与现有技术相比，本实用新型所述的配电台区配变经济运行分析装置的有益效果是:能够实时采集变压器的电压、电流、功率因数等数据，通过分析计算配电变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整台变或配变的运行方式，使配电变压器处于经济运行区间内。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述的配电台区配变经济运行分析装置的配变经济运行示意图。
[0015]图2是本实用新型所述的配电台区配变经济运行分析装置的总体框架示意图。
[0016]图3是本实用新型所述的配电台区配变经济运行分析装置的运行原理示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0018]如图1所示，智能配变经济运行分析系统主要由智能配电箱1、第一配电变压器2、第一低压总进开关3、第一出线漏保开关4、第一低压母线5、第二配电变压器6、第二低压总进开关7、第二出线漏保开关11、第二低压母线8、联络开关9和配变经济运行分析装置10等设备组成。第一配电变压器2、第一低压总进开关3、第一出线漏保开关4和第一低压母线5依次串联连接，第二配电变压器6、第二低压总进开关7、第二出线漏保开关11、第二低压母线8依次串联连接，联络开关9连接在第一低压母线5和第二低压母线8之间，配变经济运行分析装置10连接在第一低压总进开关3和第二低压总进开关7之间。
[0019]配电箱不选用普通JP柜，而选用智能型配电箱；低压总进开关选用具有通信功能的低压智能型断路器，出线漏保开关选用具有漏电保护功能的低压智能断路器，低压总进开关通过硬接点的方式与配电台区配变经济运行分析装置连接，出线漏保开关可选用RS485或其他无线通讯方式与配电台区配变经济运行分析装置进行通信，本方案选用RS485的方式与配电台区配变经济运行分析装置相连接，配电台区配变经济运行分析装置负责采集低压总进开关的电压、电流、功率因数等数据，可对低压总进开关、出线开关、联络开关等发分、合闸命令进行分合操作。
[0020]如附图2所示，配电台区配变经济运行分析装置10由主处理器21、RJ45以太网接口22、RS232通信模块23、RS485遥控输出端口 24、电源模块25、采集模块26、电容器投切模块27和GPRS无线传输模块28组成，RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块均与主处理器连接。
[0021]主处理器采用32位ARM9内核CPU;RJ45以太网接口主要用于通过有线网络与主站后台进行数据传输;RS232通信模块主要用于现场调试;RS485遥控输出端口主要用于与出线漏保开关、低压总进开关进行通信，并对出线漏保开关、低压总进开关、联络开关等进行分合闸操作；电源模块用于为装置供电；采集模块主要是负责采集电压、电流、功率因素等数据；电容器投切模块用于对电容器进行投切操作;GPRS无线传输模块用于在不具备有线网络的情况下，通过无线网络与远方主站进行无线通信。
[0022]配变经济运行分析装置的硬件平台采用先进的ARM+DSP架构进行设计，处理器采用爱特梅尔高性能工业级々1^9处理器，型号为4了913419260，20(^他；03?采用基于V2ColdFire微架构的高度集成的32位微控制器MCF52259，本方案中，(1)ST16C55X系列芯片主要实现串口的扩展功能，扩展串口的数量最多可以达到10路，比目前常用的串口扩展芯片更灵活，更可靠。(2)支持十六路RS485，两路独立的以太网接口: eth0、ethl，eth0为主以太网接口，eth I为备用一以太网接口。( 3)装置提供了GRPS无线接口模块，其中GPRS支持中国移动，实现在有线网络无法提供的情况下，与远方主站系统进行通讯。
[0023]存储器为64MBSDRAM、64_256MB NandFlash、2_8MB DataFlash;支持2路独立以太网口( 10/1 OOMbps)，RJ45接口，带指示灯;支持六路RS232电平串口，两线制，RXD，TXD ,GND，可通过ST16C55X系列芯片增扩至10路串口；支持十六路RS485，两线制，RS485+，RS485-，GND;有2条2x40PIN插件，方便简单;3.3V电源供电，超低功耗;具备硬件看门狗功能。
[0024]第一配电变压器2、第一低压总进开关3、第一出线漏保开关4、第一低压母线5、第二配电变压器6、第二低压总进开关7、第二出线漏保开关11、第二低压母线8和配变经济运行分析装置10均安装在智能配电箱内，联络开关9设置在配电室内或箱变内；第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，第一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与配变经济运行分析装置的采集端相连;第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的输出端分别连接到配变经济运行分析装置的RS485遥控输出端口上;GPRS无线传输模块在有线网络不能通达的情况下，可以使用中国移动的S頂卡开通GPRS功能，与远方主站进行无线通信，把采集到的数据上传给主站软件。配变经济运行分析装置通过采集第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的电压、电流、功率因数等数据，经过分析计算变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整配变运行方式，达到配电台区变压器经济运行的目的。
[0025]配变经济运行分析装置进行配电变压器经济运行的执行过程如下:
[0026]通过采集配电变压器进线侧电流、功率因数等数据，分析计算配电变压器的总有功功率损耗和负载率，当配变经济运行分析装置发现配电变压器处于非经济运行状态时，配变经济运行分析装置根据如下设置规则对配电变压器进行解列或并列操作，使变压器单独运行或并列运行，以使变压器处于经济运行区间。
[0027]设置规则如下:
[0028](I)、假设两台容量不同的变压器分别为A、B，且A的容量小于B的容量。A、B单独运行的总有功功率损耗分别为Paz和Pbz，A和B并列运行的总有功功率损耗为Pabz;
[0029](2)、令Paz = Pbz，计算A单独运行转B单独运行的临界负载为Sa-b;
[0030](3)、令Paz = Pabz，计算A单独运行转A、B并列运行的临界负载为Sa-ab;
[OO31 ] (4)、令Pbz = Pabz，计算B单独运行转A、B并列运行的临界负载为Sb-ab;
[0032](5)、经过(I)、(2)、(3)、(4)步，形成总有功功率损耗特性曲线如附图3所示。由附图3可以看到:当S在区间O到Sa-b时，变压器A单独运行最经济;S在区间Sa-ab到Sb-ab时，变压器B单独运行最经济;S大于Sb-ab时，变压器A、变压器B并列运行最经济。即变压器A的经济运行区间为O到Sa-b之间；变压器B的经济运行区间为Sa-ab到Sb-ab之间；变压器A、变压器B并列运行的经济运行区间为大于Sb-ab。
[0033]以上显示和描述了本实用新型的主要特征及本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种配电台区配变经济运行分析装置，其特征在于，该配电台区配变经济运行分析装置包括主处理器、RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块，所述RJ45以太网接口、RS232通信模块、RS485遥控输出端口、电源模块、采集模块、电容器投切模块和GPRS无线传输模块均与所述主处理器连接;该配电台区配变经济运行分析装置安装在智能配变经济运行分析系统中，该智能配变经济运行分析系统包括智能配电箱、第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关、第一低压母线、第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线和联络开关;所述第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关和第一低压母线依次串联连接，所述第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线依次串联连接，所述联络开关连接在第一低压母线和第二低压母线之间，所述配变经济运行分析装置连接在所述第一低压总进开关和第二低压总进开关之间;所述第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，所述第一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与所述配变经济运行分析装置的采集端相连;所述配变经济运行分析装置通过采集所述第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的电压、电流以及功率因数数据，经过分析计算变压器的总有功功率损耗和负载率数据，调整配变运行方式，实现配电台区变压器的经济运行。2.根据权利要求1所述的配电台区配变经济运行分析装置，其特征在于，低压总进开关选用具有通信功能的低压智能型断路器，出线漏保开关选用具有漏电保护功能的低压智能断路器，低压总进开关通过硬接点的方式与配电台区配变经济运行分析装置连接，出线漏保开关选用RS485或无线通讯方式与配电台区配变经济运行分析装置进行通信，配电台区配变经济运行分析装置负责采集低压总进开关的电压、电流和功率因数数据，能够对低压总进开关、出线开关以及联络开关发分、合闸命令进行分合操作。3.根据权利要求1或2所述的配电台区配变经济运行分析装置，其特征在于，主处理器采用32位ARM9内核CPU;RJ45以太网接口用于通过有线网络与主站后台进行数据传输；RS232通信模块用于现场调试;RS485遥控输出端口用于与出线漏保开关、低压总进开关进行通信，并对出线漏保开关、低压总进开关和联络开关进行分合闸操作；电源模块用于为装置供电;采集模块负责采集电压、电流和功率因素数据；电容器投切模块用于对电容器进行投切操作;GPRS无线传输模块用于在不具备有线网络的情况下，通过无线网络与远方主站进行无线通信。4.根据权利要求3所述的配电台区配变经济运行分析装置，其特征在于，配变经济运行分析装置的硬件平台采用ARM+DSP架构进行设计，采用ST16C55X系列芯片实现串口的扩展功能，支持十六路RS485，两路独立的以太网接口 ；提供GRPS无线接口模块，其中GPRS支持中国移动，实现在有线网络无法提供的情况下，与远方主站系统进行通讯。5.根据权利要求4所述的配电台区配变经济运行分析装置，其特征在于，第一配电变压器、第一低压总进开关、第一出线漏保开关、第一低压母线、第二配电变压器、第二低压总进开关、第二出线漏保开关、第二低压母线和配变经济运行分析装置均安装在智能配电箱内，联络开关设置在配电室内或箱变内；第一低压总进开关和第二低压总进开关通过硬接点的方式，第一出线漏保开关和第二出线漏保开关通过RS485的方式，分别与配变经济运行分析装置的采集端相连;第一低压总进开关和第二低压总进开关以及第一出线漏保开关和第二出线漏保开关的输出端分别连接到配变经济运行分析装置的RS485遥控输出端口上;GPRS无线传输模块在有线网络不能通达的情况下，使用中国移动的S頂卡开通GPRS功能，与远方主站进行无线通信，把采集到的数据上传给主站软件。
【文档编号】G06Q10/06GK205656659SQ201620419563
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年5月10日 公开号201620419563.9, CN 201620419563, CN 205656659 U, CN 205656659U, CN-U-205656659, CN201620419563, CN201620419563.9, CN205656659 U, CN205656659U
【发明人】徐学均, 徐艳军, 张洪兴, 刘凯, 孙琦超
【申请人】北京泰豪电力科技有限公司