架空线户外合环换电监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种监测系统，尤其涉及一种架空线户外合环换电监测系统。

背景技术：

随着双电源供电方式广泛地在配电系统中采用，电源切换与负荷转供方式是否影响供电连续性，成为供电企业关注的问题，此前的换电方式都采用备用电源自动投入方式，电源切换时都会让用户感受到一次停电的过程，为了保证供电的连续性、可靠性，克服换电过程对用户停电的影响，合环换电方式成为供电企业提高配电网络连续性的有效措施，其合环操作的安全性受到越来越多供电企业的重视。

合环操作的安全性主要取决于合环冲击电流的预测及合环瞬间电压幅值、相位的准确测量，而此前基于潮流分析软件中的合环预测软件模块由于计算的依据是SCADA系统每隔15分钟采集的电流、电压数据，以及系统中各元件阻抗参数型也是采用设计参数与实测参数相差较大，因而预测出的合环稳态电流与合环冲击电流不准确，不能依据其预测结果作出是否处于合环最佳时机的判别，往往可能导致局部线路过负荷引起合环时环路中保护误动，过负荷热积累引起局部绝缘下降，导致设备故障。

为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种架空线户外合环换电系统，能够对待合环的断路器的两侧的合环电压参数进行实时采集和监测，并实时判断合环条件，从而能够准确把握合环换电的时机，从而确保合环操作的安全性，而且，减少了人员登杆观测及采用操作杆操作合环的劳动强度，避免了不恰当的合环换电导致的冲击电流致使线路保护误动作，提高电力系统的安全性和可靠性。

本实用新型提供的一种架空线户外合环换电系统，包括用于采集柱式断路器两端电压的电压采集单元、处理单元、隔离输出电路、电源单元、手持终端以及远程管理单元；

所述电压采集单元的输出端与处理单元连接，所述处理单元的控制输出端与隔离输出电路的控制输入端连接，所述隔离输出电路接收处理电源的控制信号控制柱式断路器的继电器动作，所述电源单元向处理单元供电，所述处理电路通过无线传输模块与手持终端和远程管理单元通信连接，所述手持终端与远程管理单元通信连接。

进一步，所述电压采集单元包括两个电压互感器、放大电路、滤波电路以及模数转换电路；

所述电压互感器的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与处理单元连接。

进一步，所述隔离输出电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1以及光耦U1；

所述电阻R1的一端作为隔离输出电路的控制输入端连接于处理单元，电阻R1的另一端连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接5V电源，所述三极管Q1的发射极与光耦U1的发光二极管的正极连接，光耦U1的发光二极管的负极接地，光耦U1的光敏三极管的集电极与柱式断路器的继电器J1的绕组线圈的一端连接，绕组线圈的另一端通过电阻R3接24V电源，光耦U1的光敏三极管的发射极接地。

进一步，所述处理单元为单片机。

进一步，所述无线传输模块包括蓝牙传输模块Ⅰ和电力无线专网模块，所述处理单元通过蓝牙蓝牙传输模块Ⅰ与手持终端通信连接，处理单元通过电力无线专网模块与远程管理单元通信连接。

进一步，所述手持终端包括处理电路、显示屏、蓄电池以及蓝牙传输模块Ⅱ；所述显示屏和处理电路连接，所述处理电路通过蓝牙传输模块Ⅱ与处理电路通信连接，所述蓄电池为处理电路和显示屏提供工作用电。

进一步，所述供电单元包括电池管理电路和锂电池，所述电池管理电路与中央处理电路通信连接，所述电池管理电路与锂电池连接，所述锂电池提供5V直流电。

本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够对待合环的断路器的两侧的合环电压参数进行实时采集和监测，并实时判断合环条件，从而能够准确把握合环换电的时机，从而确保合环操作的安全性，而且，减少了人员登杆观测及采用操作杆操作合环的劳动强度，避免了不恰当的合环换电导致的冲击电流致使线路保护误动作，提高电力系统的安全性和可靠性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的电气结构原理框图。

图2为本实用新型的隔离输出单元电路原理图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明：

本实用新型提供的一种架空线户外合环换电系统，包括用于采集柱式断路器两端电压的电压采集单元、处理单元、隔离输出电路、电源单元、手持终端以及远程管理单元；

所述电压采集单元的输出端与处理单元连接，所述处理单元的控制输出端与隔离输出电路的控制输入端连接，所述隔离输出电路接收处理电源的控制信号控制柱式断路器的继电器动作，所述电源单元向处理单元供电，所述处理电路通过无线传输模块与手持终端和远程管理单元通信连接，所述手持终端与远程管理单元通信连接；其中，处理电源采用现有的单片机，比如89C51单片机、STM32单片机，本领域技术人员根据单片机的规格说明即可完成电路搭接，属于现有技术，在此不加以赘述，所述柱式断路器采用现有的电控断路器；通过上述结构，能够对待合环的断路器的两侧的合环电压参数进行实时采集和监测，并实时判断合环条件，从而能够准确把握合环换电的时机，从而确保合环操作的安全性，而且，减少了人员登杆观测及采用操作杆操作合环的劳动强度，避免了不恰当的合环换电导致的冲击电流致使线路保护误动作，提高电力系统的安全性和可靠性。

本实施例中，所述电压采集单元包括两个电压互感器、放大电路、滤波电路以及模数转换电路；

所述电压互感器的输出端与放大电路的输入端连接，放大电路的输出端与滤波电路的输入端连接，滤波电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与处理单元连接，由于电压互感器输出的电压信号仍然较小，难以识别，通过放大电路进行相应的功率放大，从而便于后续处理识别，滤波电路用于对电压信号的低频信号进行滤波，模数转换电路将电压互感器输出的模拟信号转换成处理单元能够识别的数字信号。

本实施例中，所述隔离输出电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、三极管Q1以及光耦U1；

所述电阻R1的一端作为隔离输出电路的控制输入端连接于处理单元，电阻R1的另一端连接于三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极接5V电源，所述三极管Q1的发射极与光耦U1的发光二极管的正极连接，光耦U1的发光二极管的负极接地，光耦U1的光敏三极管的集电极与柱式断路器的继电器J1的绕组线圈的一端连接，绕组线圈的另一端通过电阻R3接24V电源，光耦U1的光敏三极管的发射极接地，通过上述结构，将处理单元与断路器之间的进行电气隔离，从而对处理单元进行良好的保护，其原理是：处理单元控制三极管Q1饱和导通，光耦U1得电，光耦U1的光敏三极管导通控制继电器动作。

本实施例中，所述无线传输模块包括蓝牙传输模块Ⅰ和电力无线专网模块，所述处理单元通过蓝牙蓝牙传输模块Ⅰ与手持终端通信连接，处理单元通过电力无线专网模块与远程管理单元通信连接，通过这种结构，利于处理单元和手持终端以及远程管理单元进行通信及数据交互，其中，电力无线专网模块为LTE230无线模块，也可以采用现有的GPRS传输模块或者4G模块进行相应的替代。

本实施例中，所述手持终端包括处理电路、显示屏、蓄电池以及蓝牙传输模块Ⅱ；所述显示屏和处理电路连接，所述处理电路通过蓝牙传输模块Ⅱ与处理电路通信连接，所述蓄电池为处理电路和显示屏提供工作用电，显示屏采用触控屏，通过上述结构，利于巡线工作人员进行相应的操控。

本实施例中，所述供电单元包括电池管理电路和锂电池，所述电池管理电路与中央处理电路通信连接，所述电池管理电路与锂电池连接，所述锂电池提供5V直流电，其中，电源管理电路采用现有的电池管理芯片组成，属于现有技术，在此不加以赘述。

以下对本实用新型的原理做出进一步说明：

电压互感器采集到电压信号后，输入到处理单元中，处理单元对数据进行相应的协议处理，并将监测数据发送至远程管理单元中，远程管理单元由服务器、与服务器连接的显示器以及与服务器连接的键盘组成，远程的工作人员通过实时数据判断当前是否为合适的合环换电时机，如是，则通过服务器、处理单元远程控制柱式断路器的继电器动作，实现合环换电，否则，继续等待正确时机。

巡线工作人员通过手持终端与处理单元通信连接，当然，手持终端中有在服务器注册合格的许可码，在连接过程中，处理单元通过验证许可码实现与手持终端的通信连接，巡线工作人员也可以通过手持终端控制处理单元进行合环换电等操作，从而无需攀爬杆塔；为了对巡线工作人员进行相应的监督，手持终端还设置有GPS定位电路以及4G传输模块，GPS定位电路与处理电路连接，处理电路通过4G模块与服务器通信连接，实现对巡线的工作人员的位置、向处理电路的输入命令等进行监督，从而防止误操作；手持终端还用于获取锂电池的电量状态，并判断是否需要进行电池更换操作。

上述原理仅仅是为了帮助本领域技术人员对本实用新型的技术方案的理解以及技术方案的实现，并非是本实用新型的改进目标。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。