智能中級保護器及其分體式低壓電力保護系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電網低壓配電系統，更特定言之，本實用新型涉及一種智能中級保護器以及一種低壓配電網的分體式保護系統。
【背景技術】
[0002]剩余電流動作保護器作為農村低壓配電網關鍵的用電安全保護設備，到目前為止國內農村低壓配電網已經基本安裝使用剩余電流動作保護器。傳統的剩余電流動作保護器大部分屬于本地顯示及操作的就地保護設備。國內低壓配電臺區已安裝的剩余電流動作保護器，因缺乏專門用于剩余電流動作保護器網絡通信設備，暫還未開始將低壓配電臺區的智能中級保護器納入信息化系統進行管理，近些年隨著農村低壓配電網基礎建設水平的提高，通信技術的進步，從對電網的安全運行角度出發，需要將中級保護器設備納入信息化系統監控管理。
[0003]在低壓配電系統中裝設漏電保護器是為了避免人身電擊事故和漏電事故、電氣設備損壞事故的有效措施，在采用TT系統的低壓電力網中，應當裝設漏電總保護和漏電末級保護。
[0004]隨著智能電網的建設進度加快，全面監控農村低壓配電網的線路、電流、狀態等需求迫切。為實現漏電提前多級預警、保護器狀態全面監控、供電線路故障定位智能化、實現主動式搶修服務、提高農村配電網的供電可靠性進行該設備的研宄。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型實施例填補了用于農網配電臺區將智能中級保護器接入并匯總整個臺區所安裝的智能中級保護器數據信息的接收裝置和匯總管理裝置通訊適配器。通過中繼模塊與通訊適配器的組合使用能夠將智能中級保護器的運行數據和狀態上傳至信息系統管理。能夠實現臺區中級保護器的閘位狀態量、漏電電流值、各分支線路的負荷、運行狀況、設備運行總時間、漏電保護投運狀態、分支線路三相不平衡等情況能夠在遠程主站系統上監測，通過智能中級保護器、中繼模塊、通訊適配器的結合，填補了智能中級保護器設備無法接入遠程主站系統對農網低壓配電網應用的空白。
[0006]采用本實用新型后的有益效果:因為智能中級保護器安裝在低壓配電網的線路中，遠離臺區配電房、現場也無法進行有效的通訊手段，過去電力公司的管轄的配電臺區所安裝的智能中級保護器基本上屬于就地查看、控制等產品。研發一種可以接入智能中級保護器的中繼模塊與通訊適配器組合。
[0007]本實用新型實施例的具體設計方案為:
[0008]技術方案1:智能中級保護器，連接于低壓電力系統總保護級與末端保護級之間，包括:
[0009]控制芯片，用于設定第一磁通閾值Hl和第二磁通閾值H2，根據這兩個閾值來判斷本智能中級保護器的開關狀態；
[0010]第一動態開關，連接于所述控制芯片與至少一個總保護級之間，以接通或斷開本智能中級保護器與總保護級之間的電力線；
[0011]第一電磁感應電路，用于感應來自總保護級電力線上的不平衡電流，它連接所述第一動態開關，并根據所述控制芯片來導通或斷開所述第一動態開關；
[0012]其中在控制芯片檢測到所述不平衡電流超出第一磁通閾值Hl而未超出第二磁通閾值H2時，在第一預設時段后切斷第一動態開關；以及
[0013]第二動態開關，連接于所述控制芯片與至少一個末端保護級之間，以接通或斷開本智能中級保護器與末端保護級之間的電力線；
[0014]第二電磁感應電路，用于感應來自末端保護級電力線上的不平衡電流，它連接所述第二動態開關，并根據所述控制芯片來導通或斷開所述第二動態開關；
[0015]其中在控制芯片檢測到所述不平衡電流超出第二磁通閾值H2時，在第二預設時段后切斷第二動態開關。
[0016]在一個實施例中，進一步地在所述控制芯片上耦合一個告警部件，用于根據第一磁通閾值Hl或第二磁通閾值H2輸出告警信號給遠端的電力營運單位。
[0017]在一個實施例中，所述電力線包括單相火線和單相中性線，或者三相火線，或者三相火線和中性線。
[0018]技術方案2:分體式低壓電力保護系統，它包括漏電保護端和通訊端，其中漏電保護端包括技術方案I所述的智能中級保護器，以及連接至少一個此智能中級保護器的中繼器，通訊端包括連接所述智能中級保護器的通訊適配器，以及與之連接的智能配變終端，其中所述智能中級保護器通過RS485總線與中繼器進行數據傳輸，所述中繼器通過GPRS水平通訊方式與安裝在各個臺區中的通訊適配器進行數據交互，所述通訊適配器通過RS485總線向智能配變終端進行數據上傳，所述智能配變終端將配電數據傳輸給遠端電力營運單位。
[0019]在一個實施例中，在通訊適配器中設置唯一的終端邏輯IP地址，對應于遠端電力營運單位的剩余電流保護器監測系統中資產管理單元。
[0020]在一個實施例中，在通訊適配器中設置唯一的終端邏輯IP地址，對應于所述通訊適配器讀取的中繼器SIM卡。
[0021]在一個實施例中，設計所述通訊適配器以自動建立各個智能中級保護器處的測量點參數，在新增智能中級保護器時自動新增測量點信息，并在移除所述智能中級保護器時自動刪除其測量點。
[0022]在一個實施例中，所述測量點參數包括各個智能中級保護器的控制芯片中的預設IP地址，以及對應的中繼器SM卡串號。
[0023]在另一個實施例中，設計所述通訊適配器以在智能中級保護器的測量點參數變更時，向所述剩余電流保護器監測系統發送請求，以變更所述測量點的有效標志位和變更標志位置位。
[0024]在一個實施例中，設計所述中繼器以:自動讀取通訊適配器的SM卡串口 ；自動搜尋智能中級保護器的IP地址；然后更改每一智能中級保護器的IP地址。本實用新型是利用臺區已安裝的智能公變終端是通訊適配器上行的通信通道，利用公變終端的通信通道將分體式智能中級保護器的相關信息上送至管理系統，能夠有效的利用低壓配電臺區已有的設備、共享已經建設完成且運行穩定的電力GPRS專用通信通道。中繼模塊與通訊適配器之間采用GPRS水平通信。將所有中繼模塊所采集的智能中級保護器數據全部匯總至通訊適配器。實現低壓配電臺區分體式智能中級保護器全部納入信息化系統管理、提高人工作業水平和效率、實現設備運行狀態監控、設備壽命管理、低壓配電網出線數據集約管理等。能有效提前預防因線路漏電或電氣漏電威脅到人身財產安全的隱患。該組合通訊方式的實用新型對電網的穩定運行、故障時的主動式搶修服務、低壓配電網三相不平衡的調配、電氣設備的質量、壽命、超期不進行漏電試驗等都能夠在第一時間進行發現、從而降低電網平穩運行的經濟成本。
[0025]低壓配電臺區安裝智能中級保護器的意義:隨著智能電網的建設加快，近些年在低壓配電臺區一級保護器(總保護器)基本全面已經覆蓋完成，按照國家相關配置原則和為了提高供電可靠性，使總保的投運率爭取達到100%，已成為當前急需解決的問題，然而安裝二級保護即中級保護器，將停電范圍縮小是行之有效的解決方案。通過安裝智能中級保護器后，因為智能中級保護器與智能總保的在極限不驅動時間參數與總保有時間差，所以漏電跳閘不會影響整個臺區的用戶用電能夠有效的提高供電可靠性，保護人身財產設備安全。
[0026]現場設備連接:智能中級保護器通過RS-485連接線與中繼模塊進行數據傳輸，中繼模塊利用GPRS水平通信方式與安裝在臺區中的通訊適配器進行數據交互，通訊適配器再通過RS-485通信連接線與智能公變終端進行數據上傳，最后通過智能公變終端GPRS通信通道將智能分體式智能中級保護器遠傳至監測系統。
[0027]通訊適配器、中繼模塊是用于接入中級保護器的設備，每個臺區安裝一臺通訊適配器，每個中級保護器處安裝一臺中繼模塊，通訊適配器與原有的智能配變終端通過RS-485級聯，通訊適配器借助智能配變終端的GPRS通道與主站交互。通訊適配器與中繼模塊帶有GPRS模塊，兩者通過GPRS進行通信。中繼模塊與中級保護器之間通過RS-485通信。
[0028]通訊適配器具有以下功能:通訊適配器應有全省唯一的終端邏輯地址，并在剩余電流保護器監測系統中做資產管理；通訊適配器應能讀取SM的IP地址，并上報監測系統；通訊適配器應能自動建立并維護測量點參數，包括中級保護器地址、對應中繼模塊SM卡串號等信息；中級保護器新增時通訊適配器應能自動新增測量點，中級保護器通信中斷15天時通訊適配器自動刪除該測量點通訊適配器測量點參數變更時，應能向監測系統上報測量點變更事件，并在測量點有效標志位和變更標志位置位。
[0029]中繼模塊具有以下功能:中繼模塊應能自動讀取SIM卡串口；中繼模塊具有自動搜尋中級保護器功能，不需要設置中級保護器相關通信參數；中繼模塊新裝時，需設置對應通訊適配器IP地址
[0030]公共移動網絡承擔起通訊適配器與中級模塊之間的通訊連接。每個中繼模塊和通訊適配器都有靜態獨立的IP地址及通訊端口，第一次裝接時，先讀取出通訊適配器的ip地址及端口號，作為本臺區連接智能中級保護器的中繼模塊要通信發送數據地