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通用型农网智能配变终端

阅读：0发布：2020-07-18

专利汇可以提供通用型农网智能配变终端专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及配变终端，尤其是涉及一种通用型农网智能配变终端，所述终端包括主CPU及显示单元、总线板、遥信单元、电源单元、配变检测单元、动态无功补偿单元、遥控单元和GPRS无线通信单元，通过遥信单元采集状态量，配变监测单元采集交流电压、电流信号，遥控单元控制断路器分合闸操作，各功能单元参数的采集方式相对独立，终端使用灵活。该终端即适用于AC380V电压等级的配电变压器，以满足电网中一次设备智能化的需要，又具有测量精度高、功能全面、系统稳定、可适应各种工作环境等特点，为配电变压器的智能化提供了的一个新的途径。，下面是通用型农网智能配变终端专利的具体信息内容。

权利要求

1.通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述终端包括主CPU及显示单元（7）、总线板（8）、遥信单元（1）、电源单元（2）、配变监测单元（3）、动态无功补偿单元（4）、遥控单元（5）和GPRS无线通信单元（6），所述总线板（8）固定安装在终端内部，由六组64针连接器和两组双排插针组成，总线板（8）通过两组双排插针与主CPU及显示单元（7）的输入端连接，遥信单元（1）、电源单元（2）、配变监测单元（3）、动态无功补偿单元（4）、遥控单元（5）和GPRS无线通信单元（6）通过总线板（8）的64针连接器与主CPU及显示单元（7）连接，遥信单元（1）用于采集断路器的开关量状态信号；电源单元（2）为终端提供电源；配变监测单元（3）用于测量变压器进线的交流电流信号和交流电压信号；动态无功补偿单元（4）用于根据主CPU及显示单元的分析结果投切电容器；遥控单元（5）用于控制断路器的分合闸操作；GPRS无线通信单元（6）用于实现GPRS通信及以太网通信，将本地信号上传至主站进行数据统计及分析；主CPU及显示单元（7）用于处理遥信单元（1）和配变监测单元（3）采集的信号，通过遥控单元（5）控制相应断路器分合操作，同时控制GPRS无线通信单元将终端内的有用信息通过GPRS公网上传至主站并将用户关注的重要信息通过显示单元显示。
2.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述遥信单元（1）为有源防浪涌电路，同时遥信单元内置电力载波模块，可利用电力载波进行通信；遥信单元（1）的状态量采集选用直流光耦TLP127进行隔离，可应用于+24V有源遥信量输入的电压场合。
3.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述电源单元（2）采用三相四线制输入电源，输出+5V、±12V、+24V供系统使用。
4.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述配变监测单元（3）选用先进的高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E进行计算各种电能量后，将处理结果传送至主CPU及显示单元（7）。
5.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述动态无功补偿单元（4）通过光耦输出+12V电源用于投切电容器。
6.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述GPRS无线通信单元（6）具有一路以太网通信、一路GPRS公网通信功能，通过SIM卡走公网将主CPU处理的结果以无线通信的方式上传至系统主站进行统计分析，同时该单元集成一路以太网口。
7.如权利要求1所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述主CPU采用
STM32F407IGT6芯片对上、对下进行各种通信，选用FreeRTOS实时操作系统；该显示单元选用欣瑞达低温液晶屏。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的通用型农网智能配变终端，其特征在于，所述终端安装于JP柜中。

说明书全文

通用型农网智能配变终端

技术领域

[0001] 本实用新型涉及配变终端，尤其是涉及一种通用型农网智能配变终端。

背景技术

[0002] 随着国家配电网的智能化改造及技术升级，在城市配电网、小区配电网大力推行以来，陆续在浙江省、江苏省推动农村电网改造工作，2015年山东省也进行了农村电网的改造工作。农村电网配电核心为低压综合配电箱即JP柜，本专利所述的通用型农网智能配变终端则是JP柜的核心单元。目前市场上现有的配变终端存在着测量精度低、无法将本地数据上传至后台主站、无法自动投切电容器、不能在-40℃环境下工作等问题，如何使终端即适用于配电变压器，以满足电网中一次设备智能化的需要，又具有测量精度高、功能全面、系统稳定、可适应各种工作环境等特点，因此，为配电变压器的智能化提供了的一个新的途径。

[0003] 智能配变终端是对配电变压器、进出线开关、剩余电流动作保护器、智能电能表等运行信息进行采集和用户用电信息进行收集的设备。发明内容

[0004] 为解决上述技术问题，对配电变压器的各项参数进行实时监测，通用型农网智能配变终端，所述终端包括主CPU及显示单元（7）、总线板（8）、遥信单元（1）、电源单元（2）、配变监测单元（3）、动态无功补偿单元（4）、遥控单元（5）和GPRS无线通信单元（6），所述总线板（8）固定安装在终端内部，由六组64针连接器和两组双排插针组成，总线板（8）通过两组双排插针与主CPU及显示单元（7）的输入端连接，遥信单元（1）、电源单元（2）、配变监测单元（3）、动态无功补偿单元（4）、遥控单元（5）和GPRS无线通信单元（6）通过总线板（8）的64针连接器与主CPU及显示单元（7）连接，遥信单元（1）用于采集断路器的开关量状态信号；电源单元（2）为终端提供电源；配变监测单元（3）用于测量变压器进线的交流电流信号和交流电压信号；动态无功补偿单元（4）用于根据主CPU及显示单元的分析结果投切电容器；遥控单元（5）用于控制断路器的分合闸操作；GPRS无线通信单元（6）用于实现GPRS通信及以太网通信，将本地信号上传至主站进行数据统计及分析；主CPU及显示单元（7）用于处理遥信单元（1）和配变监测单元（3）采集的信号，通过遥控单元（5）控制相应断路器分合操作，同时控制GPRS无线通信单元将终端内的有用信息通过GPRS公网上传至主站并将用户关注的重要信息通过显示单元显示。

[0005] 进一步地，所述遥信单元（1）为有源防浪涌电路，同时遥信单元内置电力载波模块，可利用电力载波进行通信；遥信单元（1）的状态量采集选用直流光耦TLP127进行隔离，可应用于+24V有源遥信量输入的电压场合。

[0006] 进一步地，所述电源单元（2）采用三相四线制输入电源，输出+5V、±12V、+24V供系统使用。

[0007] 进一步地，所述配变监测单元（3）选用先进的高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E进行计算各种电能量后，将处理结果传送至主CPU及显示单元（7）。

[0008] 进一步地，所述动态无功补偿单元（4）通过光耦输出+12V电源用于投切电容器。

[0009] 进一步地，所述遥控单元（5）通过拥有大容量节点250V/5A的继电器驱动外部电气回路。

[0010] 进一步地，所述GPRS无线通信单元（6）具有一路以太网通信、一路GPRS公网通信功能，通过SIM卡走公网将主CPU处理的结果以无线通信的方式上传至系统主站进行统计分析，同时该单元集成一路以太网口。

[0011] 进一步地，所述主CPU采用STM32F407IGT6芯片对上、对下进行各种通信，选用FreeRTOS实时操作系统；该显示单元选用欣瑞达低温液晶屏。

[0012] 进一步地，所述终端安装于JP柜中。

[0013] 本实用新型的有益效果为：本实用新型提供了一种通用型农网智能配变终端，通过遥信单元采集状态量，配变监测单元采集交流电压、电流信号，遥控单元控制断路器分合闸操作，各功能单元参数的采集方式相对独立，终端使用灵活。该终端即适用于AC380V电压等级的配电变压器，以满足电网中一次设备智能化的需要，又具有测量精度高、功能全面、系统稳定、可适应各种工作环境等特点，为配电变压器的智能化提供了的一个新的途径。附图说明

[0014] 图1为本实用新型终端连接示意图；

[0015] 图2和图3为本实用新型终端结构示意图；

[0016] 如图1、图2和图3所示，遥信单元1，电源单元2，配变监测单元3，动态无功补偿单元4，遥控单元5，GPRS无线通信单元6，主CPU及显示单元7，总线板8，JP柜9。

具体实施方式

[0017] 如图1 3所示，本实用新型为通用型农网智能配变终端，该终端安装于JP柜9中，所~述终端包括主CPU及显示单元7、总线板8、遥信单元1、电源单元2、配变监测单元3、动态无功补偿单元4、遥控单元5和GPRS无线通信单元6，所述总线板8焊接与终端内部，由六组64针连接器和两组双排插针组成，总线板8通过两组双排插针与主CPU及显示单元7的输入端连接，遥信单元1、电源单元2、配变监测单元3、动态无功补偿单元4、遥控单元5和GPRS无线通信单元6通过总线板8与主CPU及显示单元7连接，所述遥信单元1为有源防浪涌电路，用于采集断路器的开关量状态信号，可大大提高终端在不同应用场合的抗雷击能力，同时遥信单元内置电力载波模块，可利用电力载波进行通信；遥信单元1的状态量采集选用直流光耦TLP127进行隔离，可应用于+24V有源遥信量输入的电压场合；

[0018] 电源单元2为终端提供电源，采用三相四线制输入电源，输出+5V、±12V、+24V供系统使用；

[0019] 配变监测单元3选用先进的高精度三相电能专用计量芯片ATT7022E进行计算各种电能量后，将处理结果传送至主CPU及显示单元（7），用于测量变压器进线的交流电流、交流电压等信号，使交流电压、交流电流量的测量精度在约定的测量范围内高达0.2%；

[0020] 动态无功补偿单元4用于根据主CPU及显示单元的分析结果投切电容器，通过光耦输出+12V电源用于投切电容器；

[0021] 遥控单元5通过拥有大容量节点（250V/5A）的继电器驱动外部电气回路，用于控制断路器的分合闸操作；

[0022] GPRS无线通信单元6具有一路以太网通信、一路GPRS公网通信功能，可满足农网智能配变终端不同应用场合的通信需求；通过SIM卡走公网将主CPU处理的结果以无线通信的方式上传至系统主站进行统计分析，同时该单元集成一路以太网口，用于实现GPRS通信及以太网通信，将本地信号上传至主站进行数据统计及分析；

[0023] 主CPU及显示单元7用于处理遥信单元1和配变监测单元3采集的信号，通过遥控单元5控制相应断路器分合操作，同时控制GPRS无线通信单元将终端内的有用信息通过GPRS公网上传至主站并将用户关注的重要信息通过显示单元显示。所述主CPU采用STM32F407IGT6芯片对上、对下进行各种通信，选用FreeRTOS实时操作系统；该显示单元选用欣瑞达低温液晶屏，可在-45℃的超低温条件下正常工作，能够满足农网智能配变终端极端应用场合-45℃-+70℃的宽温工作要求。

[0024] 终端运行时，低压综合配电箱内的三相四线制电源通过电源单元2为终端供电；终端通过遥信单元1采集各断路器的分合位状态；通过配变监测单元3采集交流电压、电流信号，这种方式不会改变变压器的内部结构，既保证了有用信号的采集，又避免了直接与一次设备相连造成的影响。当配电变压器的进出线发生故障时，终端会采集到异常信号，并通过遥信单元1、配变监测单元3的适当处理后传送到主CPU及显示单元7，主CPU及显示单元7将采集到的数据进行滤波、分析并经过一系列算法处理后判断出相应故障类型，然后将终端的保护动作以CAN通信的方式传送到动态无功补偿单元4以投切各路电容器或通过遥控单元5控制各路断路器分合闸操作。同时，主CPU及显示单元7将判断及处理结果通过GPRS无线通信单元6上传至系统主站进行统计和数据分析，同时将实时的数据在低温液晶屏上进行显示，以方便用户查看和操作。

[0025] 本实用新型提供了一种通用型农网智能配变终端，终端融合了测量、控制、保护、通讯、计算机等多项新技术实现了台区综合自动化。它集遥信单元、电源单元、配变监测单元、动态无功补偿单元、遥控单元、GPRS无线通信单元等多项功能于一体，能够实现电网的平稳运行，提高了供电的可靠性。通过遥信单元采集状态量，通过配变监测单元采集交流电压、电流信号，通过遥控单元控制断路器分合闸操作，各功能单元参数的采集方式相对独立，终端使用灵活。该终端即适用于AC380V电压等级的配电变压器，以满足电网中一次设备智能化的需要，又具有测量精度高、功能全面、系统稳定、可适应各种工作环境等特点，为配电变压器的智能化提供了的一个新的途径。

[0026] 上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

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