無線智能脫扣的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種無線智能脫扣，其包括用于獲取電網運行信息的電力信息采集模塊，所述電力信息采集模塊與控制電路的輸入端連接，控制電路與無線數據收發模塊連接；控制電路內預先設置有電網整定保護值，控制電路根據電力信息采集模塊傳輸的采集信息得到電力運行信息，并將所述電力運行信息進行存儲；控制電路將電力運行信息與電網整定保護值比較，當電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路通過無線數據收發模塊無線傳輸預警信息，且控制電路提高電力信息采集模塊對電網運行信息的采樣頻率。本發明結構緊湊，能對電力信息檢測分析、故障預警告警以及相關數據的無線收發，確保電網安全可靠運行。
【專利說明】無線智能脫扣
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種脫扣裝置，尤其是一種無線智能脫扣，屬于電力安全保護的【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著智能電網進程的不斷深入，關系著公眾及社會利益的供電系統安全可靠性變得非常重要。如電力變電站，無線電臺基站，鐵路信號系統、醫院、大型商場、高層建筑等都需要高可靠性的供電系統。這就對傳統的中低壓配電設備提出了更高的可靠性要求，同時對電網電力信息的檢測及故障預警、告警提出了更高的要求。
[0003]為了保證電力系統的可靠性，傳統的供電子系統均配備了大量的低壓交流配電設備、有些甚至還配有直流后備電源。這些系統大多采用冗余設計，電源子系統的復雜性越來越高，投資越來越大，但是卻出現了可靠性反而下降的負面影響。而在故障發生的關鍵時亥IJ，電網子系統的預警及保護功能仍可能無法正常發揮作用，甚至會出現某一子系統出現故障時，沒有提前預警和及時告警，子系統不僅沒能得到及時的保護，反而使上級電力系統出現癱瘓，從而使電力系統造成巨大的損失。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種無線智能脫扣，其結構緊湊，能對電力信息檢測分析、故障預警告警以及相關數據的無線收發，確保電網安全可靠運行。
[0005]按照本發明提供的技術方案，所述無線智能脫扣，包括用于獲取電網運行信息的電力信息采集模塊，所述電力信息采集模塊與控制電路的輸入端連接，控制電路與無線數據收發模塊連接；控制電路內預先設置有電網整定保護值，控制電路根據電力信息采集模塊傳輸的采集信息得到電力運行信息，并將所述電力運行信息進行存儲；控制電路將電力運行信息與電網整定保護值比較，當電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路通過無線數據收發模塊無線傳輸預警信息，且控制電路提高電力信息采集模塊對電網運行信息的采樣頻率。
[0006]所述控制電路得到的電力運行信息包括電流值、電壓值、頻率值以及三次諧波。
[0007]所述控制電路的電源端與電源連接，電源還分別提供電力信息采集模塊、無線數據收發模塊的工作電壓。
[0008]電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路還提高無線數據收發模塊傳輸預警信息的頻率；當電力運行信息與電網整定保護值匹配時，控制電路降低電力信息采集模塊對電網運行信息的采樣頻率。
[0009]所述電力信息采集模塊包括羅氏互感器以及信號處理電路，控制電路包括主控芯片，羅氏互感器通過信號處理電路與主控芯片的AD端口連接。
[0010]所述無線數據收發模塊包括射頻收發集成電路，所述射頻收發集成電路與晶體諧振器、控制電路以及天線連接。
[0011]所述無線數據收發模塊以2.4GHz的頻率將預警信息傳輸至上位機內。
[0012]所述控制電路位于電路板上，所述電路板位于脫扣外殼內；所述脫扣外殼包括底殼以及位于底殼上端并與所述底殼匹配連接的上蓋，上蓋與底殼間形成有安裝腔，電路板位于安裝腔內并支撐在底殼上，電路板通過饋線與上蓋內壁上的天線電連接。
[0013]所述底殼內設有電池，所述電池位于電路板的下方，電池與電路板的電源端連接。
[0014]所述底殼安裝支撐在底座上，電力信息采集模塊包括羅氏互感器，羅氏互感器位于脫扣外殼外部，羅氏互感器通過連接導線與電路板電連接。
[0015]本發明的優點:采用羅氏互感器測量電網信息，能夠更加精確的測量電網電力信息；控制電路通過對電力運行信息的存儲，能實時對故障數據記錄，能夠在事后有效的了解和分析事故原因；通過無線數據收發模塊實現實時數據無線收發技術，能夠在后臺觀測到現場的運行情況；控制電路根據比較結果來控制采樣頻率及傳輸頻率，能夠在極短時間內快速計算出故障信息并發出告警信息；通過對電力線纜電流的實時監測與故障分析，確保電網子系統在出現故障前能夠提前發出預警信息并及時發出告警信息。由于獨立于電力系統之外，因此并不會影響到整個系統的安全與運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構框圖。
[0017]圖2為本發明的具體實施框圖。
[0018]圖3為本發明的結構示意圖。
[0019]圖4為圖3的A-A剖視圖。
[0020]附圖標記說明:1_電力信息采集模塊、2-控制電路、3-無線數據收發模塊、4-電源、5-羅氏互感器、6-信號處理電路、7-主控芯片、8-晶體諧振器、9-射頻收發集成電路、10-電池、11-脫扣外殼、12-連接導線、13-上蓋、14-底殼、15-底座、16-天線、17-安裝腔、18-電路板及19-饋線。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0022]如圖1和圖2所示:為了能對電力信息檢測分析、故障預警告警以及相關數據的無線收發，確保電網安全可靠運行，本發明包括用于獲取電網運行信息的電力信息采集模塊1，所述電力信息采集模塊I與控制電路2的輸入端連接，控制電路2與無線數據收發模塊3連接；控制電路2內預先設置有電網整定保護值，控制電路2根據電力信息采集模塊I傳輸的采集信息得到電力運行信息，并將所述電力運行信息進行存儲；控制電路2將電力運行信息與電網整定保護值比較，當電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路2通過無線數據收發模塊3無線傳輸預警信息，且控制電路2提高電力信息采集模塊I對電網運行信息的采樣頻率。
[0023]具體地，控制電路2內預先設置的電網整定保護值為國際標準整定的保護值，在控制電路2將得到的電力運行信息與電網整定保護值進行比較時，電力運行信息與電網整定保護值匹配是指電力運行信息的值位于電網整定保護值的范圍內，電力運行信息與電網整定保護值不匹配是指電力運行信息的值位于電網整定保護值的范圍外；當電力運行信息位于電網整定保護值的范圍內時，電力運行信息與電網整定保護值對應的參數間的差值較小，當電力運行信息位于電網整定保護值的范圍外時，電力運行信息與電網整定保護值對應參數間的差值較大，控制電路2可以根據上述比較結果來判斷是否為故障狀態，當出現故障狀態時，控制電路2通過無線數據收發模塊3進行傳輸預警信息，工作人員在收到預警信息后能及時采集有效措施，提高電網運行的安全性及可靠性。
[0024]所述控制電路2得到的電力運行信息包括電流值、電壓值、頻率值以及三次諧波。本發明實施例中，電力信息采集模塊I檢測獲取電網的電流值，通過轉換后得到電壓值，控制電路2根據所述電壓值能獲得上述電力運行信息，即根據電壓值運算后得到電流值、電壓值、頻率值以及三次諧波值等，控制電路2運算得到電力運行信息的技術手段為本【技術領域】人員所熟知，具體不再贅述。上述電力運行信息與國際標準整定的保護值相對應，通過電力運行信息中的類型與國際標準整定的保護值進行一一對應比較。
[0025]所述控制電路2的電源端與電源4連接，電源4還分別提供電力信息采集模塊1、無線數據收發模塊3的工作電壓。本發明實施例中，電源4可以采用電池10，所述電池10可以采用一次性高溫鋰鉦電池，通過電池10來提供整個脫扣的工作電壓。
[0026]所述無線數據收發模塊3以2.4GHz的頻率將預警信息傳輸至上位機內；無線數據收發模塊3將預警信息傳輸至上位機內，以便實現遠程觀察電網的運行狀態，在具體實施時，無線數據收發模塊3還可以其他無線的形式將預警信息發送至上位機內，無線數據收發模塊3采用其他形式的無線發送為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0027]進一步地，電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路2還提高無線數據收發模塊3傳輸預警信息的頻率；當電力運行信息與電網整定保護值匹配時，控制電路2降低電力信息采集模塊I對電網運行信息的采樣頻率。控制電路2提高無線數據收發模塊3傳輸預警信息的頻率，以便于上位機能更及時有效地接收到預警信息，從而能夠根據預警信息來采取有效措施。當電力運行信息與控制電路2內的電網整定保護值匹配時，則可以認為電網處于安全運行狀態，從能耗等多方面，可以降低電力信息采集模塊I的采樣頻率。此外，控制電路2采用主控芯片7，主控芯片7可以為現有常用的集成電路芯片，主控芯片7內包含了 FLASH ROM，主控電路2可以將傳輸的電力運行信息傳輸至FLASH ROM內，以便于進行后續的故障分析，得到故障造成的原因以及故障產生的時間。
[0028]所述電力信息采集模塊I包括羅氏互感器5以及信號處理電路6，控制電路2包括主控芯片7，羅氏互感器5通過信號處理電路6與主控芯片7的AD端口連接。本發明實施例中，采用羅氏互感器5能夠更加精確地測量電網電力的信息，一般地，羅氏互感器5能獲得電網的電流信息，通過信號處理電路6的轉換及處理后，得到主控芯片7能識別的數字電壓信號，主控芯片7對電壓信號進行運算處理后，即能得到電力運行信息。
[0029]所述無線數據收發模塊3包括射頻收發集成電路9，所述射頻收發集成電路9與晶體諧振器8、控制電路2以及天線16連接。本發明實施例中，射頻收發集成電路9與主控芯片7連接，晶體諧振器8提供射頻收發集成電路9所需的晶振，射頻收發集成電路9通過天線16來進行耦合收發信號。射頻收發集成電路9、晶體諧振器8的具體實現為本【技術領域】人員所熟知，此處不再贅述。
[0030]如圖3和圖4所示，所述控制電路2位于電路板18上，所述電路板18位于脫扣外殼11內；所述脫扣外殼11包括底殼14以及位于底殼14上端并與所述底殼14匹配連接的上蓋13，上蓋13與底殼14間形成有安裝腔17，電路板18位于安裝腔17內并支撐在底殼14上，電路板18通過饋線19與上蓋13內壁上的天線16電連接。
[0031]本發明實施例中，控制電路2以及無線數據收發模塊3均位于電路板18上，即信號處理電路6、主控芯片7以及射頻收發集成電路9與晶體諧振器8均位于電路板18上。
[0032]所述底殼14內設有電池10，所述電池10位于電路板18的下方，電池10與電路板18的電源端連接。所述底殼14安裝支撐在底座15上，電力信息采集模塊I包括羅氏互感器5，羅氏互感器5位于脫扣外殼11外部，羅氏互感器5通過連接導線12與電路板18電連接。
[0033]本發明采用羅氏互感器5測量電網信息，能夠更加精確的測量電網電力信息；控制電路2通過對電力運行信息的存儲，能實時對故障數據記錄，能夠在事后有效的了解和分析事故原因；通過無線數據收發模塊3實現實時數據無線收發技術，能夠在后臺觀測到現場的運行情況；控制電路2根據比較結果來控制采樣頻率及傳輸頻率，能夠在極短時間內快速計算出故障信息并發出告警信息；通過對電力線纜電流的實時監測與故障分析，確保電網子系統在出現故障前能夠提前發出預警信息并及時發出告警信息。由于獨立于電力系統之外，因此并不會影響到整個系統的安全與運行。
【權利要求】
1.一種無線智能脫扣，其特征是:包括用于獲取電網運行信息的電力信息采集模塊(I)，所述電力信息采集模塊(I)與控制電路(2 )的輸入端連接，控制電路(2 )與無線數據收發模塊(3)連接；控制電路(2)內預先設置有電網整定保護值，控制電路(2)根據電力信息采集模塊(I)傳輸的采集信息得到電力運行信息，并將所述電力運行信息進行存儲；控制電路(2)將電力運行信息與電網整定保護值比較，當電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路(2 )通過無線數據收發模塊(3 )無線傳輸預警信息，且控制電路(2 )提高電力信息采集模塊(I)對電網運行信息的采樣頻率。
2.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述控制電路(2)得到的電力運行信息包括電流值、電壓值、頻率值以及三次諧波。
3.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述控制電路(2)的電源端與電源(4)連接，電源(4)還分別提供電力信息采集模塊(I)、無線數據收發模塊(3)的工作電壓。
4.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:電力運行信息與電網整定保護值不匹配時，控制電路(2)還提高無線數據收發模塊(3)傳輸預警信息的頻率；當電力運行信息與電網整定保護值匹配時，控制電路(2)降低電力信息采集模塊(I)對電網運行信息的采樣頻率。
5.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述電力信息采集模塊(I)包括羅氏互感器(5)以及信號處理電路(6)，控制電路(2)包括主控芯片(7)，羅氏互感器(5)通過信號處理電路(6)與主控芯片(7)的AD端口連接。
6.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述無線數據收發模塊(3)包括射頻收發集成電路(9)，所述射頻收發集成電路(9)與晶體諧振器(8)、控制電路(2)以及天線(16)連接。
7.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述無線數據收發模塊(3)以2.4GHz的頻率將預警信息傳輸至上位機內。
8.根據權利要求1所述的無線智能脫扣，其特征是:所述控制電路(2)位于電路板(18)上，所述電路板(18)位于脫扣外殼(11)內；所述脫扣外殼(11)包括底殼(14)以及位于底殼(14)上端并與所述底殼(14)匹配連接的上蓋(13)，上蓋(13)與底殼(14)間形成有安裝腔(17)，電路板(18)位于安裝腔(17)內并支撐在底殼(14)上，電路板(18)通過饋線(19)與上蓋(13)內壁上的天線(16)電連接。
9.根據權利要求8所述的無線智能脫扣，其特征是:所述底殼(14)內設有電池(10)，所述電池(10)位于電路板(18)的下方，電池(10)與電路板(18)的電源端連接。
10.根據權利要求8所述的無線智能脫扣，其特征是:所述底殼(14)安裝支撐在底座(15)上，電力信息采集模塊(I)包括羅氏互感器(5)，羅氏互感器(5)位于脫扣外殼(11)外部，羅氏互感器(5)通過連接導線(12)與電路板(18)電連接。
【文檔編號】G01R31/00GK103995196SQ201410206643
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】沈海平, 胡淼龍, 肖勻, 吳曦, 吳昊 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司無錫供電公司, 浙江維思無線網絡技術有限公司
專業數控銑床產品供應商
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