專利名稱：預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)付費(fèi)裝置，具體地說是一種預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元。
背景技術(shù)：
為了適應(yīng)用電管理工作的需要，供電部門推廣用戶安裝IOkV高壓預(yù)付費(fèi)計(jì)量裝置，預(yù)付費(fèi)計(jì)量裝置適于戶外柱上安裝，以高壓真空斷路器為主體，內(nèi)部嵌入高壓計(jì)量互感器，側(cè)面開孔，將互感器二次線和斷路器的二次控制信號(hào)線引入側(cè)面的控制箱內(nèi)，側(cè)孔經(jīng)過防水、密封處理與側(cè)面的控制箱連在一起，預(yù)付費(fèi)電能表放在側(cè)面的控制箱內(nèi)。當(dāng)用戶預(yù)購電費(fèi)達(dá)到設(shè)定值時(shí)預(yù)付費(fèi)電表節(jié)點(diǎn)動(dòng)作，預(yù)付費(fèi)裝置的斷路器跳閘切斷用戶電源。預(yù)付費(fèi)裝置由于安裝距離用戶變電站較遠(yuǎn)，保護(hù)單元和預(yù)付費(fèi)電表的過流保護(hù)動(dòng)作、短路保護(hù)動(dòng)作、零序保護(hù)動(dòng)作、預(yù)購電費(fèi)余額低等報(bào)警信號(hào)、預(yù)購電費(fèi)為零斷路器跳閘信號(hào)用戶無法及時(shí)知道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種充分利用高壓真空斷路器， 在用戶設(shè)備故障時(shí)，迅速切斷電源的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元。該保護(hù)單元不僅充分利用預(yù)付費(fèi)計(jì)量裝置，也提高了供電線路的可靠性。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，在預(yù)付費(fèi)計(jì)量裝置不增加保護(hù)互感器的情況下，解決計(jì)量互感器用于保護(hù)回路。計(jì)量互感器的鐵心磁飽和系數(shù)也比較小，在設(shè)備短路時(shí)，計(jì)量級(jí)的互感器已經(jīng)磁飽和，只能反應(yīng)超過互感器額定值120%以內(nèi)的過電流值，一般短路電流都在額定電流5倍以上，所以計(jì)量互感器就不能線性反應(yīng)短路電流值。通過分析短路時(shí)有兩個(gè)特點(diǎn)一是，電流大，二是，電壓低。利用計(jì)量互感器線性過電流最大值和低電壓最小值復(fù)合作用實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)功能；在預(yù)付費(fèi)裝置的出線電纜安裝零序CT實(shí)現(xiàn)零序電流檢測，實(shí)現(xiàn)零序過流保護(hù)功能；給預(yù)付裝置電源回路安裝UPS不間斷電源不僅提高回路電源穩(wěn)定性，也解決用戶設(shè)備故障時(shí)電壓很低開關(guān)正常跳閘問題。其結(jié)構(gòu)包括電壓互感器、電壓采集模塊、電流互感器、電流采集模塊、預(yù)付費(fèi)電表、 存儲(chǔ)器、CPU、開關(guān)電源、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路1)電壓互感器通過電壓采集模塊與CPU相連接；2)電流互感器通過電流采集模塊與CPU相連接；3)預(yù)付費(fèi)電表、存儲(chǔ)器、開關(guān)電源、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路分別與 CPU相連接；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路包括電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)購電費(fèi)余額低報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)購電費(fèi)余額為零報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路與信號(hào)發(fā)射模塊相連接。上述CPU還通過零序電流采集模塊與零序互感器相連接；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路還包括零序電流驅(qū)動(dòng)電路。上述信號(hào)發(fā)射模塊為無線信號(hào)發(fā)射模塊，與無線接收模塊相對(duì)應(yīng)。上述開關(guān)電源與UPS相連接，預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)與UPS相連接。上述CPU還與輸入模塊和顯示模塊相連接。本發(fā)明的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元與現(xiàn)有技術(shù)相比，所產(chǎn)生的有益效果是本發(fā)明利用預(yù)付費(fèi)裝置的互感器、斷路器等元件，設(shè)計(jì)一種預(yù)付費(fèi)裝置綜合保護(hù)單元，具有短路保護(hù)功能、過流保護(hù)功能、零序過流保護(hù)功能、無線通訊功能等，使預(yù)付費(fèi)裝置具有保護(hù)功能。能在減少預(yù)付費(fèi)客戶投資的情況下，實(shí)現(xiàn)客戶設(shè)備的保護(hù)功能，同時(shí)也提高了供電可靠性。


附圖1為本發(fā)明的流程框圖；附圖2為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、輸入模塊，2、顯示模塊，3、電壓互感器，4、電壓采集模塊，5、電流互感器，6、電流采集模塊，7、零序互感器，8、零序電流采集模塊，9、預(yù)付費(fèi)電表，10、存儲(chǔ)器，11、CPU，12、開關(guān)電源，13、UPS, 14、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)，15、無線發(fā)射模塊，16、無線接收模塊，17、信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元作以下詳細(xì)地說明。如附圖1所示，本發(fā)明的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其結(jié)構(gòu)包括輸入模塊1、顯示模塊 2、電壓互感器3、電壓采集模塊4、電流互感器5、電流采集模塊6、零序互感器7、零序電流采集模塊8、預(yù)付費(fèi)電表9、存儲(chǔ)器10、CPU11、開關(guān)電源12、UPS13、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14、 無線信號(hào)發(fā)射模塊15、無線接收模塊16和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路17，上述電壓互感器3通過電壓采集模塊4與CPUll相連接，電流互感器5通過電流采集模塊6與CPUll相連接，零序互感器 7通過零序電流采集模塊8與CPUll相連接；輸入模塊1、顯示模塊2、預(yù)付費(fèi)電表9、存儲(chǔ)器10、開關(guān)電源12、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路17分別與CPUll相連接；上述 UPS13分別與開關(guān)電源12和預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14相連接；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路17與無線信號(hào)發(fā)射模塊15相連，無線信號(hào)發(fā)射模塊15則與無線接收模塊16相對(duì)應(yīng)。上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路17包括電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、零序電流驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)購電費(fèi)余額低報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)購電費(fèi)余額為零報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。如附圖2所示上述輸入模塊1 (如輸入鍵盤)和顯示模塊2 (如顯示器)組成保護(hù)單元的控制顯示電路，用來給保護(hù)單元輸入定值、查看報(bào)告、顯示數(shù)據(jù)等功能。上述電壓互感器3和電壓采集模塊4組成保護(hù)單元的電壓采集電路。電壓采集模塊4的VAC-I或VAC-2采集電壓，接到CPUll的輸入端1腳和2腳；當(dāng)采集電壓低于或等于設(shè)定電壓值時(shí)，CPUll程序比較運(yùn)算后延時(shí)沈腳輸出跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器K1，K1-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作YFFKG斷路器跳閘，實(shí)現(xiàn)過短路跳閘功能。同時(shí)CPUll的M腳輸出短路保護(hù)動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器K3，K3-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作通過無線信號(hào)發(fā)射模塊15發(fā)射短路保護(hù)動(dòng)作跳閘信號(hào)。上述電流互感器5、電流采集模塊6組成保護(hù)單元的電流采集電路。電流采集模塊6的IAC-I或IAC2采集電流，接到CPUll的輸入端3腳和4腳，當(dāng)采集電流大于或等于設(shè)定電流值時(shí)，CPUll內(nèi)部程序比較運(yùn)算后延時(shí)沈腳輸出跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器K1，K1-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作YFFKG斷路器跳閘，實(shí)現(xiàn)過電流跳閘功能。同時(shí)CPUll的25腳輸出過電流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ2，Κ2-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作通過無線信號(hào)發(fā)射模塊15發(fā)射過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘信號(hào)。上述零序互感器7、零序電流采集模塊8組成保護(hù)單元的零序過電流采集電路。零序電流采集模塊8的IAC-3采集零序電流，接到CPUll的輸入端5腳，當(dāng)采集零序電流大于或等于設(shè)定電流值時(shí)，CPUll內(nèi)部程序比較運(yùn)算后延時(shí)沈腳輸出跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ1， Kl-I節(jié)點(diǎn)動(dòng)作YFFKG斷路器跳閘，實(shí)現(xiàn)過零序電流跳閘功能。同時(shí)CPUll的23腳輸出零序電流保護(hù)動(dòng)作信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ4，Κ4-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作通過無線信號(hào)發(fā)射模塊15發(fā)射過電流保護(hù)動(dòng)作跳閘信號(hào)。預(yù)付費(fèi)電表9預(yù)購電費(fèi)低報(bào)警信號(hào)和預(yù)購電費(fèi)為零斷路器跳閘信號(hào)，輸入到保護(hù)單元組成預(yù)購電費(fèi)報(bào)警采集電路。預(yù)付費(fèi)電表9的YFFDB-3預(yù)付費(fèi)電表報(bào)警節(jié)點(diǎn)，接到CPUll的輸入端38腳，當(dāng)預(yù)購電費(fèi)余額等于或低于設(shè)定值時(shí)CPUll內(nèi)部程序比較運(yùn)算后22腳輸出預(yù)購電費(fèi)低報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ5，Κ5-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作通過無線信號(hào)發(fā)射模塊15發(fā)射預(yù)購電費(fèi)余額低報(bào)警信號(hào)。預(yù)付費(fèi)電表9的YFFDB-I預(yù)購電費(fèi)余額為零斷路器跳閘信號(hào)節(jié)點(diǎn)，接到CPUll的輸入端39腳，當(dāng)預(yù)購電費(fèi)余額為零時(shí)CPUll內(nèi)部程序比較運(yùn)算后沈腳輸出跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ1，Κ1-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作YFFKG斷路器跳閘，同時(shí)CPUll的21腳輸出預(yù)購電費(fèi)余額為零斷路器跳閘信號(hào)驅(qū)動(dòng)繼電器Κ6，Κ6-1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作通過無線信號(hào)發(fā)射模塊15發(fā)射預(yù)購電費(fèi)余額為零斷路器跳間信號(hào)。上述存儲(chǔ)器10用來存放保護(hù)單元的各種數(shù)據(jù)。上述CPUll是保護(hù)單元的中央處理器，根據(jù)輸入量的變化經(jīng)程序運(yùn)算后輸出驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍元件，CPU采用16位或32位的ARM嵌入式單片機(jī)，可以采用8位的51系列單片機(jī)。上述UPS13連接保護(hù)單元的開關(guān)電源12和預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14 (斷路器)，在電壓低時(shí)給開關(guān)電源12和預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14提供穩(wěn)定電源，開關(guān)電源12給保護(hù)單元提供穩(wěn)定的直流電源。上述預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)14即斷路器，用以保護(hù)單元輸出跳閘指令本斷路器跳閘。上述無線發(fā)射模塊15、無線接收模塊6組成保護(hù)單元的信號(hào)無線輸出電路。
權(quán)利要求
1.預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，包括電壓互感器(3)、電壓采集模塊G)、電流互感器(5)、電流采集模塊(6)、預(yù)付費(fèi)電表(9)、存儲(chǔ)器(10) XPU(Il)、開關(guān)電源(12)、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)(14)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(17)，其特征在于1)電壓互感器(3)通過電壓采集模塊⑷與CPU(Il)相連接；2)電流互感器(5)通過電流采集模塊(6)與CPU(Il)相連接；3)預(yù)付費(fèi)電表(9)、存儲(chǔ)器(10)、開關(guān)電源(12)、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)(14)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(17)分別與CPU(Il)相連接；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(17)包括電壓信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、電流信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、預(yù)購電費(fèi)余額低報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路和預(yù)購電費(fèi)余額為零報(bào)警信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(17)與信號(hào)發(fā)射模塊相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其特征在于，上述CPU(Il)還通過零序電流采集模塊(8)與零序互感器(7)相連接；上述信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路(17)還包括零序電流驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其特征在于，上述信號(hào)發(fā)射模塊為無線信號(hào)發(fā)射模塊(15)，與無線接收模塊(16)相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其特征在于，上述開關(guān)電源(12)與 UPS (13)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其特征在于，上述預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)(14)與UPS(13)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其特征在于，上述CPU(Il)還與輸入模塊(1)和顯示模塊( 相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)付費(fèi)裝置保護(hù)單元，其結(jié)構(gòu)包括電壓互感器、電壓采集模塊、電流互感器、電流采集模塊、預(yù)付費(fèi)電表、存儲(chǔ)器、CPU、開關(guān)電源、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路；上述電壓互感器通過電壓采集模塊與CPU相連接，電流互感器通過電流采集模塊與CPU相連接；預(yù)付費(fèi)電表、存儲(chǔ)器、開關(guān)電源、預(yù)付費(fèi)裝置真空開關(guān)和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路分別與CPU相連接。本發(fā)明利用預(yù)付費(fèi)裝置的互感器、斷路器等元件，設(shè)計(jì)一種預(yù)付費(fèi)裝置綜合保護(hù)單元，具有短路保護(hù)功能、過流保護(hù)功能、零序過流保護(hù)功能、無線通訊功能等，使預(yù)付費(fèi)裝置具有保護(hù)功能。能在減少預(yù)付費(fèi)客戶投資的情況下，實(shí)現(xiàn)客戶設(shè)備的保護(hù)功能，同時(shí)也提高了供電可靠性。
文檔編號(hào)G01R11/02GK102394487SQ201110291268
公開日2012年3月28日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者劉煉, 巍瑋, 張敬敏, 鐘海峰, 陳鵬程 申請人:張敬敏, 陳鵬程