低壓停電監測終端的製作方法
2023-04-26 09:57:41 2
低壓停電監測終端的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電，所述的電源管理電路是由超級電容器C1、恆流充電電路S1和開關電晶體D1組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器C1分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路S1為超級電容器C1提供恆流充電電流，通過開關電晶體D1防止產生電流環流迴路。
【專利說明】低壓停電監測終端
【技術領域】
[0001]本實用新型實施例涉及一種支持在無外部供電時上報告警的低壓停電監測終端。
【背景技術】
[0002]在配網搶修工作中，近70 %的故障來自低壓380V側，而通過目前的監測手段是無法判斷低壓停電的位置，電力局無法及時了解低壓用戶的停電情況，往往在接到用戶投訴以後才知道該用戶停電，從而降低了服務質量，增大了用戶的投訴率。
[0003]為及時了解低壓用戶的停電狀況，通常會在低壓用戶端安裝配電變壓器監測終端，利用其內置的備用電源實現停電故障報警。現在常用的備用電源是可充電鋰電池或鎳氫電池。但由於電池管理電路的不合理、環境溫度的影響以及電池的自身壽命受限，在I?2年之後該電池的容量將大大衰減，甚至無法支持公變終端持續I?5分鐘的運行，也就影響了配電變壓器監測終端功能的實現。因此現有的管理制度要求每隔I?2年就需要更換備用電池，這一方面增加了維護工作量，另一方面也大大增加了維護成本。
[0004]此外，鎳氫電池和鋰電池的標稱工作溫度範圍僅有_20°C—60°C，在夏季高溫條件下，戶外現場的溫度將會超過該標稱工作溫度範圍，在某些惡劣情況下，鋰電池會產生高溫鼓肚甚至爆裂等情況，從而大大影響了配電變壓器監測終端的使用安全性。
[0005]另一方面，配電變壓器監測終端成本較高，體積較大，一般只能安裝在配電變壓器側，無法安裝在樓道的表箱處。因此只能對整個臺區的供電狀況進行管理，無法對每個樓道甚至每個用戶進行管理，其管理力度無法滿足主動服務的要求。
實用新型內容
[0006]低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，其進一步包括裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電，所述的電源管理電路是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路。
[0007]在一個實施例中，所述開關電晶體Dl設置為多級二極體，被配置為將超級電容器Cl的輸出電壓低於電源電壓，使得在臺區配網線路上電的情況下通過主電源對所述功能板進行供電。
[0008]在一個實施例中，所述的恆流充電電路包括一個連接所述電源與超級電容器Cl之間的鉗位電路，被配置為在臺區配網線路出現跳變的情況下將提供給所述超級電容器Cl的電流控制在恆定值。
[0009]在另一個實施例中，提供一種低壓電路板，連接配電線路三相電壓，包括:連接配電線路三相電壓的電源板，將三相電源轉換為低壓供電電壓；功能板，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息；以及連接於所述電源與功能板之間的輔助電源板，其供電端P連接電源板的輸出Vdc，零線端N連接電源板的接地端GND，此輔助電源板控制所述電源對功能板的充電和放電。
[0010]在一個實施例中，所述輔助電源板是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路。
[0011]在一個實施例中，所述超級電容器Cl的容量是根據功能板的功耗不同而變化。在另一個實施例中，低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，進一步包括:裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電；以及通信端，通過專用無線網絡與遠端主站系統建立連接。
[0012]在一個實施例中，所述的電源管理電路是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路。
[0013]在一個實施例中，所述超級電容器Cl的容量是根據低壓停電監測終端的功耗不同而變化。
[0014]本實用新型低壓停電監測終端擯棄了配電變壓器監測終端的鎳氫電池或鋰電池，以超級電容代之。超級電容是一種介於傳統電容器與電池之間的、具有特殊性能的電源，主要依靠雙電層和氧化還原電容電荷儲存電能。但在其儲能的過程中並不發生化學反應，這種儲能過程是可逆的。因此超級電容具有功率密度高、充放電時間短、循環壽命長、工作溫度範圍寬等明顯的優勢。
[0015]本實用新型將超級電容代替可充電鋰電池、鎳氫電池，具有如下一些優點:(1)大大提高了低壓停電監測終端電源的使用壽命，實現了備用電源的真正免維護，從而大幅度降低公變終端現場維護的工作量和維護成本；(2)提高了低壓停電監測終端的工作溫度範圍，超級電容的標稱工作溫度可達到_25°C?60°C，且不存在高溫鼓肚爆裂等問題，從而大大提高了低壓停電監測終端的運行安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型低壓停電監測終端的結構原理示意圖。
【具體實施方式】
[0017]參照圖1，低壓停電監測終端是用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源1，為所述的低壓停電監測終端的功能板2提供工作電壓Vdc，其進一步包括裝設於所述電源I與功能板2之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電。在一個實施例中，所述的電源管理電路是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路，其中:
[0018]超級電容器(Cl):用以儲存臺區配網線路停電後支持低壓停電監測終端運行的能量，超級電容器(Cl)的容量需由低壓停電監測終端的功耗決定，要求能在臺區停電後至少能支持低壓停電監測終端運行I分鐘；
[0019]恆流充電電路(SI):為超級電容提供恆定充電電流，避免電網配電線路上電時衝擊電流過大影響低壓停電監測終端的正常運行；
[0020]並聯二極體(Dl):實現與電源I的並聯，避免產生電流的環流。在實際使用中，Dl可由多個二極體串聯而成，使得超級電容器輸出電壓略低於主電源，以保證在正常情況下由主電源供電。
[0021]在一個實施例中，所述開關電晶體Dl設置為多級二極體，被配置為將超級電容器Cl的輸出電壓低於電源電壓，使得在臺區配網線路上電的情況下通過主電源對所述功能板進行供電。
[0022]在一個實施例中，所述的恆流充電電路包括一個連接所述電源與超級電容器Cl之間的鉗位電路，被配置為在臺區配網線路出現跳變的情況下將提供給所述超級電容器Cl的電流控制在恆定值。
[0023]在另一個實施例中，提供一種低壓電路板，連接配電線路三相電壓，包括:連接配電線路三相電壓的電源板，將三相電源轉換為低壓供電電壓；功能板，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息；以及連接於所述電源與功能板之間的輔助電源板，其供電端P連接電源板的輸出Vdc，零線端N連接電源板的接地端GND，此輔助電源板控制所述電源對功能板的充電和放電。
[0024]在一個實施例中，所述輔助電源板是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路。
[0025]在一個實施例中，所述超級電容器Cl的容量是根據功能板的功耗不同而變化。在另一個實施例中，低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，進一步包括:裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電；以及通信端，通過專用無線網絡與遠端主站系統建立連接。
[0026]在一個實施例中，所述的電源管理電路是由超級電容器Cl、恆流充電電路SI和開關電晶體Dl組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器Cl分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路SI為超級電容器Cl提供恆流充電電流，通過開關電晶體Dl防止產生電流環流迴路。如圖1所示，低壓停電監測管理終端內部，超級電容的充放電管理模塊的P端與主電源的輸出Vdc相連，N端與主電源的地GND相連，輸入電源端BK與電源I的Vcc端相連，從而實現了超級電容器Cl的充放電管理模塊與主電源的並聯使用。在上電後，電源I首先通過恆流充電電路(SI)對超級電容(Cl)進行充電。而在臺區配網線路停電後，則超級電容器(Cl)通過二極體(Dl)實現對低壓停電監測管理終端功能板的供電。
[0027]在一個實施例中，所述超級電容器Cl的容量是根據低壓停電監測終端的功耗不同而變化。
[0028]低壓停電監測終端與遠端配網管理主站系統配合使用，低壓停電監測終端實時監測三相相電壓，一旦發現有一相或多相電壓失電，則及時將用電現場的失電狀態上報給配網管理主站系統。配網管理主站系統根據低壓停電監測終端上行的信息，結合配網拓撲分析實現故障定位。並將故障分析結果進行發布及維修派工，實現主動服務。
【權利要求】
1.低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，其特徵在於進一步包括裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電，所述的電源管理電路是由超級電容器C1、恆流充電電路S1和開關電晶體D1組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器C1分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路S1為超級電容器C1提供恆流充電電流，通過開關電晶體D1防止產生電流環流迴路。
2.根據權利要求1所述的低壓停電監測終端，其特徵在於:所述開關電晶體D1設置為多級二極體，被配置為將超級電容器C1的輸出電壓低於電源電壓，使得在臺區配網線路上電的情況下通過主電源對所述功能板進行供電。
3.根據權利要求2所述的低壓停電監測終端，其特徵在於:所述的恆流充電電路包括一個連接所述電源與超級電容器C1之間的鉗位電路，被配置為在臺區配網線路出現跳變的情況下將提供給所述超級電容器C1的電流控制在恆定值。
4.低壓停電監測終端，用於監測配電線路三相電壓掉電情況以提示給遠端主站系統掉電信息，包括用於獲取配電線路相電電壓的電源，為所述的低壓停電監測終端的功能板提供工作電壓，其特徵在於進一步包括:裝設於所述電源與功能板之間的電源管理電路，用於控制所述電源對功能板的充電和放電；以及通信端，通過專用無線網絡與遠端主站系統建立連接，所述的電源管理電路是由超級電容器C1、恆流充電電路S1和開關電晶體D1組成，其中在臺區配電線路上電和掉電的情況下，超級電容器C1分別進行充電和放電，支持功能板的工作電源，通過恆流充電電路S1為超級電容器C1提供恆流充電電流，通過開關電晶體D1防止產生電流環流迴路。
5.根據權利要求4所述的低壓停電監測終端，其特徵在於:所述超級電容器C1的容量是根據低壓停電監測終端的功耗不同而變化。
【文檔編號】H02J7/34GK204258440SQ201420738088
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】朱義勇, 陳蕾, 莊曉丹, 蘇毅方, 盧峰, 蔣建傑, 張頁, 周安仁, 劉笑園, 季旭, 張兵, 林才富, 欽偉, 崔小菱, 邢翼, 王震宇, 李波, 聶崢 申請人:國家電網公司, 國網浙江省電力公司湖州供電公司, 國網浙江長興縣供電公司