適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的製作方法
2023-12-02 17:06:06 2
本實用新型屬於電力系統配電自動化技術領域，特別涉及到一種適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端。
背景技術：
配電自動化是一項集計算機技術、數據傳輸、現代化、遠方檢測及控制於一體的綜合信息管理技術，該技術將配電網的監控保護與供電部門的工作管理有機結合起來。配電自動化遠方終端在配電網絡中數量多、分布廣，是配電網絡運行控制的末梢神經和觸手，在配電自動化技術實現中起著基礎性的關鍵作用。配電自動化遠方終端的功能、技術完善度、性能指標和可靠性，直接影響著配電網絡的穩定和自動化運行質量，是配電自動化技術實現的基礎，在配電網自動化運行過程中佔有舉足輕重的地位。隨著智能電網的提出以及電力用戶對用電質量關注度的提高，各國對配電網絡的可靠性、穩定性也給與了很高的重視，開始在這方面加大科研投入和投資力度。
現有的絕大多數配電終端都安裝在室外電桿、開關櫃或者是室內地下的配電房的環境裡，尤其在北緯41度到北緯53度之間的地區，配電終端要經受大環境的雨雪、溫溼度的大幅度變化，極寒、炎熱天氣以及長期運行等的考驗。配電終端中遙測量、遙信量和遙控量接口模塊、CPU模塊和通信模塊等都是由電子原件組成，大環境的大幅度變化，極寒、炎熱天氣以及長期運行等的考驗，對其可靠性造成了極大影響。因此配電終端設備的主要部件，如遙測、遙信、遙控、通信和電源等的穩定運行，對提高配電終端設備可靠性具有十分明顯的意義。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端，用來解決在北緯41度到北緯53度之間的地區，亟需要一種高可靠性配電終端的技術問題。
為實現上述技術目的，本實用新型採用如下的技術方案：
適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端，其特徵是：包括配電終端裝置、主控板、交互控制面板、電源板、雙遙信板、雙遙控板、雙遙測板、配電終端箱、雙電源模塊、雙ONU光網絡單元通信設備，
所述電源板上設置有兩個互為備份的DC/DC電源轉換模塊；所述雙遙信板上設置有兩個互為備份的遙信板；所述雙遙控板上設置有兩個互為備份的遙控板；所述雙遙測板上設置有兩個互為備份的遙測板；雙電源模塊上設置有兩個互為備份的電源模塊；
所述配電終端箱的內部固定安裝有配電終端裝置、雙電源模塊和雙ONU光網絡單元通信設備；所述配電終端裝置包括主控板、交互控制面板、電源板、雙遙信板、雙遙控板和雙遙測板；所述主控板上設置有BF518晶片、BF533晶片和兩個乙太網接口，主控板通過乙太網接口與雙ONU光網絡單元通信設備連接；所述交互控制面板設置在配電終端裝置的前面板上，交互控制面板的一端通過通信總線與主控板連接，另一端通過電源總線與電源板連接；所述電源板、雙遙信板、雙遙控板以及雙遙測板均分別通過總線與主控板連接；所述雙電源模塊和雙ONU光網絡單元通信設備均固定安裝在配電終端箱的內側壁上，雙電源模塊通過導線與電源板連接；所述雙ONU光網絡單元通信設備與配電主站系統數據通信連接。
所述交互控制面板上設置有LED指示燈、空氣開關、遠方選擇開關、就地選擇開關及藍牙通信模塊。
通過上述設計方案，本實用新型可以帶來如下有益效果：
通過遙測、遙信、遙控、通信和電源等均採用1+1互為備份模式，當遙測、遙信、遙控、通信和電源等正常工作用模塊出現故障損壞時，備用模塊自動接替工作，並將故障告警信息及時上傳給主站系統，通知運行檢修人員及時進行維護，保證配電終端安全可靠運行，對提高配電終端設備的可靠性具有十分明顯的意義。本實用新型尤其適用於北緯41度到北緯53度之間的東北極寒地區，也同樣適用於軍事用電地區、重要負荷地區、山區、維護人員難以到達地區、維護人員需要較長時間到達地區等的應用場合，具有極大的推廣和應用價值。
附圖說明
以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明：
圖1為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的整體結構框圖。
圖2為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的電源系統的結構框圖。
圖3為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的通信系統的結構框圖。
圖4為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的遙信信號採集結構示意圖。
圖5為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的遙控控制原理結構示意圖。
圖6為本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端的遙測信號採集原理結構框圖。
圖中1-配電終端裝置、2-主控板、3-交互控制面板、4-電源板、5-雙遙信板、6-雙遙控板、7-雙遙測板、8-配電終端箱、9-雙電源模塊、10-雙ONU光網絡單元通信設備、11-開關輔助觸點組Ⅰ、12-開關輔助觸點組Ⅱ、13-採集目標開關、14-開關分合閘操作用電機。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型適用於北緯41度到北緯53度之間的高可靠性配電終端，其特徵是：包括配電終端裝置1、具有雙乙太網接口的主控板2、交互控制面板3、具有1+1互為備份DC/DC轉換模塊的電源板4、雙遙信板5、雙遙控板6、雙遙測板7、配電終端箱8、雙電源模塊9和雙ONU光網絡單元通信設備10。
所述配電終端箱8內部主要設置有配電終端裝置1、雙電源模塊9和雙ONU光網絡單元通信設備10；配電終端裝置1包括具有雙乙太網接口的主控板2、交互控制面板3、具有1+1互為備份DC/DC轉換模塊的電源板4、雙遙信板5、雙遙控板6和雙遙測板7。
如圖2所示，AC/DC電源模塊1和AC/DC電源模塊2設置在雙電源模塊9上，雙電源模塊9位於配電終端箱8內側壁上；DC/DC 1、DC/DC 2和後續的電子元器件迴路為電源板4上的1+1互為備份DC/DC轉換模塊(直流轉換模塊)， 其中YXG1和YXG2為對應的電源故障告警信號輸出。本實用新型的電源系統主要包括雙電源模塊9和具有1+1互為備份的DC/DC轉換模塊的電源板4，雙電源模塊9和電源板4通過導線連接；1+1互為備份的DC/DC轉換模塊的電源板4通過電子器件，包括YXG1和YXG2實現自動切換以及對應電源迴路的故障告警信號輸出。
如圖3所示，分光器1和分光器2為外部光纖接入設備，ONU1和ONU2設置在配電終端箱8壁上的雙ONU通信模塊10上，ONU1、ONU2分別與主控板2的兩個乙太網口(網口1和網口2)連接。所述主控板2上分別嵌設有BF518晶片和BF533晶片，並設計有雙乙太網接口，通過各自連接的ONU與配電主站系統通信。在通信系統正常工作時，主控板2實時監測兩條通道的工作情況，並通過其中一條通道與主站系統通信，另外一條作為備用；當使用中的通信通道出現異常時，自動化切換至另外一條通道通信，並將通道異常告警信息上送到主站系統。與主站通信的信息和異常告警，主要通過通信信息的反饋進行確認，保證通道異常時的及時告警和信息傳輸的丟失。
如圖4所示，開關輔助觸點組Ⅰ11和開關輔助觸點組Ⅱ12為採集目標開關13的兩對常開、常閉輔助觸點，遙信板A和遙信板B為雙遙信板5。
遙信信號採集迴路，採用遙信板A和遙信板B的主備雙遙信板5，採集目標開關13的開關輔助觸點組Ⅰ11和開關輔助觸點組Ⅱ12的方式完成高可靠性信號採集。主控板2實時監測遙信板A和遙信板B的工作狀態，異常時發板件告警信號。遙信板A和遙信板B正常工作時，YXA1和YXB1、YXA2和YXB2分別保持同步，並且YXA1和YXA2相反、YXB1和YXB2相反，當採集到的信號非以上現象時，採用YXA1和YXA2相反或YXB1和YXB2相反的信號上送，並進行異常告警(信號相同的那對輔助觸點迴路出現異常)。
如圖5所示，遙控板A和遙控板B為雙遙控板6，M為開關分合閘操作用電機14。本實用新型的遙控控制是通過遙控板A和遙控板B的主備雙遙控板6來實現。主控板2實時監測遙控板A和遙控板B的工作狀態，異常時發板件告警信號。板件工作正常時，以遙控板A的控制迴路為主控制迴路，當接受到控制命令時，由遙控板A執行遙控操作；如果遙控操作執行後在合理(與開關的電機動作時間相關)時間內沒有採集到開關變位，則自動通過遙控板B再次執行 遙控操作，同時發出遙控控制迴路異常信號，提高配電終端本周控制迴路的可靠性。
如圖6所示，本實用新型的遙測信號採集，採用遙測板A和遙測板B的主備雙遙測板7來實現。主控板2實時監測遙測板A和遙測板B的工作狀態，異常時發板件告警信號。被測電壓信號採用並聯方式接入兩個遙測板，被測電流信號採用串聯方式接入兩個遙測板，以主控板2檢測到正常工作的其中一塊遙測板的採集量進行上送。
社會效益：
目前已經完成建設或正在建設的配電自動化項目，在軍事用電地區、重要負荷地區、山區、維護人員難以到達地區，還沒有遙測、遙信、遙控、通信和電源等採用1+1互為備份模式的高可靠性應用案例。因此，本實用新型提出的技術方案將填補應用於北緯41度到53度之間的東北極寒地區的高可靠性配電自動化空白，也可以在軍事用電地區、重要負荷地區、山區、維護人員難以到達地區應用，將為上述地區的配電自動化建設打下堅實的基礎，全面推動智能配電自動化的建設工作。