本发明涉及电网器械领域,具体涉及一种配电线路用智能柱上控制开关。
背景技术:
当前配电网特别是农村配电网普遍存在供电半径长、分支多、健康状况差、故障多发等问题,极易发生故障。为缩小停电范围和停电时间,线路上装设了较多的柱上开关,但传统的柱上开关不能判断故障范围,也不能与变电站继电保护实现较好配合,因此不同程度存在故障查找困难、配网运行方式不灵活、故障停电范围大、恢复送电时间长等缺点。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明提供一种配电线路用智能柱上控制开关,以期能够实现远程信息采集,远程合闸分闸控制,从而缩小停电范围和停电时间,提升供电可靠性和优质服务水平。
本发明为达到上述发明目的,采用如下技术方案:
本发明一种配电线路用智能柱上控制开关的特点在于:包括安装在电线杆上的高压真空断路器和智能控制机构,所述高压真空断路器连接弹簧操作机构,所述智能控制机构包括控制单元和电动开关,所述电动开关连接所述弹簧操作机构,所述控制单元通过所述电动开关控制所述弹簧操作机构动作,以控制所述高压真空断路器合闸或分闸。
本发明所述的配电线路用智能柱上控制开关的特点也在于:所述智能控制机构还包括:设置有手机卡的通讯模块以及遥控单元;
所述通讯模块和所述控制单元连接,用于传输所获取的短信息,以控制电动开关执行分合动作。
所述遥控单元和所述控制单元连接,用于传输获取的遥控信号,以控制电动开关执行分合动作。
所述智能控制机构还包括:取电单元,所述取电单元安装在电线杆上,所述取电单元通过导线和配电线路连接,用于向智能控制机构供电。
所述智能控制机构还包括:备用电源和液晶显示屏,所述液晶显示屏和控制单元连接,用于显示显示各种操作信息以及各种运行参数。
所述智能控制机构还包括:检测单元,所述检测单元和控制单元连接,用于传输所检测的运行线路的电量参数。
所述电动开关包括:合闸线圈和分闸线圈;所述合闸线圈和分闸线圈分别与所述弹簧操作机构对应布置,所述合闸线圈和分闸线圈中均设置有相匹配的铁芯,所述合闸线圈和分闸线圈分别连接所述控制单元,用于控制所述合闸线圈或分闸线圈通电时驱使铁芯动作,使得所述铁芯触发弹簧操作机构带动高压真空断路器合闸或分闸。
所述弹簧操作机构上还装有过流脱扣器,所述过流脱扣器和所述分闸线圈对应布置,所述过流脱扣器包括:过流线圈和第三铁芯,所述第三铁芯布置在所述过流线圈内,当配电线路过流时,所述过流线圈通电驱使第三铁芯动作,以触发所述弹簧操作机构带动高压真空断路器分闸。
述高压真空断路器外侧还设置有刀闸把手,所述刀闸把手用于手动控制所述高压真空断路器合闸或分闸。
所述弹簧操作机构包括:储能电机、储能弹簧和输出拐臂;所述储能电机通过a联动组件拉伸所述储能弹簧,所述a联动组件通过b联动组件连接所述输出拐臂,所述输出拐臂和所述高压真空断路器连接,所述a联动组件连接触发组件,所述触发组件分别和合闸线圈、分闸线圈、过流脱扣器对应分布,铁芯动作通过所述触发组件触发所述储能弹簧回缩实现,储能弹簧回缩通过b联动组件带动输出拐臂动作,以驱使高压真空断路器合闸或分闸。
所述a联动组件包括:齿轮组件;
所述储能电机通过所述齿轮组件带动齿轮偏心转轴转动,所述储能弹簧的一端安装在固定挂轴上,另一端安装在所述齿轮偏心转轴上,所述齿轮偏心转轴带动储能弹簧运动,使得所述储能弹簧被拉长,当齿轮偏心转轴转动180度后将储能弹簧挂至最长,然后触发组件将储能弹簧锁止以储能能量,所述储能电机的控制电路通过行程开关控制,所述行程开关与所述齿轮偏心轴关联,当储能完成,所述齿轮偏心轴驱动所述行程开关触点分开,断开所述储能电机的电源,当所述电动开关操作合分闸后,所述储能弹簧能量被释放回到原点,所述齿轮偏心轴回位后,所述行程开关触点闭合,从而实现电动储能自动动作。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明结构新颖,运行稳定,控制稳定,能对线路多主干多分支开关(串连和并连分布)进行信息实时集中管理分析和有效调控,通手机短信息功能(app)人机对话,可以同步传输相关信息(故障动作、故障数据、保护参数、运行状态、历史事件等)至一线运维人员。具有相应权限的运维管理人员可以在线远程调整开关整定定值、查看故障信息、远程操作开关分合动作,以缩小停电范围和停电时间,提升了供电可靠性和优质服务水平。
附图说明
图1为发明的整体结构示意图;
图2为本发明的在配电线路中的示意图;
图3为本发明的弹簧操作机构侧视图;
图4为本发明的弹簧操作机构俯视图;
图5为本发明的智能控制机构原理框图;
图中标号:100-高压真空断路器、200-弹簧操作机构、210-储能电机、220-a联动组件、230-输出拐臂、240-b联动组件、250-触发组件、260-储能弹簧、270-合闸线圈、280-分闸线圈、281-铁芯、290-过流脱扣器、300-智能控制机构、310-电压互感器、400-电线杆、500-刀闸把手。
具体实施方式
在本实施例中,参照图1,一种配电线路用智能柱上控制开关,包括:安装在电线杆400上的高压真空断路器100和智能控制机构300,高压真空断路器100连接弹簧操作机构200,智能控制机构300包括控制单元和电动开关,电动开关连接弹簧操作机构200,控制单元通过电动开关控制弹簧操作机构200动作,以控制高压真空断路器100合闸或分闸。
在现在的乡村配电线路中,每个乡村的配电线路总闸一般都是手动控制的,农村地区平时用电量较少,但是到夏天时,用电量会猛增,这很容易导致过流跳闸,跳闸之后,需要联系电工,电工到场之后才能重新送电,耗时长,影响了人们的正常使用,通过智能控制机构300的设置,能通过电动开关控制弹簧操作机构200,实现了远程控制高压真空断路器100合闸的功能。
如图5所示,智能控制机构还包括:能够与电工手机通信的通讯模块,通讯模块内装有手机卡,用于传输所获取的短信息,实现短信息通讯功能,通过与手机互发短信,以控制电动开关执行分合动作、检查开关实时运行状态、各运行参数、检查及修改开关保护参数、开关各种动作信息、短信收发人员号码检查理和修改,gsm/gprs模式可切换,gsm程序支持遥测、遥信、时间查询和遥控、远程保护参数查询与设置修改、gprs满足dl/t634标准的101、104通信规约。
如图5所示,智能控制机构还包括:遥控单元,遥控单元和控制单元连接,遥控单元和电工遥控器连接,用于传输获取的遥控信号;通过遥控单元的设置,电工手持电工遥控器,可以在半径30米内遥控操作电动开关分合动作。
如图5所示,智能控制机构还包括:取电单元,取电单元安装在电线杆400上,取电单元通过导线和配电线路连接,用于向智能控制机构300供电。开关取电单元为10kv电压互感器,ac220v输出,容量300va,一次侧配高压熔管,用于电动开关、控制单元、显示屏和通讯模块供电,备用电源备用。
如图5所示,智能控制机构300还包括:备用电源和液晶显示屏,液晶显示屏和控制单元连接,用于显示各种操作信息以及各种运行参数。
如图5所示,智能控制机构还包括:用于检测运行线路的电量参数的检测单元,检测单元和控制单元连接。通过检测单元的设置,可以检测运行线路各种电量参数,当线路发生短路,接地等故障时,控制单元可启动电动开关分闸,自动断开电路隔离故障,正常工作时也可以从控制箱内通过分合闸控制按键操作开关分合闸。
通过对传统开关改造实现电动操作。加装智能控制机构,实现了智能远程监测、控制、参数调整、运行管理,在实际10kv电路中,多分支多开关配合分级保护,通过短信功能远程实时监测、控制,能够更精确定位故障点,并短时间隔离故障和恢复线路运行,提高线路运行质量和供电可靠性。
如图4所示,电动开关包括:合闸线圈270和分闸线圈280;合闸线圈270、分闸线圈280分别与弹簧操作机构200对应布置,合闸线圈270和分闸线圈280中均设置有相匹配的铁芯281,合闸线圈270和分闸线圈280连接控制单元,控制单元用于向合闸线圈270或分闸线圈2280通电,合闸线圈270或分闸线圈280通电时驱使铁芯281动作,铁芯281触发弹簧操作机构200带动高压真空断路器100合闸或分闸。
如图4所示,弹簧操作机构200上还装有过流脱扣器290,过流脱扣器290和分闸线圈280对应布置,过流脱扣器290包括过流线圈和第三铁芯,第三铁芯布置在过流线圈内,当配电线路过流时,过流线圈通电驱使第三铁芯动作,第三铁芯触发弹簧操作机构200带动高压真空断路器100分闸。
如图2所示,高压真空断路器100外侧还设置有刀闸把手500,刀闸把手500用于手动控制高压真空断路器100合闸或分闸。
如图3所示,弹簧操作机构200包括:储能电机210、储能弹簧260和输出拐臂230;储能电机210通过a联动组件220拉伸储能弹簧260,a联动组件220通过b联动组件240连接输出拐臂230,输出拐臂230和高压真空断路器100连接,a联动组件220连接触发组件250;触发组件250分别和合闸线圈270、分闸线圈280、过流脱扣器290对应分布,铁芯281动作通过触发组件250触发储能弹簧260回缩实现,储能弹簧260回缩通过b联动组件240带动输出拐臂230动作,实现驱使高压真空断路器100合闸或分闸。
如图3所示,a联动组件220包括:齿轮组件,储能电机210通过齿轮组件带动齿轮偏心转轴转动,储能弹簧260一端安装在固定挂轴上,另一端安装在齿轮偏心转轴上,齿轮偏心转轴带动储能弹簧260运动,使得储能弹簧260被拉长,当齿轮偏心转轴转动180度后将储能弹簧挂至最长,然后触发组件250将储能弹簧260锁止以储能能量,储能电机210的控制电路通过行程开关控制,行程开关与齿轮偏心轴关联,当储能弹簧260被拉长储能完成,齿轮偏心轴驱动行程开关触点分开,断开储能电机210的电源,当电动开关操作合分闸后储能弹簧260能量被释放,原被拉长的储能弹簧260又回到原点,齿轮偏心轴回位后,行程开关触点闭合,实现电动储能自动动作。
合闸:
给合闸线圈270通电,合闸线圈270产生磁场,驱使铁芯顶出,铁芯抵靠触发触发组件,在储能弹簧260被解锁,在挂力作用下,齿轮偏心轴回转,b联动组件包括齿轮,齿轮和齿轮偏心轴啮合,齿轮偏心轴通过齿轮带动输出拐臂230做左右往复运动,输出拐臂230连到开关外部分合闸触点,使开关合闸触点闭合,实现开关合闸,合闸线圈的控制由控制单元完成,可以通过齿轮偏心轴内的按键启动,或近距离遥控,还可以通过手短信方式远程控制操作。
分闸:
在合闸动作时,在储能弹簧260挂力作用下,齿轮偏心轴回转,驱动合闸动作的同时也带动机构内部另一根分闸弹簧运动,当储能弹簧260能量释放,齿轮偏心轴回转,带动分闸偏心转轴转动使连在上面的分闸弹簧(弹簧小,力量也小于合闸弹簧挂力)也被挂长,并被锁扣扣住,给分闸线圈280通电,线圈铁芯动作,驱动分闸挚子轴使锁扣脱开,在分闸弹簧作用力下分闸半轴回转,半轴上齿轮带动输出拐臂运动,输出拐臂连到开关外部分合闸触点,使开关分合闸触点分开,实现开关分闸,分闸线圈的控制由控制单元完成,可以通过控制单元内的按键启动,或近距离遥控,还可以通过手机短信方式远程控制操作。
1.一种配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:包括安装在电线杆(400)上的高压真空断路器(100)和智能控制机构(300),所述高压真空断路器(100)连接弹簧操作机构(200),所述智能控制机构(300)包括控制单元和电动开关,所述电动开关连接所述弹簧操作机构(200),所述控制单元通过所述电动开关控制所述弹簧操作机构(200)动作,以控制所述高压真空断路器(100)合闸或分闸。
2.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述智能控制机构还包括:设置有手机卡的通讯模块以及遥控单元;
所述通讯模块和所述控制单元连接,用于传输所获取的短信息,以控制电动开关执行分合动作。
所述遥控单元和所述控制单元连接,用于传输获取的遥控信号,以控制电动开关执行分合动作。
3.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述智能控制机构还包括:取电单元,所述取电单元安装在电线杆(400)上,所述取电单元通过导线和配电线路连接,用于向智能控制机构(300)供电。
4.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述智能控制机构(300)还包括:备用电源和液晶显示屏,所述液晶显示屏和控制单元连接,用于显示显示各种操作信息以及各种运行参数。
5.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述智能控制机构还包括:检测单元,所述检测单元和控制单元连接,用于传输所检测的运行线路的电量参数。
6.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述电动开关包括:合闸线圈(270)和分闸线圈(280);所述合闸线圈(270)和分闸线圈(280)分别与所述弹簧操作机构(200)对应布置,所述合闸线圈(270)和分闸线圈(280)中均设置有相匹配的铁芯(281),所述合闸线圈(270)和分闸线圈(280)分别连接所述控制单元,用于控制所述合闸线圈(270)或分闸线圈(280)通电时驱使铁芯(281)动作,使得所述铁芯(281)触发弹簧操作机构(200)带动高压真空断路器(100)合闸或分闸。
7.根据权利要求6所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述弹簧操作机构(200)上还装有过流脱扣器(290),所述过流脱扣器(290)和所述分闸线圈(280)对应布置,所述过流脱扣器(290)包括:过流线圈和第三铁芯,所述第三铁芯布置在所述过流线圈内,当配电线路过流时,所述过流线圈通电驱使第三铁芯动作,以触发所述弹簧操作机构(200)带动高压真空断路器(100)分闸。
8.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述高压真空断路器(100)外侧还设置有刀闸把手(500),所述刀闸把手(500)用于手动控制所述高压真空断路器(100)合闸或分闸。
9.根据权利要求1所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述弹簧操作机构(200)包括:储能电机(210)、储能弹簧(260)和输出拐臂(230);所述储能电机(210)通过a联动组件(220)拉伸所述储能弹簧(260),所述a联动组件(220)通过b联动组件(240)连接所述输出拐臂(230),所述输出拐臂(230)和所述高压真空断路器(100)连接,所述a联动组件(220)连接触发组件(250),所述触发组件(250)分别和合闸线圈(270)、分闸线圈(280)、过流脱扣器(290)对应分布,铁芯(281)动作通过所述触发组件(250)触发所述储能弹簧(260)回缩实现,储能弹簧(260)回缩通过b联动组件(240)带动输出拐臂(230)动作,以驱使高压真空断路器(100)合闸或分闸。
10.根据权利要求9所述的配电线路用智能柱上控制开关,其特征在于:所述a联动组件(220)包括:齿轮组件;
所述储能电机(210)通过所述齿轮组件带动齿轮偏心转轴转动,所述储能弹簧(260)的一端安装在固定挂轴上,另一端安装在所述齿轮偏心转轴上,所述齿轮偏心转轴带动储能弹簧(260)运动,使得所述储能弹簧(260)被拉长,当齿轮偏心转轴转动180度后将储能弹簧挂至最长,然后触发组件(250)将储能弹簧(260)锁止以储能能量,所述储能电机(210)的控制电路通过行程开关控制,所述行程开关与所述齿轮偏心轴关联,当储能完成,所述齿轮偏心轴驱动所述行程开关触点分开,断开所述储能电机(210)的电源,当所述电动开关操作合分闸后,所述储能弹簧(260)能量被释放回到原点,所述齿轮偏心轴回位后,所述行程开关触点闭合,从而实现电动储能自动动作。
技术总结