测控装置和电气柜的制作方法

1.本技术涉及供配电技术领域，具体而言，涉及一种测控装置和电气柜。


背景技术：

2.近些年，绿色低碳成为主流，而目前供配电系统的高压配电装置中，互相配合检测控制的器件分隔设置，这使得分隔设置的器件的接线跨度大并且接线凌乱，例如，目前电流互感器设置在电气柜的电缆室中，保护装置设置在柜门上，电流互感器与保护装置的接线需跨越断路器室和仪表室，这使得器件之间的接线跨度大并且接线凌乱繁琐，使得高压配电装置中线路复杂且冗余。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种测控装置和电气柜，用以解决目前高压配电装置中相互配合的器件分隔设置带来的器件之间接线跨度大并且接线凌乱繁琐存在的线路复杂且冗余问题。
4.第一方面，本发明提供一种测控装置，用于对电力系统进行数据监测和控制，包括：人机交互单元、电压保护单元、电流保护单元、断路器状态检测控制单元，其中，人机交互单元、电压保护单元、电流保护单元以及断路器状态检测控制单元通过总线连接；电压保护单元，用于对电力系统的电压数据进行监测，基于监测的电压数据确定是否进行电压保护，并将监测的电压数据通过总线同步给其他组件；电流保护单元，用于对电力系统的电流数据进行监测，基于监测的电流数据确定是否进行电流保护，并将监测的电流数据通过总线同步给其他组件；断路器状态检测控制单元，用于监测电力系统的断路器和/或隔离手车状态，并基于断路器和/或隔离手车状态确定是否对断路器和/或隔离手车进行分合闸，并将断路器和/或隔离手车状态通过总线同步给其他组件；人机交互单元，用于接收其他组件通过总线同步的监测数据，并将接收到的监测数据进行展示以及接收操作信息，基于操作信息通过总线下发对应的操作指令给对应的组件。
5.上述设计的测控装置，本方案将检测控制元件进行功能拆分，将相应功能器件就近集成组合形成集成功能单元，例如，电压保护单元、电流保护单元等，然后将不同的集成功能单元通过总线的方式实现不同集成单元之间的信息共享通讯，从而使得单个集成功能单元中的器件就近安装接线简单，不同集成功能单元之间通过总线连接接线简便，从而解决目前高压配电装置的线路复杂且冗余问题，从而节约线路材料的成本并且具有低碳化和易安装的优点。
6.在第一方面的可选实施方式中，电压保护单元包括电压控制器、第一总线通信元件以及第一模数转换元件，电压控制器通过第一总线通信元件与总线连接，电压控制器与第一模数转换元件连接；第一模数转换元件，用于与电力系统的电压检测器件连接，以对电压检测器件检测的电压数据进行模数转换后传输给电压控制器；所述电压控制器，用于基于模数转换后的电压数据确定是否进行电压保护，并将模数转换后的电压数据通过第一总
线通信元件同步与总线连接的其他组件。
7.在第一方面的可选实施方式中，所述电流保护单元包括电流控制器、第二总线通信元件以及第二模数转换元件，所述电流控制器通过第二总线通信元件与所述总线连接，所述电流控制器与所述第二模数转换元件连接；所述第二模数转换元件，用于与电力系统的电流检测器件连接，以对电流检测器件检测的电流数据进行模数转换后传输给电流控制器；所述电流控制器，用于基于模数转换后的电流数据确定是否进行电流保护，并将模数转换后的电流数据通过第二总线通信元件同步与总线连接的其他组件。
8.在第一方面的可选实施方式中，所述断路器状态检测控制单元包括断路控制器、第三总线通信元件、开关量输入元件以及开关量输出元件，所述断路控制器通过第三总线通信元件与所述总线连接，所述断路控制器通过开关量输入元件以及开关量输出元件与所述电力系统的断路器和/或隔离手车连接；所述断路控制器，用于通过开关量输入元件检测断路器和/或隔离手车状态，并将断路器和/或隔离手车状态通过第三总线通信元件同步与总线连接的其他组件；并在接收到分合闸命令时，通过开关量输出元件对断路器和/或隔离手车进行驱动，以断开断路器或隔离手车。
9.在第一方面的可选实施方式中，所述人机交互单元包括人机交互控制器、第四总线通信元件、显示屏元件以及操作元件，所述人机交互控制器通过第四总线通信元件与所述总线连接，所述人机交互控制器分别与所述显示屏元件以及操作元件连接；所述人机交互控制器，用于通过第四总线通信元件接收其他组件通过总线同步的监测数据，并将监测数据通过显示屏元件进行显示；还用于通过所述操作元件接收操作信息，基于操作信息通过总线下发对应的操作指令给对应的组件。
10.上述设计的实施方式，本方案设计的电压保护单元、电流保护单元、断路器状态检测控制单元以及人机交互单元中均各自独立设计有控制器，使得各个功能单元实现各司其职，各自的数据进行分布式计算处理，从而提高数据监测和控制效率。
11.在第一方面的可选实施方式中，所述电压保护单元、电流保护单元中的至少一个单元通过断路器控制信号线与所述电力系统的断路器连接，以在监测数据异常情况下向所述断路器发送控制信号。
12.在第一方面的可选实施方式中，所述断路器控制信号线包括多根断路器控制信号线，所述多根断路器控制信号线分别传输断路器分闸控制信号、断路器合闸控制信号、断路器分闸状态信号以及断路器合闸状态信号。
13.在第一方面的可选实施方式中，所述电压保护单元、电流保护单元中的至少一个单元通过隔离手车控制信号线与所述电力系统的隔离手车连接，以在监测数据异常情况下向所述隔离手车发送控制信号。
14.在第一方面的可选实施方式中，所述隔离手车控制信号线包括多根隔离手车控制信号线，所述多根隔离手车控制信号线分别传输隔离手车实验位置信号以及隔离手车工作位置信号。
15.上述设计的实施方式，本方案通过在电流保护单元和电压保护单元与断路器之间设计专门的断路器控制信号线/隔离手车控制信号线，从而使得在电流/电压异常情况下，电流保护单元和电压保护单元可直接对断路器/隔离手车进行控制，从而使得在异常情况处理延时降低，实现保护的及时性。
16.第二方面，本发明提供一种电气柜，所述电气柜包括电气柜本体和前述实施方式中任一项所述的测控装置，所述电气柜本体包括柜体和与所述柜体连接的柜门，所述柜体包括仪表室、断路器室以及电缆室，所述断路器室设置于所述电缆室上方，所述仪表室设置于所述断路器室上方；所述人机交互单元设置于所述柜门上，所述电压保护单元设置于所述仪表室内，所述断路器状态检测控制单元设置于所述断路器室内，所述电流保护单元设置于所述电缆室内。
17.上述设计的电气柜，由于该电气柜包含有第一方面的测控装置，因此，设计的电气柜的不同的集成功能单元通过总线的方式实现不同集成单元之间的信息共享通讯，从而使得器件之间的连接无需跨越其他器件室，从而解决目前电气柜的线路复杂且冗余问题，从而节约线路材料的成本并且具有低碳化和易安装的优点。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本技术实施例提供的测控装置的第一结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的电压保护单元的第一结构示意图；
21.图3为本技术实施例提供的电压保护单元的第二结构示意图；
22.图4为本技术实施例提供的电流保护单元的第一结构示意图；
23.图5为本技术实施例提供的电流保护单元的第二结构示意图；
24.图6为本技术实施例的断路器状态检测控制单元的第一结构示意图；
25.图7为本技术实施例的断路器状态检测控制单元的第二结构示意图；
26.图8为本技术实施例提供的人机交互单元的结构示意图；
27.图9为本技术实施例提供的测控装置的第二结构示意图；
28.图10为本技术实施例提供的电气柜的结构示意图。
29.图标：1-电气柜；2-电气柜本体；3-测控装置；4-柜体；5-柜门；6-仪表室；7-断路器室；8-电缆室；a-断路器；can-总线；10-人机交互单元；110-人机交互控制器；120-第四总线通信元件；130-显示屏元件；140-操作元件；20-电压保护单元；210-电压控制器；220-第一总线通信元件；230-第一模数转换元件；30-电流保护单元；310-电流控制器；320-第二总线通信元件；330-第二模数转换元件；40-断路器状态检测控制单元；410-断路控制器；420-第三总线通信元件；430-开关量输入元件；4310-隔离手车位置开入；4320-断路器状态开入；440-开关量输出元件；4410-断路器合闸控制继电器；4420-断路器分闸控制继电器；4430-隔离手车实验位置继电器；4440-隔离手车工作位置继电器；50-断路器控制信号线；50a-第一断路器控制信号线；50b-第二断路器控制信号线。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。
31.本技术实施例提供一种测控装置，该测控装置可用于对电力系统进行数据监测和
控制，如图1所示，该测控装置包括人机交互单元10、电压保护单元20、电流保护单元30以及断路器状态检测控制单元40，该人机交互单元10、电压保护单元20、电流保护单元30以及断路器状态检测控制单元40通过总线can连接。
32.上述设计的测控装置，电压保护单元20用于对电力系统的电压数据进行监测，基于监测的电压数据确定是否进行电压保护，并将监测的电压数据通过总线can同步给其他组件，例如，电压保护单元20可接收电压互感设备转换来的电力系统的二次侧电压进行监测和保护。
33.电流保护单元30用于对电力系统的电流数据进行检测，并基于监测的电流数据确定是否进行电流保护，并将监测的电流数据通过总线can同步给其他组件，例如，电流保护单元30可检测电力系统的三相电流数据并进行相应的三相电流保护。
34.断路器状态检测控制单元40，用于监测所述电力系统的断路器和/或隔离手车状态，并基于断路器和/或隔离手车状态确定是否对断路器和/或隔离手车进行分合闸，并将断路器和/或隔离手车状态通过总线can同步给其他组件；人机交互单元10，用于接收其他组件通过总线can同步的监测数据，并将接收到的监测数据进行展示以及接收操作信息，基于操作信息通过总线can下发对应的操作指令给对应的组件，例如，人机交互单元10将电压保护单元20监测的电压数据进行显示。
35.上述设计的测控装置，本方案将检测控制元件进行功能拆分，将相应功能器件就近集成组合形成集成功能单元，例如，电压保护单元20、电流保护单元30等，然后将不同的集成功能单元通过总线can的方式实现不同集成单元之间的信息共享通讯，从而使得单个集成功能单元中的器件就近安装接线简单，不同集成功能单元之间通过总线can连接接线简便，从而解决目前高压配电装置的线路复杂且冗余问题，从而节约线路材料的成本并且具有低碳化和易安装的优点。
36.在本实施例的可选实施方式中，如图2所示，电压保护单元20包括电压控制器210、第一总线通信元件220以及第一模数转换元件230，电压控制器210通过第一总线通信元件220与总线can连接，电压控制器210与第一模数转换元件230连接。
37.上述设计的电压保护单元20，第一模数转换元件230用于与电力系统的电压检测器件连接，以对电压检测器件检测的电压数据进行模数转换后传输给电压控制器210，其中，该电压检测器件具有可为电压互感设备；电压控制器210基于模数转换后的电压数据确定是否进行电压保护，并将模数转换后的电压数据通过第一总线通信元件220同步与总线can连接的其他组件。
38.具体的，如图3所示，该电压保护单元20可与电压互感设备的a相电压接线端子、b相电压接线端子、c相电压接线端子以及零序电压接线端子连接，从而使得电压保护单元20可与对应的电压互感设备连接，实现电压互感设备转换的每相二次侧电压数据的监测。
39.在本实施例的可选实施方式中，如图4所示，电流保护单元30包括电流控制器310、第二总线通信元件320以及第二模数转换元件330，电流控制器310通过第二总线通信元件320与总线can连接，电流控制器310与第二模数转换元件330连接。
40.第二模数转换元件330，用于与电力系统的电流检测器件连接，以对电流检测器件检测的电流数据进行模数转换后传输给电流控制器310；电流控制器，用于基于模数转换后的电流数据确定是否进行电流保护，并将模数转换后的电流数据通过第二总线通信元件同
步与总线can连接的其他组件。
41.具体的，如图5所示，该电流控制器310可通过第二模数转换元件330与电流检测器件的a相测量电流端子、b相测量电流端子、c相测量电流端子、a相保护电流端子、b相保护电流端子、c相保护电流端子、零序保护电流端子连接，从而接收电流检测器件检测的电流数据并进行模数转换和实现对应的保护控制；另外，该电流控制器310还可与接地刀状态开入连接，实现接地刀状态监测；还可与接地刀控制接口连接，实现接地刀的开关控制。
42.在本实施例的可选实施方式中，如图6所示，断路器状态检测控制单元40包括断路控制器410、第三总线通信元件420、开关量输入元件430以及开关量输出元件440，断路控制器410通过第三总线通信元件420与总线can连接，断路控制器410通过开关量输入元件430以及开关量输出元件440与电力系统的断路器连接；
43.上述设计的断路器状态检测控制单元40，断路控制器410通过开关量输入元件430检测断路器和/或隔离手车状态，并将断路器和/或隔离手车状态通过第三总线通信元件420同步与总线can连接的其他组件；并在接收到分合闸命令时，通过开关量输出元件440对断路器和/或隔离手车进行驱动，以断开断路器或隔离手车。
44.具体的，如图7所示，该开关量输入元件430可包括隔离手车位置开入4310和断路器状态开入4320，其中，断路控制器410可通过隔离手车位置开入4310检测隔离手车的当前状态，可通过断路器状态开入4320检测断路器的当前状态。
45.该开关量输出元件440可包括断路器合闸控制继电器4410、断路器分闸控制继电器4420、隔离手车实验位置继电器4430以及隔离手车工作位置继电器4440，其中，断路控制器410在接收到断路器合闸信号后可通过控制断路器合闸控制继电器4410控制断路器合闸从而实现电力系统的接通，断路控制器410在接收到断路器分闸信号后可通过断路器分闸控制继电器4420控制断路器分闸，从而实现电力系统的隔离；同样的，断路控制器410可在接收到隔离手车实验位置信号时，可通过隔离手车实验位置继电器4430控制隔离手车处于实验位置，从而实现电力系统的接通；断路控制器410可在接收到隔离手车工作位置信号时，可通过隔离手车工作位置继电器4440控制隔离手车处于工作位置，从而实现电力系统的隔离。
46.在本实施例的可选实施方式中，如图8所示，人机交互单元10包括人机交互控制器110、第四总线通信元件120、显示屏元件130以及操作元件140，人机交互控制器110通过第四总线通信元件120与总线can连接，人机交互控制器110分别与显示屏元件130以及操作元件140连接。
47.上述设计的人机交互单元10，人机交互控制器110通过第四总线通信元件120接收其他组件通过总线can同步的监测数据，并将监测数据通过显示屏元件130进行显示，并通过操作元件140接收操作信息，基于操作信息通过总线can下发对应的操作指令给对应的组件。
48.具体的，人机交互控制器110可通过rs485通信接口与断路控制器连接，从而可接收用户在操作元件140上操作的断路器分合闸操作，进而通过rs485通信接口向断路控制器410发送断路器分合闸信号，使得断路控制器410根据对应的分合闸信号控制断路器实现对应的分合闸动作。
49.在本实施例的可选实施方式中，电压保护单元20和电流保护单元30中至少一个单
元通过断路器控制信号线50与断路器a连接，以在监测数据异常情况下向断路器发送控制信号。其中，断路器控制信号线50可包括多根断路器控制信号线50，多根断路器控制信号线50分别传输断路器分闸控制信号、断路器合闸控制信号、断路器分闸状态信号以及断路器合闸状态信号。
50.例如，如图9所示，电流保护单元30通过两根断路器控制信号线50与断路器a连接，其中一条第一断路器控制信号线50a传输断路器分闸控制信号，另外一条第二断路器控制信号线50b传输断路器合闸控制信号，当电流保护单元30监测到电流出现故障时，可通过第一断路器控制信号线50a传输断路器分闸控制信号，从而直接对断路器a进行控制，以达到保护的及时性。在切断故障后，电流保护单元30可通过第二断路器控制信号线50b传输断路器合闸控制信号，从而及时恢复电力系统的接入。同样的，电压保护单元20在电压异常和电压异常恢复情况下也可以采用直接控制断路器的方式。
51.上述实施例，本方案通过在电流保护单元和电压保护单元与断路器之间设计专门的断路器控制信号线，从而使得在电流/电压异常情况下，电流保护单元和电压保护单元可直接对断路器进行分合闸控制，从而使得在异常情况下断路器的分合闸延时降低，从而实现保护的及时性。
52.同样的，本方案还可以在电压保护单元20和电流保护单元30中通过隔离手车控制信号线与隔离手车连接，从而在异常情况下及时向隔离手车发送控制信号，实现保护的及时性。
53.第二实施例
54.如图10所示，本方案提供一种电气柜1，该电气柜1包括电气柜本体2和第一实施例中任一可选实施方式所示的测控装置3，该电气柜本体2包括柜体4和与柜体连接的柜门5，该柜体4包括仪表室6、断路器室7以及电缆室8，断路器室7设置于电缆室8上方，仪表室6设置于断路器室7上方；人机交互单元10设置于柜门5上，电压保护单元20设置于仪表室6内，断路器状态检测控制单元40设置于断路器室7内，电流保护单元30设置于电缆室8内。
55.由于设计的电气柜1包含有第一实施例中的测控装置3，因此，设计的电气柜1的不同的集成功能单元通过总线can的方式实现不同集成单元之间的信息共享通讯，从而使得器件之间的连接无需跨越其他器件室，从而解决目前电气柜的线路复杂且冗余问题，从而节约线路材料的成本并且具有低碳化和易安装的优点。
56.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
57.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
58.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部
分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
59.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
60.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。