CN205826775U - 一种电力负荷综合保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电力负荷综合保护装置，包括开关模块、主动保护模块和被动保护模块，所述开关模块用于完成电路的自动或手动开/合闸操作，所述主动保护模块包括电力参数采集单元、数据转换单元、剩余电流检测单元及电能质量分析单元；其中，所述电力参数采集单元用于系统电压、用户电流信号的采集，所述数据转换单元用于对采集的电压、电流信号进行A/D转换，所述剩余电流检测单元用于系统中剩余电流的检测，所述电能质量分析单元用于分析处理所述数据转换单元转换后的电压、电流信号，以及剩余电流信号。本实用新型的电力负荷综合保护装置，能够对家庭或其它用电单位中的电力负荷进行有效的综合保护，确保用电安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力设备领域，具体涉及一种电力负荷综合保护装置。
背景技术
中国目前正致力于建设坚强智能电网，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现电力系统从发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的智能感知、智能识别、智能控制的功能，从而提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。随着智能电网高级计量体系的研究和建设，与居民直接相关的用电信息采集和在线控制保护的功能需求逐渐显现。
目前我国电力系统在用电环节仍以传统用电方法为主，一般是采用智能电能表与空气开关配合使用。空气开关又名空气断路器，是一种只要电路中电流超过额定电流就会自动断开的开关。空气开关是低压配电网络中非常重要的一种电器，除能完成接触和分断电路外，也能对电路或电气设备简单的短路、过载等进行保护。但是，随着家用电气设备越来越精密，对电能质量的要求也越来越高，除了常见的短路、过载等意外情况，还需要对电能质量进行进一步的检测分析，并对剩余电流进行检测，以保证家庭或其它电路中的用电器安全。另外，电路中出现电压的突波尖峰、毛刺，以及雷击涌流等意外情形时，也需要及时断开电路，以保护电力负载。
实用新型内容
本实用新型解决的技术问题在于提供一种电力负荷综合保护装置，实现对电路中电能质量及剩余电流的综合分析处理，以及火灾、雷击等意外情形的防护。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种电力负荷综合保护装置，包括开关模块、主动保护模块和被动保护模块，所述开关模块用于完成电路的自动或手动开/合闸操作，所述主动保护模块包括电力参数采集单元、数据转换单元、剩余电流检测单元及电能质量分析单元；其中，
所述电力参数采集单元包括电流互感器、电压采样电路、第一信号调理单元，用于系统电压、用户电流信号的采集，所述数据转换单元用于对所述电力参数采集单元采集的电压、电流信号进行A/D转换，所述剩余电流检测单元包括剩余电流互感器、第二信号调理单元、A/D转换单元，用于系统中剩余电流的检测，所述电能质量分析单元用于分析处理所述数据转换单元转换后的电压、电流信号，以及分析处理所述剩余电流检测单元检测的信号。
优选的，所述电能质量分析单元检测的电能质量缺陷包括漏电、谐波、过压、欠压、缺相、过流、骤升及暂降。
进一步的，所述电能质量分析单元还用于检测到电力参数越限后，进入主动保护模式，并根据故障类型执行相应处理预案，控制开关模块实现自动分/合闸，或者人工确认后合闸。
进一步的，所述开关模块还包括过零检测单元和状态检测单元，所述过零检测单元用于检测电压、电流过零点，所述状态检测单元用于检测开关模块的工作状态。
优选的，所述开关模块在电压为零时合闸，在电流为零时分闸。
进一步的，所述被动保护模块用于抑制、吸收系统电压出现的突波尖峰、毛刺，并在系统电压超过保护值或出现雷击涌流时断开电路。
进一步的，还包括通信模块，所述通信模块用于装置与外部网络之间的通信。
优选的，所述电力负荷综合保护装置集成于一体化的家庭电能接线箱中。
本实用新型的电力负荷综合保护装置，在传统的保护装置如空气开关的基础上，增加了主动保护模块。通过主动保护模块中的电力参数采集单元采集电压、电流等电能参数，并经数据转换单元进行A/D转换后，由电能质量分析单元进行综合分析处理，从而完成对各种电能质量缺陷的检测，并在上述缺陷超出阈值时及时断开开关模块，对接入的电力负荷进行有效保护；并根据处理预案，控制开关模块自动合闸或者在人工确认后合闸。同时，电能质量分析单元还对电路中的剩余电流进行实时检测，并进行分析处理，从而对产生剩余电流的各种隐患进行及时预警，避免了事故的发生。另一方面，通过被动保护单元，本实用新型的装置能够对系统电压出现的突波尖峰、毛刺进行吸收，并在系统电压超过保护值或出现雷击涌流及时断开电路，确保了用电安全。
附图说明
图1为本实用新型的电力负荷综合保护装置实施例的模块结构示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
如图1所示，本实用新型提供了一种电力负荷综合保护装置，包括开关模块、主动保护模块和被动保护模块。其中，开关模块用于完成电路的自动或手动开/合闸操作，具体包括分/合闸电源和分/合闸机构，其中，分/合闸机构可以是由电机带动的动触点与静触点接触，或者是电磁吸合动触点与静触点接触，或者是电源激励永磁体吸合动触点与静触点接触，也可以是SCR/IGBT/MOSFET/GTR半导体器件中的任意一种。
作为优选方案，开关模块还包括过零检测单元及状态检测单元，过零检测单元用于检测电压、电流过零点，使开关模块在电压为零时合闸，在电流为零时分闸，从而避免电路中的浪涌。状态检测单元用于检测开关模块的工作状态，并在检测到异常状态时将报警信息发送给控制单元。
如图1所示，主动保护模块包括电力参数采集单元、数据转换单元、剩余电流检测单元及电能质量分析单元。其中，
电力参数采集单元包括电流互感器、电压采样电路、第一信号调理单元，用于系统电压、用户电流信号的采集。上述采集的信号为模拟信号，并由数据转换单元进行A/D转换，以便于电能质量分析单元进行处理分析。
同时，剩余电流检测单元包括剩余电流互感器、第二信号调理单元、A/D转换单元，用于系统中剩余电流的检测。剩余电流是指低压配电线路中各相(含中性线)电流矢量和不为零的电流。其一般由线路老化造成的短路或单相接地故障引起，由于导线的泄漏电流一般为mA级，线路的过电流保护(过负荷保护和短路保护)无法动作发挥保护作用。因此，剩余电流检测单元能够有效避免此方面的故障发生，进一步提高装置的保护性能。
上述电力参数采集单元和剩余电流检测单元采集的数据，由电能质量分析单元进行分析处理。电能质量分析单元为具有计算处理能力的处理器及其配套电路，能够对转换后的数字信号进行分析，检测出电能质量的诸如漏电、谐波、过压、欠压、缺相、过流、骤升及暂降等缺陷，进而在上述缺陷超出阈值时及时发出报警或断开电路，确保电力负荷的用电安全。
具体的，当上述电能质量分析单元检测到参数越限后，控制开关模块进入主动保护模式。出现故障时，开关模块自动分闸并报警，根据故障类型自动执行相应处理预案，预案允许自动合闸情况下，故障解除后自动合闸；预案不允许自动合闸情况下报警等待人工确认。
被动保护模块为常见的空气开关或其它保护装置，可以抑制、吸收系统电压出现的突波尖峰、毛刺，并在系统电压超过保护值或出现雷击涌流时断开电路，从而完成电力负荷的全面保护。
作为进一步的优选方案，本实施例中的装置还设置了通信模块，以实现装置与外部网络之间的通信。具体的，其可以为有线或无线通信单元及对应的通信接口，比如以太网、电力线载波通信、wifi、ZIGBEE、ZWAVE、蓝牙等通信单元，或RJ45、RS232、485、CAN总线等通信接口。
优选的，实际实施时，上述电力负荷综合保护装置集成于一体化的家庭电能接线箱中，配合计量模块等作为整个家庭电能接入装置的一部分，完成对家庭或其它单位的用电保护。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种电力负荷综合保护装置，其特征在于：包括开关模块、主动保护模块和被动保护模块，所述开关模块用于完成电路的自动或手动开/合闸操作，所述主动保护模块包括电力参数采集单元、数据转换单元、剩余电流检测单元及电能质量分析单元；其中，
所述电力参数采集单元包括电流互感器、电压采样电路、第一信号调理单元，用于系统电压、用户电流信号的采集，所述数据转换单元用于对所述电力参数采集单元采集的电压、电流信号进行A/D转换，所述剩余电流检测单元包括剩余电流互感器、第二信号调理单元、A/D转换单元，用于系统中剩余电流的检测，所述电能质量分析单元用于分析处理所述数据转换单元转换后的电压、电流信号，以及分析处理所述剩余电流检测单元检测的信号。
2.如权利要求1所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述电能质量分析单元检测的电能质量缺陷包括漏电、谐波、过压、欠压、缺相、过流、骤升及暂降。
3.如权利要求2所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述电能质量分析单元还用于检测到电力参数越限后，进入主动保护模式，并根据故障类型执行相应处理预案，控制开关模块实现自动分/合闸，或者人工确认后合闸。
4.如权利要求1所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述开关模块还包括过零检测单元和状态检测单元，所述过零检测单元用于检测电压、电流过零点，所述状态检测单元用于检测开关模块的工作状态。
5.如权利要求4所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述开关模块在电压为零时合闸，在电流为零时分闸。
6.如权利要求1-5任一项所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述被动保护模块用于抑制、吸收系统电压出现的突波尖峰、毛刺，并在系统电压超过保护值或出现雷击涌流时断开电路。
7.如权利要求6所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块用于装置与外部网络之间的通信。
8.如权利要求7所述的电力负荷综合保护装置，其特征在于：所述电力负荷综合保护装置集成于一体化的家庭电能接线箱中。
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| CN201620714299.1U CN205826775U (zh) | 2016-06-30 | 2016-06-30 | 一种电力负荷综合保护装置 |
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| CN (1) | CN205826775U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111812448A (zh) * | 2019-04-11 | 2020-10-23 | 苏州工业园区海沃科技有限公司 | 用于测试配电设备的装置、系统和方法 |
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2016
- 2016-06-30 CN CN201620714299.1U patent/CN205826775U/zh active Active
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