专利名称：预付费装置保护单元的制作方法
技术领域：
预付费装置保护单元(-)技术领域[0001]本实用新型涉及一种预付费装置，具体地说是一种预付费装置保护单元。背景技术：
[0002]为了适应用电管理工作的需要，供电部门推广用户安装IOkV高压预付费计量装置，预付费计量装置适于户外柱上安装，以高压真空断路器为主体，内部嵌入高压计量互感器，侧面开孔，将互感器二次线和断路器的二次控制信号线引入侧面的控制箱内，侧孔经过防水、密封处理与侧面的控制箱连在一起，预付费电能表放在侧面的控制箱内。当用户预购电费达到设定值时预付费电表节点动作，预付费装置的断路器跳闸切断用户电源。[0003]预付费装置由于安装距离用户变电站较远，保护单元和预付费电表的过流保护动作、短路保护动作、零序保护动作、预购电费余额低等报警信号、预购电费为零断路器跳闸信号用户无法及时知道。
发明内容[0004]本实用新型的技术任务是针对现有技术的不足，提供一种充分利用高压真空断路器，在用户设备故障时，迅速切断电源的预付费装置保护单元。该保护单元不仅充分利用预付费计量装置，也提高了供电线路的可靠性。[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是[0006]预付费装置保护单元，在预付费计量装置不增加保护互感器的情况下，解决计量互感器用于保护回路。计量互感器的铁心磁饱和系数也比较小，在设备短路时，计量级的互感器已经磁饱和，只能反应超过互感器额定值120%以内的过电流值，一般短路电流都在额定电流5倍以上，所以计量互感器就不能线性反应短路电流值。通过分析短路时有两个特点一是，电流大，二是，电压低。利用计量互感器线性过电流最大值和低电压最小值复合作用实现短路保护功能；在预付费装置的出线电缆安装零序CT实现零序电流检测，实现零序过流保护功能；给预付装置电源回路安装UPS不间断电源不仅提高回路电源稳定性，也解决用户设备故障时电压很低开关正常跳闸问题。[0007]其结构包括电压互感器、电压采集模块、电流互感器、电流采集模块、预付费电表、 存储器、CPU、开关电源、预付费装置真空开关和信号驱动电路[0008]1)电压互感器通过电压采集模块与CPU相连接；[0009]2)电流互感器通过电流采集模块与CPU相连接；[0010]3)预付费电表、存储器、开关电源、预付费装置真空开关和信号驱动电路分别与 CPU相连接；[0011]上述信号驱动电路包括电压信号驱动电路、电流信号驱动电路、预购电费余额低报警信号驱动电路和预购电费余额为零报警信号驱动电路；[0012]上述信号驱动电路与信号发射模块相连接。[0013]上述CPU还通过零序电流采集模块与零序互感器相连接；上述信号驱动电路还包括零序电流驱动电路。[0014]上述信号发射模块为无线信号发射模块，与无线接收模块相对应。[0015]上述开关电源与UPS相连接，预付费装置真空开关与UPS相连接。[0016]上述CPU还与输入模块和显示模块相连接。[0017]本实用新型的预付费装置保护单元与现有技术相比，所产生的有益效果是[0018]本实用新型利用预付费装置的互感器、断路器等元件，设计一种预付费装置综合保护单元，具有短路保护功能、过流保护功能、零序过流保护功能、无线通讯功能等，使预付费装置具有保护功能。能在减少预付费客户投资的情况下，实现客户设备的保护功能，同时也提高了供电可靠性。

[0019]附图1为本实用新型的流程框图；[0020]附图2为本实用新型的原理结构示意图。[0021]图中[0022]1、输入模块，2、显示模块，3、电压互感器，4、电压采集模块，5、电流互感器，6、电流采集模块，7、零序互感器，8、零序电流采集模块，9、预付费电表，10、存储器，11、CPU，12、开关电源，13、UPS, 14、预付费装置真空开关，15、无线发射模块，16、无线接收模块，17、信号驱动电路。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图对本实用新型的预付费装置保护单元作以下详细地说明。[0024]如附图1所示，本实用新型的预付费装置保护单元，其结构包括输入模块1、显示模块2、电压互感器3、电压采集模块4、电流互感器5、电流采集模块6、零序互感器7、零序电流采集模块8、预付费电表9、存储器10、CPU11、开关电源12、UPS13、预付费装置真空开关 14、无线信号发射模块15、无线接收模块16和信号驱动电路17，上述电压互感器3通过电压采集模块4与CPUll相连接，电流互感器5通过电流采集模块6与CPUll相连接，零序互感器7通过零序电流采集模块8与CPUll相连接；输入模块1、显示模块2、预付费电表9、 存储器10、开关电源12、预付费装置真空开关14和信号驱动电路17分别与CPUll相连接； 上述UPS13分别与开关电源12和预付费装置真空开关14相连接；上述信号驱动电路17与无线信号发射模块15相连，无线信号发射模块15则与无线接收模块16相对应。[0025]上述信号驱动电路17包括电压信号驱动电路、电流信号驱动电路、零序电流驱动电路、预购电费余额低报警信号驱动电路和预购电费余额为零报警信号驱动电路。[0026]如附图2所示[0027]上述输入模块1 (如输入键盘)和显示模块2 (如显示器)组成保护单元的控制显示电路，用来给保护单元输入定值、查看报告、显示数据等功能。[0028]上述电压互感器3和电压采集模块4组成保护单元的电压采集电路。电压采集模块4的VAC-I或VAC-2采集电压，接到CPUll的输入端1脚和2脚；当采集电压低于或等于设定电压值时，CPUll程序比较运算后延时沈脚输出跳闸信号驱动继电器K1，K1-1节点动作YFFKG断路器跳闸，实现过短路跳闸功能。同时CPUll的M脚输出短路保护动作信号驱动继电器K3，K3-1节点动作通过无线信号发射模块15发射短路保护动作跳闸信号。[0029]上述电流互感器5、电流采集模块6组成保护单元的电流采集电路。电流采集模块6的IAC-I或IAC2采集电流，接到CPUll的输入端3脚和4脚，当采集电流大于或等于设定电流值时，CPUll内部程序比较运算后延时沈脚输出跳闸信号驱动继电器K1，K1-1节点动作YFFKG断路器跳闸，实现过电流跳闸功能。同时CPUll的25脚输出过电流保护动作信号驱动继电器Κ2，Κ2-1节点动作通过无线信号发射模块15发射过电流保护动作跳闸信号。[0030]上述零序互感器7、零序电流采集模块8组成保护单元的零序过电流采集电路。零序电流采集模块8的IAC-3采集零序电流，接到CPUll的输入端5脚，当采集零序电流大于或等于设定电流值时，CPUll内部程序比较运算后延时沈脚输出跳闸信号驱动继电器Κ1， Kl-I节点动作YFFKG断路器跳闸，实现过零序电流跳闸功能。同时CPUll的23脚输出零序电流保护动作信号驱动继电器Κ4，Κ4-1节点动作通过无线信号发射模块15发射过电流保护动作跳闸信号。[0031]预付费电表9预购电费低报警信号和预购电费为零断路器跳闸信号，输入到保护单元组成预购电费报警采集电路。[0032]预付费电表9的YFFDB-3预付费电表报警节点，接到CPUll的输入端38脚，当预购电费余额等于或低于设定值时CPUll内部程序比较运算后22脚输出预购电费低报警信号驱动继电器Κ5，Κ5-1节点动作通过无线信号发射模块15发射预购电费余额低报警信号。[0033]预付费电表9的YFFDB-I预购电费余额为零断路器跳闸信号节点，接到CPUll的输入端39脚，当预购电费余额为零时CPUll内部程序比较运算后沈脚输出跳闸信号驱动继电器Κ1，Κ1-1节点动作YFFKG断路器跳闸，同时CPUll的21脚输出预购电费余额为零断路器跳闸信号驱动继电器Κ6，Κ6-1节点动作通过无线信号发射模块15发射预购电费余额为零断路器跳间信号。[0034]上述存储器10用来存放保护单元的各种数据。[0035]上述CPUll是保护单元的中央处理器，根据输入量的变化经程序运算后输出驱动相应的外围元件，CPU采用16位或32位的ARM嵌入式单片机，可以采用8位的51系列单片机。[0036]上述UPS13连接保护单元的开关电源12和预付费装置真空开关14 (断路器)，在电压低时给开关电源12和预付费装置真空开关14提供稳定电源，开关电源12给保护单元提供稳定的直流电源。[0037]上述预付费装置真空开关14即断路器，用以保护单元输出跳闸指令本断路器跳闸。[0038]上述无线发射模块15、无线接收模块6组成保护单元的信号无线输出电路。
权利要求1.预付费装置保护单元，包括电压互感器(3)、电压采集模块G)、电流互感器(5)、电流采集模块(6)、预付费电表(9)、存储器(10) XPU(Il)、开关电源(12)、预付费装置真空开关(14)和信号驱动电路(17)，其特征在于1)电压互感器(3)通过电压采集模块⑷与CPU(Il)相连接；2)电流互感器(5)通过电流采集模块(6)与CPU(Il)相连接；3)预付费电表(9)、存储器(10)、开关电源(12)、预付费装置真空开关(14)和信号驱动电路(17)分别与CPU(Il)相连接；上述信号驱动电路(17)包括电压信号驱动电路、电流信号驱动电路、预购电费余额低报警信号驱动电路和预购电费余额为零报警信号驱动电路；上述信号驱动电路(17)与信号发射模块相连接。
2.根据权利要求1所述的预付费装置保护单元，其特征在于，上述CPU(Il)还通过零序电流采集模块(8)与零序互感器(7)相连接；上述信号驱动电路(17)还包括零序电流驱动电路。
3.根据权利要求1所述的预付费装置保护单元，其特征在于，上述信号发射模块为无线信号发射模块(15)，与无线接收模块(16)相对应。
4.根据权利要求1所述的预付费装置保护单元，其特征在于，上述开关电源(12)与 UPS (13)相连接。
5.根据权利要求1所述的预付费装置保护单元，其特征在于，上述预付费装置真空开关(14)与UPS(13)相连接。
6.根据权利要求1所述的预付费装置保护单元，其特征在于，上述CPU(Il)还与输入模块(1)和显示模块( 相连接。
专利摘要本实用新型提供一种预付费装置保护单元，其结构包括电压互感器、电压采集模块、电流互感器、电流采集模块、预付费电表、存储器、CPU、开关电源、预付费装置真空开关和信号驱动电路；上述电压互感器通过电压采集模块与CPU相连接，电流互感器通过电流采集模块与CPU相连接；预付费电表、存储器、开关电源、预付费装置真空开关和信号驱动电路分别与CPU相连接。本实用新型利用预付费装置的互感器、断路器等元件，设计一种预付费装置综合保护单元，具有短路保护功能、过流保护功能、零序过流保护功能、无线通讯功能等，使预付费装置具有保护功能。能在减少预付费客户投资的情况下，实现客户设备的保护功能，同时也提高了供电可靠性。
文档编号G01R11/02GK202276130SQ201120366888
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月30日 优先权日2011年9月30日
发明者刘炼, 张敬敏, 赵东溪, 钟海峰, 陈鹏程, 魏玮 申请人:刘炼, 张敬敏, 赵东溪, 钟海峰, 陈鹏程, 魏玮