一种负荷控制回路的智能模组、负荷控制回路及控制方法与流程

1.本发明属于负荷控制回路领域，具体涉及一种负荷控制回路的智能模组、负荷控制回路及控制方法。


背景技术：

2.新型电力系统建设背景下，电网企业对末端客户、电力客户对自身的用电安全和用电质量要求在不断提升。电网企业由于电网平衡调节、配电网安全运行等实际需求，通过开展精细化的负荷安全管理，提升负荷侧调控的安全性和可靠性，防范由于客户电气故障对电网运行和管理造成不利影响；电力客户由于迫切希望减少因电气安全事故引发的设备损坏和人身伤亡，通过提升用电安全隐患全过程管控技术能力，解决用电安全风险因素辨识不清、安全风险预警能力缺失、故障防控不到位等难题，促进企业整体用电安全管理水平提高，提升企业经营的质效。
3.目前，负荷控制回路中脱扣电路的设计，仅有简单的滤波回路，容易受干扰信号影响，当系统中有干扰信号发生时，干扰信号达到三极管驱动电平时，触发三极管导通，进而驱动控制回路脱扣器动作，产生控制误动，且没有后备控制回路，在系统运行中有存在拒动的隐患。


技术实现要素：

4.为克服上述现有技术的不足，本发明提出一种负荷控制回路的智能模组，包括：
5.回路参数监测模块、主控芯片模块和分合闸控制模块，所述回路参数监测模块的一端和分合闸控制模块的一端均与所述主控芯片模块连接，所述回路参数监测模块的另一端和所述分合闸控制模块的另一端均与智能模组外部的负荷控制回路连接；
6.所述主控芯片模块，用于根据所述回路参数监测模块获取的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于通过所述分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况；还用于在所述负荷控制回路分闸失败后，发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸。
7.优选的，所述分合闸控制模块包括：分压检测电路、脱扣输出控制电路和后备电机控制电路；
8.所述分压检测电路的一端、脱扣输出控制电路的一端和后备电机控制电路的一端均与所述主控芯片模块连接；
9.所述分压检测电路的另一端、脱扣输出控制电路的另一端和所述后备电机控制电路的另一端均与所述负荷控制回路的开关连接；所述分压检测电路，用于获取所述开关中脱扣器两端的电压后，将所述电压发送给主控芯片模块；
10.所述脱扣输出控制电路，用于根据主控芯片模块的控制指令对所述脱扣器进行分闸；
11.当所述控制器对所述脱扣器分闸失败后，所述后备电机控制电路，用于根据主控
芯片模块的控制指令，控制所述开关的电机进行脱扣器防拒动分闸。
12.优选的，所述回路参数监测模块，包括：电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器、计量电路和采样与放大电路；
13.所述电流互感器的输出端分别与所述计量电路接收端和所述采样与放大电路的接收端连接；
14.所述剩余电流互感器的输出端和所述温度传感器的输出端分别与所述采样与放大电路的接收端连接；
15.所述电流互感器的输入端、剩余电流互感器的输入端和温度传感器的输入端均与所述开关连接；
16.所述计量电路的输出端和所述采样与放大电路的输出端与所述主控芯片的不同引脚连接；
17.所述计量电路，用于对所述电流互感器发送的基础参数信号，经过采样、滤波和计算，生成参数数据，并发送给所述主控芯片模块；
18.所述采样与放大电路，用于对所述电流互感器、剩余电流互感器和温度传感器发送的基础参数信号进行信号转换和信号放大后，生成参数数据，并发送给所述主控芯片模块。
19.优选的，所述主控芯片模块，包括：主控芯片、mos管抗干扰电路和通信单元；
20.所述主控芯片通过控制端口与所述mos管抗干扰电路的信号接收端连接；所述主控芯片与所述通信单元的一端连接；所述mos管抗干扰电路的信号输出端分别与所述脱扣输出控制电路的一端和所述后备电机控制电路的一端连接；
21.所述主控芯片分别连接计量电路、采样与放大电路以及分压检测电路；
22.所述通信单元的另一端与所述智能模组外部的终端连接；
23.所述主控芯片，用于根据接收的所述计量电路和所述采样与放大电路的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于根据所述分压检测电路的电压，检测所述脱扣器的电压接线情况；还用于通过所述通信单元接收所述终端的控制指令，并将所述控制指令通过所述mos管抗干扰电路发送给对应的电路进行执行。
24.优选的，所述主控芯片，包括：数据安全处理单元、控制单元和电力负荷分级单元；
25.所述数据安全处理单元，用于对所述参数数据，进行数据处理，获得数据处理结果，根据所述数据处理结果执行对应的安全处置功能；
26.所述控制单元，用于根据所述电压，检测所述开关的电压接线情况，当检测结果异常时，进行报警处理，并根据所述终端的控制指令，执行对应的控制功能；
27.所述电力负荷分级单元，用于对电力负荷进行辨识和分级，并进行对应分级监控管理；
28.其中，所述安全处置功能至少包括下述中的一种或多种：参数数据监测功能、告警功能和故障定位功能。
29.优选的，所述控制单元，包括：
30.安全检测子单元：用于对智能模组和负荷控制回路进行异常检测，并当检测结果异常时，进行告警；
31.控制子单元：用于接收所述终端的控制指令，并根据所述控制指令执行脱扣器分
闸或脱扣器合闸。
32.基于同一发明构思，本发明还提供了一种负荷控制回路，包括：高压开关、中压开关、低压开关、中压负荷、低压负荷、智能模组、第一变压器和第二变压器和终端；
33.所述高压开关的一端连接负荷控制回路外部的高压电网，所述高压开关的另一端连接所述第一变压器的高压侧，所述第一变压器的中压侧连接所述中压开关的一端，所述中压开关的另一端连接所述第二变压器的中压侧，所述第二变压器的低压侧连接所述低压开关；所述智能模组包括中压智能模组和低压智能模组；
34.所述中压负荷和所述中压智能模组均连接在所述中压开关上，所述中压智能模组与所述终端通讯连接；
35.所述低压负荷和所述低压智能模组均连接在所述低压开关上，所述低压智能模组与所述终端通讯连接；
36.其中，所述智能模组为发明内容中所述的一种负荷控制回路的智能模组。
37.基于同一发明构思，本发明还提供了一种负荷控制回路的智能模组的控制方法，包括：
38.智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能；
39.所述主控芯片模块通过分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况，在所述负荷控制回路分闸失败后，所述主控芯片模块发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸；
40.其中，所述智能模组为本发明所述的一种负荷控制回路的智能模组。
41.优选的，所述主控芯片模块通过分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况，在所述负荷控制回路分闸失败后，所述主控芯片模块发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸，包括：
42.通过智能模组的分压检测电路获取所述负荷控制回路中脱扣器的电压，并将所述电压传输给所述主控芯片模块的主控芯片，进行脱扣器的电压接线情况检测；
43.通过所述主控芯片的控制端口，将控制指令通过mos管抗干扰电路发送给脱扣输出控制电路，进而执行脱扣器的分闸；
44.当所述控制器执行脱扣器的分闸失败后，通过主控芯片的控制端口，将控制指令通过所述mos管抗干扰电路发送给后备电机控制电路，控制电机进行脱扣器的拒动分闸；
45.其中，所述控制指令为pwm控制信号；所述主控芯片预先设置了所述控制端口在正常状态为输入模式，只在发送控制指令时为输出模式，进而防止干扰信号进行防误动操作。
46.优选的，所述智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能，还包括：
47.通过智能模组的主控芯片模块根据所述负荷控制回路对应的用电设备的相关标准，通过负荷辨识逻辑，将所述用电设备中的电力负荷划分成保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷；
48.所述主控芯片模块获取所述保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷的挂接位置，并根据所述挂接位置，对所述三级负荷进行负荷回路控制，实现负荷的辨别和控制功能。
49.优选的，所述智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能，包括：
50.主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并通过参数数据监测功能，对所述参数数据进行监测；
51.当所述参数数据超过预先设定的参数数据门限值时，通过告警功能进行告警，并通过故障定位功能对故障位置进行定位；
52.其中，所述安全处置功能至少包括下述中的一种或多种：参数数据监测功能、告警功能和故障定位功能。
53.与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：
54.本发明提供了一种负荷控制回路的智能模组、负荷控制回路及控制方法，包括：回路参数监测模块、主控芯片模块和分合闸控制模块，所述回路参数监测模块的一端和分合闸控制模块的一端均与所述主控芯片模块连接，所述回路参数监测模块的另一端和所述分合闸控制模块的另一端均与智能模组外部的负荷控制回路连接；所述主控芯片模块，用于根据所述回路参数监测模块获取的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于通过所述分合闸控制模块检测所述负荷控制回路的电压接线情况；还用于在所述负荷控制回路分闸失败后，发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸；本发明通过智能模组中的主控芯片模块检测负荷控制回路的电压接线情况，并在检测结果异常的情况下，进行报警处理，以此确保负荷控制回路中的供电和接线处于正常状态，本发明在电压出现问题时进行报警，可以有效避免因电压问题，导致负荷控制回路拒动或误动的情况，本发明的分合闸控制模块有后备电机控制电路，可以在分闸失败后，进行防拒动的有效控制。
附图说明
55.图1为本发明提供的一种负荷控制回路的智能模组示意图；
56.图2为本发明提供的剩余电流检测和采样示意图；
57.图3为本发明提供智能模组的负荷控制回路安全提升示意图；
58.图4为本发明提供的负荷控制回路异常检测方法与可靠控制方法示意图；
59.图5为本发明提供的智能模组的负荷控制回路安全用电监测技术架构示意图；
60.图6为本发明提供的负荷控制回路的物理架构图；
61.图7为本发明提供的一种负荷控制回路的智能模组的控制方法示意图；
62.图8为本发明提供的客户负荷分级控制示意图。
具体实施方式
63.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
64.实施例1：
65.本发明提供的一种负荷控制回路的智能模组，如图1所示，包括：回路参数监测模块、主控芯片模块和分合闸控制模块，回路参数监测模块的一端和分合闸控制模块的一端均与主控芯片模块连接，回路参数监测模块的另一端和所述分合闸控制模块的另一端均与智能模组外部的负荷控制回路中的开关连接；其中，开关包括：脱扣器、电机和rs485接口；智能模组还包括：人机界面；
66.回路参数监测模块包括：电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器、计量电路和采样与放大电路，还包括输入检测电路、a、b、c三相电压线和开关电源；
67.电流互感器的输出端分别与计量电路的接收端以及采样与放大电路的接收端连接；
68.剩余电流互感器的输出端和温度传感器的输出端分别与采样与放大电路的接收端连接；
69.输入检测电路的输入端、电流互感器的输入端、剩余电流互感器的输入端和温度传感器的输入端均与开关连接；
70.a、b、c三相电压线分别连接计量电路和开关电源，开关电源给智能模组供电；
71.输入检测电路的输出端、计量电路的输出端和采样与放大电路的输出端与主控芯片的不同引脚连接；
72.电流互感器，用于对负荷控制回路中的交流电流信号转换，经过一定的变比，使大电流转换为小电流；
73.剩余电流互感器，用于进行剩余电流信号转换，经过一定的变比，使大电流转换为小电流；
74.温度传感器，用于检测开关中进出线端子处的温度信号，并将温度信号转换为电信号；其中，进出线端子a、b、c、n，共计8路测温功能；
75.输入检测电路：用于开关量信号输入，经光耦隔离，进行输入信号检测；
76.计量电路，用于对电流互感器和a、b、c三相电压线发送的基础参数信号，经过采样、滤波和计算，生成参数数据，并发送给主控芯片模块；其中，参数数据包括电压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能和无功电能；
77.采样和放大电路，包括电流采样和放大电路、剩余电流采样和放大电路以及温度采样和放大电路，其中：
78.电流采样和放大电路，包括采样电阻、rc滤波器和运算放大器，用于将电流信号转换为主控芯片模块可以识别的电压信号，并经过运算放大器使电压信号放大到预先设定的范围；
79.剩余电流采样和放大电路，包括采样电阻、rc滤波器和运算放大器，用于将剩余电流信号转换为主控芯片模块可以识别的电压信号，并经过运算放大器使电压信号放大到预先设定的范围；
80.温度采样和放大电路，包括采样电阻、rc滤波器和运算放大器，用于将温度信号转换为主控芯片模块可以识别的电压信号，并经过运算放大器使电压信号放大到预先设定的范围；
81.如图2所示，剩余电流监测的方法还可以通过按键手动检测漏电流互感器(漏电流互感器同剩余电流互感器一样)的接线和剩余电流采集部分硬件是否完好，具体如下：
82.按下按键，可施加一个电压信号到漏电流互感器的一个端子，漏电流互感器为双线圈设计，主线圈可感应出一个电流；
83.剩余电流经过采样与放大电路的电阻、滤波、运放、主控芯片ad转换和计算，可以判断剩余电流互感器接线和采样硬件回路是否正常；
84.如果剩余电流超过设定值，断路器即跳闸，跳闸后20s～60s钟能自动重合闸，若重
合闸后3s钟内因剩余电流仍超限而再次跳闸，则跳闸后闭锁不再重合闸；
85.分合闸控制模块包括分压检测电路、脱扣输出控制电路和后备电机控制电路，还包括：异常检测电路；
86.分压检测电路的一端、脱扣输出控制电路的一端和后备电机控制电路的一端均与主控芯片模块连接；
87.分压检测电路的另一端、脱扣输出控制电路的另一端和后备电机控制电路的另一端均与负荷控制回路的开关连接；
88.异常检测电路的分别连接主控芯片模块和脱扣输出控制电路；
89.分压检测电路，用于获取开关中脱扣器两端的电压后，将电压发送给主控芯片模块；
90.脱扣输出控制电路，用于根据主控芯片模块的控制指令对脱扣器进行分闸；
91.当所述控制器对所述脱扣器分闸失败后，后备电机控制电路，用于根据主控芯片模块的控制指令，控制开关的电机进行脱扣器防拒动分闸；
92.异常检测电路，用于通过脱扣输出控制电路，采集负荷控制回路的电压信号，来判断负荷控制回路的状态，当检测到负荷控制回路出现异常，会上报故障信息，输出信号为pwm波；
93.主控芯片模块，包括主控芯片、mos管抗干扰电路和通信单元；
94.主控芯片通过控制端口与mos管抗干扰电路的信号接收端连接；
95.主控芯片与通信单元的一端连接；
96.mos管抗干扰电路的信号输出端分别与脱扣输出控制电路的一端和后备电机控制电路的一端连接；
97.主控芯片分别连接计量电路、采样与放大电路、分压检测电路、异常检测电路和人机界面；
98.通信单元，包括rs485通信电路和无线通信电路，rs485通信电路分别与主控芯片和开关中的rs485接口连接，用于与终端进行数据通信，并接收终端的控制指令；
99.主控芯片包括：数据安全处理单元、控制单元和电力负荷分级单元；
100.数据安全处理单元的安全处置功能如下：
101.电参数监测功能，用于监测用电线路的电压、电流、各相及总有功功率、各相及总无功功率、频率、功率因数、正反向有功电能、无功电能、三相电流不平衡度、剩余电流等电气参量，并通过主控芯片内部的预先设置的ad转换、傅里叶计算、峰值算法和互感器线性曲线，计算需要的参数；
102.瞬态电流监测功能，用于在负荷控制回路中发生短路拉接地故障时，监测瞬态电流，通过对瞬态电流的发生频次、峰值、持续时间等的智能分析，在较早期发现电气隐患并预警和报警；
103.端子温度监测功能，用与对温度信号转换为的电信号，进行监测当温度大于预先设定的温度限值(温度限值可本地和远程设置)，可根据温度使能设置，进行报警或者跳闸保护；
104.重要设备状态监测功能，用于通过rs485接口接收来自外部各传感器对重要用电设备运行状态数据进行监测，包括温度、湿度、振动、转速等，实现隐患数据的发现、定位、预
警、报警及联动；
105.开关设备健康状态监测功能，用于记录开关设备已操作次数、负荷控制回路(断线)状态、分合闸速度、分合闸线圈电流监测和分析，实现开关机械特性和剩余寿命预测功能；
106.故障电弧监测功能，通过电流互感器对电气线路进行实时监测并对高频电流和低频电流进行动态分析，基于电流波形特征值检测，区分相线的操作电弧和故障电弧，实现对故障电弧的分辨，并对故障电弧发生的频次、位置等进行定位和报警，实现早期电气隐患的预警、报警；
107.数据冻结功能，包含整点冻结、日冻结和月冻结，整点冻结应存储整点的电压、电流、剩余电流、正向及反向有功总电能、8路温度、闸位状态、告警状态等数据；日冻结可存储每天零点的正向及反向有功总电能，可存储62天的数据量；月冻结可存储每月1日零点的正向及反向有功总电能，应可循环存储12次；
108.数据清除功能，用于清除存储的事件记录，可支持分项事件清零；记录清零操作时间和清零项目(记录最近50条),记录累计清零总次数。清除操作作为事件永久记录，设置防止非授权人操作的安全措施，限制每天清零次数不得大于6次；
109.时钟功能，主控芯片可集成时钟芯片，用于实时时钟功能，计时单元的日计时误差≤
±
2s/天；
110.参数门限设置功能，用于设置剩余电流告警、自动跟踪、自动重合闸、过压、欠压、缺相、过载、缺零、全失压、接线端子温度保护等功能的启用和禁用，设置额定剩余电流、额定极限不驱动时间、额定电流、长延时时间、短路短延时倍数、短路短延时时间、短路瞬时倍数、过电压阈值、欠电压阈值、失电压阈值、定时试跳时间、温度阈值、月计算时间实时时钟以及用户密码等主要参数；
111.告警功能：用于当参数数据超过参数门限设置的阈值或功能中设置的阈值时，进行告警；
112.故障定位功能，用于对负荷控制回路中的故障位置进行定位；
113.安全用电保护功能，包括过载长延时保护、短时短延时保护、短时瞬时保护、剩余电流自动跟踪与保护、过欠压保护、缺相保护、缺零保护、接线端子温度保护以及全失压保护等功能；
114.升级功能，通过通讯进行功能在线升级；
115.控制单元包括：安全检测子单元和控制子单元，控制单元的控制功能包括安全控制功能和分合闸控制功能；安全检测子单元的安全控制功能包括：
116.自诊断功能，用于试跳自诊断、存储器故障识别、控制器超温、采集回路失效、时钟电池欠电告警，支持各相接线端子或触头温度、操作次数/触头磨损等自检；
117.开关脱扣器检测功能，通过检测脱扣器两端的电压，判断脱扣器供电和接线是否正常，如果检测异常，通过人机界面和通信，发出报警信息；
118.负荷控制回路异常检测功能，用于检测负荷控制回路的接线，通过采集负荷控制回路电压信号，来判断负荷控制回路的状态，当检测到负荷控制回路出现异常，会上报故障信息，输出信号为pwm波；
119.控制子单元的分合闸控制功能包括：
120.防误动功能，用于将开关脱扣器的电源电压(在脱扣动作期间测得)保持在额定控制电源电压标称范围内，保证在开关的所有工作条件下分励脱扣器可靠的脱扣，主控芯片的控制端口在正常状态下设定为输入模式，避免干扰信号的发出，只有执行分闸控制时，才改为输出，智能模组的操作机构在接到动作命令后,动作时间和分合闸速度满足开关标称的技术指标；
121.防拒动功能，用于控制器执行控制脱扣器分闸动作，脱扣器分闸失败情况下，会启动后备电机控制电路，确保控制可靠执行；
122.远程控制功能，用于通信单元可接收端的控制指令，由主控芯片计算后，实现远程预约分合闸、试跳和预约取消控制；
123.控制信号可靠功能，用于通过通信单元接收到终端的控制信号后，采用硬线连接方式控制开关，可以通过输出有源或无源信号对低压开关进行分合闸控制；
124.控制闭锁功能，用于设定闭锁功能打开，当出现开关绝缘压力低、模组故障等情况，执行闭锁控制，开关不能手动合闸；
125.抗干扰功能，用于控制回路硬件采取rc滤波，滤除高频干扰信号，避免干扰信号引起的误动；对ad采样信号一周期的采样点，采用傅里叶算法、低通滤波算法，有效滤除谐波、杂波的干扰；逻辑保护控制判断添加防抖算法，对异常的突变采样点进行有效滤除；抗快速瞬变脉冲群干扰、抗浪涌干扰、抗静电放电、射频电磁场辐射抗扰度能力符合标称规定；
126.电力负荷分级单元，用于根据电力客户负荷的重要程度，对客户用电回路分级监控管理；
127.主控芯片还包括通信数据安全单元，通信数据安全单元中的通信数据安全功能包括：
128.专用电力通信协议功能，用于采用专用的电力通信协议进行数据传输，包含dlt634.5104、iec104、iec61850、dl/t645、modbus；
129.软件数据加密功能，用于通信数据在发送信息前，先调用信息安全模块软件对信息进行加密，然后发送，到达接收方后，由用户使用相应的解密软件进行解密并还原，采用专用软件数据加密算法，算法的分组长度和密钥长度可达128比特，解密算法与加密算法的结构相同，轮密钥的使用顺序相反，解密轮密钥是加密轮密钥的逆序，加密算法可以抵抗差分攻击、线性攻击等现有攻击；
130.硬件数据加密功能，用于在设备硬件通信模块中使用安全加密芯片，作为设备的安全认证模块，提供安全的硬件平台，模块具备sm1、sm2和sm3国密算法，真随机数发生器等多种安全保护机制，可以实现数据的加密、解密、身份认证、通信数据保护等多种功能，保证了终端设备数据存储、传输、交互的安全性，实现对智能模组安全可靠的“四遥”功能；
131.智能模组的人机界面，包括电子式液晶显示，在正常运行状态下，轮显当前额定剩余电流动作值、额定电流值、时间、三相电压、三相电流、三相及总功率因数、频率、三相及总有功功率、三相及总无功功率、三相及总视在功率、三相及总有功电能、三相及总无功电能、进出线端子温度等；如图3所示，本发明的智能模组对参数数据进行可靠分析、对设备进行可靠检测和对负荷控制回路进行可靠控制，实现负荷控制回路的安全提升；如图4所示，通过智能模组进行负荷控制回路异常检测与可靠控制，当负荷控制回路分闸失败后，通过主控芯片模块发送后备分闸命令给后备电机控制电路，进行脱扣器防拒动的有效控制，并通
过异常检测电路，对负荷控制回路进行异常检测和故障上报，提高了负荷控制回路的安全性；通过如图5所示的智能模组，集实时监控、可靠控制、智能报警、故障保护、远程遥控、抗干扰等功能为一体，在确保客户用电安全的前提下，满足电网对用户负荷的调节控制需求，以及用户自身关键电气、环境参数采集和用电管理需要，实现用电负荷便捷、可靠的管理；剩余电流监测通过按键手动检测的方法，使主控芯片可以区分是按键输入的检测，在完成按键试验检测的同时，并不会造成控制器的误动作。
132.实施例2：
133.基于同一发明构思，本发明还提供了一种负荷控制回路，如图6所示：包括：高压开关、中压开关、低压开关、中压负荷、低压负荷、智能模组、第一变压器和第二变压器和终端；
134.高压开关的一端连接负荷控制回路外部的高压电网，高压开关的另一端连接第一变压器的高压侧，第一变压器的中压侧连接所述中压开关的一端，中压开关的另一端连接第二变压器的中压侧，第二变压器的低压侧连接所述低压开关；智能模组包括中压智能模组和低压智能模组；
135.中压负荷和中压智能模组均连接在中压开关上，中压智能模组与终端通讯连接；
136.低压负荷和低压智能模组均连接在低压开关上，低压智能模组与终端通讯连接；
137.其中，所述智能模组为本发明中所述的一种负荷控制回路的智能模组；
138.智能模组作为负荷控制回路中的一部分，主要是检测、采集、计算线路中的电气、环境数据，控制负载开关，根据使用的电压等级分为中压模组和低压模组，根据使用方法分为内嵌型和增强型，内嵌型模组直接与开关组合为一体化智能型低压开关，与开关高度集成，形成安全可靠的检测、控制和反馈回路，增强型模组为独立单元，灵活安装在回路中，通过电平信号控制开关，对回路进行故障检测和保护；
139.在具体的实施例中，与中压开关连接的中压模组采用增强型，与低压开关连接的低压模组可采用增强型或者内嵌型；本发明的智能模组接入负荷控制回路中，可以解决数据采集不全面、监测不到位问题，使得主站监测、管理和控制更全面、可靠，保证负荷控制回路的安全；对负荷控制回路中的终端、中低压开关数据信息进行统一接入、数据解析和实时计算，与电力客户安全用电在线监测系统主站双向互联，实现安全用电数据就地集成共享、安全用电监测告警管理、安全用电故障定位服务及云边协同业务处理；智能模组接入负荷控制回路中，可以解决用电负荷回路控制误动或拒动等控制不可靠问题，如当电压不稳定或受环境干扰信号抖动，容易产生脱扣器误动作，或者设备刚上电，电源供电不足，导致控制指令不能有效执行，当脱扣器内部连线短路或者断路，就无法控制脱扣器的分闸，不能完成负荷控制回路的有效控制；或者当内部机构发生卡顿，不能完成分闸，脱扣器一直接通会烧坏脱扣器，可可以解决电力客户用电回路分级监控管理问题。
140.实施例3：
141.基于同一种发明构思，本发明还提供了一种负荷控制回路的智能模组的控制方法，如图7所示：
142.步骤1：智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能；
143.步骤2：所述主控芯片模块通过分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况，在所述负荷控制回路分闸失败后，所述主控芯片模块发送后备分闸命令给分合闸
控制模块，进行防拒动分闸；
144.其中，所述智能模组为本发明中任一项所述的一种负荷控制回路的智能模组。
145.具体地，步骤1包括：
146.主控芯片接收回路参数监测模块中计量电路、采样与放大电路、输入检测电路发送的参数数据，参数数据包括负荷控制回路中的电压、电流、各相及总有功功率、各相及总无功功率、频率、功率因数、正反向有功电能、无功电能、三相电流不平衡度和剩余电流；
147.主控芯片根据参数数据，执行对应的安全处置功能，安全处置功能包括：电参数监测功能、瞬态电流监测功能、端子温度监测功能、重要设备状态监测功能、开关设备健康状态监测功能、故障电弧监测功能、数据冻结功能、数据清除功能、时钟功能、参数门限设置功能、告警功能、故障定位功能、安全用电保护功能和升级功能；
148.通过安全处置功能及预先设置的参数门限值，对各参数数据进行监测，当各参数数据超过采纳数门限值或者超出各功能中设定的阈值时，通过告警功能进行告警、报警，并且通过在定位功能对故障位置进行定位；本发明通过主控芯片对参数数据进行统一接入和数据分析，实现对负荷控制回路中各参数数据监测、告警、故障定位等多项功能，使本发明对负荷控制回路的数据采集更全面，监测更到位；
149.具体地，步骤2包括：
150.通过分压检测电路获取负荷控制回路中脱扣器的电压，并将电压传输给主控芯片模块的主控芯片，进行脱扣器的电压接线情况检测；
151.通过主控芯片的控制端口，将控制指令通过mos管抗干扰电路发送给脱扣输出控制电路，进而执行脱扣器的分闸；
152.当控制器执行脱扣器的分闸失败后，通过主控芯片的控制端口，将控制指令通过mos管抗干扰电路发送给后备电机控制电路，控制电机进行脱扣器的拒动分闸；
153.其中，所述控制指令为pwm控制信号，主控芯片预先设置了控制端口在正常状态为输入模式，只在发送控制指令时为输出模式，进而防止干扰信号进行防误动操作；
154.如图8所示，智能模块还包括：主控芯片模块根据负荷控制回路对应的用电设备的相关标准，通过负荷辨识逻辑，将用电设备中的电力负荷划分成保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷；主控芯片模块获取保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷的挂接位置，并根据挂接位置，将有保安负荷、一级负荷、二级负荷的回路从负荷控制序列中排除，对三级负荷进行负荷回路控制，实现负荷的辨别和控制功能；本发明当负荷控制回路分闸失败后，通过主控芯片模块发送后备分闸命令给后备电机控制电路，进行脱扣器防拒动的有效控制，且主控芯片的控制指令为pwm信号，长时间通电也不会使脱扣器发热而损坏，且解决电力客户用电回路分级监控管理问题。
155.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
156.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流
程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
157.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
158.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
159.最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本发明后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种负荷控制回路的智能模组，其特征在于，包括：回路参数监测模块、主控芯片模块和分合闸控制模块，所述回路参数监测模块的一端和分合闸控制模块的一端均与所述主控芯片模块连接，所述回路参数监测模块的另一端和所述分合闸控制模块的另一端均与智能模组外部的负荷控制回路连接；所述主控芯片模块，用于根据所述回路参数监测模块获取的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于通过所述分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况；还用于在所述负荷控制回路分闸失败后，发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸。2.如权利要求1所述的智能模组，其特征在于，所述分合闸控制模块包括：分压检测电路、脱扣输出控制电路和后备电机控制电路；所述分压检测电路的一端、脱扣输出控制电路的一端和后备电机控制电路的一端均与所述主控芯片模块连接；所述分压检测电路的另一端、脱扣输出控制电路的另一端和所述后备电机控制电路的另一端均与所述负荷控制回路的开关连接；所述分压检测电路，用于获取所述开关中脱扣器两端的电压后，将所述电压发送给主控芯片模块；所述脱扣输出控制电路，用于根据主控芯片模块的控制指令对所述脱扣器进行分闸；当所述控制器对所述脱扣器分闸失败后，所述后备电机控制电路，用于根据主控芯片模块的控制指令，控制所述开关的电机进行脱扣器防拒动分闸。3.如权利要求2所述的智能模组，其特征在于，所述回路参数监测模块，包括：电流互感器、剩余电流互感器、温度传感器、计量电路和采样与放大电路；所述电流互感器的输出端分别与所述计量电路接收端和所述采样与放大电路的接收端连接；所述剩余电流互感器的输出端和所述温度传感器的输出端分别与所述采样与放大电路的接收端连接；所述电流互感器的输入端、剩余电流互感器的输入端和温度传感器的输入端均与所述开关连接；所述计量电路的输出端和所述采样与放大电路的输出端与所述主控芯片的不同引脚连接；所述计量电路，用于对所述电流互感器发送的基础参数信号，经过采样、滤波和计算，生成参数数据，并发送给所述主控芯片模块；所述采样与放大电路，用于对所述电流互感器、剩余电流互感器和温度传感器发送的基础参数信号进行信号转换和信号放大后，生成参数数据，并发送给所述主控芯片模块。4.如权利要求3所述的智能模组，其特征在于，所述主控芯片模块，包括：主控芯片、mos管抗干扰电路和通信单元；所述主控芯片通过控制端口与所述mos管抗干扰电路的信号接收端连接；所述主控芯片与所述通信单元的一端连接；所述mos管抗干扰电路的信号输出端分别与所述脱扣输出控制电路的一端和所述后备电机控制电路的一端连接；所述主控芯片分别连接计量电路、采样与放大电路以及分压检测电路；所述通信单元的另一端与所述智能模组外部的终端连接；
所述主控芯片，用于根据接收的所述计量电路和所述采样与放大电路的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于根据所述分压检测电路的电压，检测所述脱扣器的电压接线情况；还用于通过所述通信单元接收所述终端的控制指令，并将所述控制指令通过所述mos管抗干扰电路发送给对应的电路进行执行。5.如权利要求4所述的智能模组，其特征在于，所述主控芯片，包括：数据安全处理单元、控制单元和电力负荷分级单元；所述数据安全处理单元，用于对所述参数数据，进行数据处理，获得数据处理结果，根据所述数据处理结果执行对应的安全处置功能；所述控制单元，用于根据所述电压，检测所述开关的电压接线情况，当检测结果异常时，进行报警处理，并根据所述终端的控制指令，执行对应的控制功能；所述电力负荷分级单元，用于对电力负荷进行辨识和分级，并进行对应分级监控管理；其中，所述安全处置功能至少包括下述中的一种或多种：参数数据监测功能、告警功能和故障定位功能。6.如权利要求5所述的智能模组，其特征在于，所述控制单元，包括：安全检测子单元：用于对智能模组和负荷控制回路进行异常检测，并当检测结果异常时，进行告警；控制子单元：用于接收所述终端的控制指令，并根据所述控制指令执行脱扣器分闸或脱扣器合闸。7.一种负荷控制回路，其特征在于，包括：高压开关、中压开关、低压开关、中压负荷、低压负荷、智能模组、第一变压器和第二变压器和终端；所述高压开关的一端连接负荷控制回路外部的高压电网，所述高压开关的另一端连接所述第一变压器的高压侧，所述第一变压器的中压侧连接所述中压开关的一端，所述中压开关的另一端连接所述第二变压器的中压侧，所述第二变压器的低压侧连接所述低压开关；所述智能模组包括中压智能模组和低压智能模组；所述中压负荷和所述中压智能模组均连接在所述中压开关上，所述中压智能模组与所述终端通讯连接；所述低压负荷和所述低压智能模组均连接在所述低压开关上，所述低压智能模组与所述终端通讯连接；其中，所述智能模组为权利要求1-6任一项所述的一种负荷控制回路的智能模组。8.一种负荷控制回路的智能模组的控制方法，其特征在于，包括：智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能；所述主控芯片模块通过分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况，在所述负荷控制回路分闸失败后，所述主控芯片模块发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸；其中，所述智能模组为权利要求1-6任一项所述的一种负荷控制回路的智能模组。9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述主控芯片模块通过分合闸控制模块，检测所述负荷控制回路的电压接线情况，在所述负荷控制回路分闸失败后，所述主控芯片模块发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸，包括：
通过智能模组的分压检测电路获取所述负荷控制回路中脱扣器的电压，并将所述电压传输给所述主控芯片模块的主控芯片，进行脱扣器的电压接线情况检测；通过所述主控芯片的控制端口，将控制指令通过mos管抗干扰电路发送给脱扣输出控制电路，进而执行脱扣器的分闸；当所述控制器执行脱扣器的分闸失败后，通过主控芯片的控制端口，将控制指令通过所述mos管抗干扰电路发送给后备电机控制电路，控制电机进行脱扣器的拒动分闸；其中，所述控制指令为pwm控制信号；所述主控芯片预先设置了所述控制端口在正常状态为输入模式，只在发送控制指令时为输出模式，进而防止干扰信号进行防误动操作。10.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能，还包括：通过智能模组的主控芯片模块根据所述负荷控制回路对应的用电设备的相关标准，通过负荷辨识逻辑，将所述用电设备中的电力负荷划分成保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷；所述主控芯片模块获取所述保安负荷、一级负荷、二级负荷和三级负荷的挂接位置，并根据所述挂接位置，对所述三级负荷进行负荷回路控制，实现负荷的辨别和控制功能。11.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述智能模组的主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并执行对应的安全处置功能，包括：主控芯片模块通过回路参数监测模块，获取负荷控制回路的参数数据，并通过参数数据监测功能，对所述参数数据进行监测；当所述参数数据超过预先设定的参数数据门限值时，通过告警功能进行告警，并通过故障定位功能对故障位置进行定位；其中，所述安全处置功能至少包括下述中的一种或多种：参数数据监测功能、告警功能和故障定位功能。

技术总结
本发明提供了一种负荷控制回路的智能模组、负荷控制回路及控制方法，包括：回路参数监测模块、主控芯片模块和分合闸控制模块，回路参数监测模块的一端和分合闸控制模块的一端均与主控芯片模块连接，回路参数监测模块的另一端和分合闸控制模块的另一端均与智能模组外部的负荷控制回路连接；主控芯片模块，用于根据所述回路参数监测模块获取的参数数据，执行对应的安全处置功能；还用于通过分合闸控制模块检测负荷控制回路的电压接线情况；还用于在负荷控制回路分闸失败后，发送后备分闸命令给分合闸控制模块，进行防拒动分闸；本发明的分合闸控制模块，可以在分闸失败后，进行防拒动的有效控制。动的有效控制。动的有效控制。


技术研发人员：袁金斗 潘明明 何胜 杨恒 田世明 陈宋宋 徐子尚
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司营销服务中心 国网江苏省电力有限公司 国家电网有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15