一種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,包括:一微處理器模塊,由一ARM微處理器、以及與其分別連接的復(fù)位電路、晶振電路和存儲(chǔ)電路構(gòu)成;交流模擬量采集模塊,包括:電壓互感器和電流互感器兩者各自連接第一第二信號(hào)調(diào)理電路后經(jīng)CPU插件ADC再連接至微處理器模塊;直流模擬量采集模塊,包括依次連接的直流信號(hào)采樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、CPU插件ADC和所述微處理器模塊ARM微處理器;開關(guān)量輸入/輸出模塊,包括第一、第二光電隔離器;以及顯示按鍵模塊、通訊管理機(jī)通信模塊和電源模塊。本發(fā)明能自動(dòng)及時(shí)高效監(jiān)測(cè)智能預(yù)裝式變電站內(nèi)各種設(shè)備尤其是變壓器的各種狀態(tài)并實(shí)時(shí)上傳,并完全避免巡檢不到位的情況發(fā)生。
【專利說明】一種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種集成了保護(hù)、控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、無(wú)線通訊和智能巡檢的智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)預(yù)裝式變電站在運(yùn)行過程中,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)高壓柜故障、變壓器故障、低壓配電故障以及門不正常打開等現(xiàn)象,從而造成停電或人身安全事故。目前,預(yù)裝式變電站運(yùn)行檢修狀況是:發(fā)生故障后到現(xiàn)場(chǎng)先停電,首先再逐個(gè)排查故障,發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)后進(jìn)行檢修、排除,這樣造成預(yù)裝式變電站供電可靠性不高;其次,預(yù)裝式變電站在制造時(shí)受制造成本及箱體體積所限,使預(yù)裝式變電站的預(yù)留檢修空間較小,不利于設(shè)備檢修,特別是事故搶修,這是預(yù)裝式變電站的先天不足;再其次,預(yù)裝式變電站的變壓器是安裝在箱變內(nèi)的,存在變壓器溫升高、狀態(tài)檢測(cè)不容易的缺陷,解決該問題,需要對(duì)變壓器進(jìn)行油頂溫升、油底溫升、線圈溫升、油位位置、瓦斯等作業(yè)。對(duì)于預(yù)裝式變電站而言,變壓器的監(jiān)測(cè)往往被忽視,經(jīng)常是發(fā)生事故停電后就更換變壓器。
[0003]還有,預(yù)裝式變電站的運(yùn)行環(huán)境一般是在戶外,維護(hù)人員對(duì)預(yù)裝式變電站的巡檢、操作和抄表很不方便,因?yàn)檠矙z辛苦,加之這些設(shè)施在大部分情況下又處于良好狀態(tài),常常使得巡檢人員麻痹大意,往往不能按規(guī)定程序進(jìn)行巡檢,造成巡檢不到位,這樣就不能從根本上杜絕事故隱患。如何提高巡查效率,最大程度的節(jié)約人力物力資源,輔助以高效的工具就尤為重要。
[0004]最后,由于巡檢目標(biāo)往往分布在不同位置,這些設(shè)備設(shè)施的運(yùn)營(yíng)信息因數(shù)據(jù)通信的問題,不能實(shí)時(shí)傳輸,很多系統(tǒng)由于數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)上報(bào)影響了應(yīng)有的作用,決策管理者就不能及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)一手資料,往往因此而延誤了安全隱患的最佳消除時(shí)機(jī)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題,就是提供一種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,其能自動(dòng)及時(shí)高效監(jiān)測(cè)智能預(yù)裝式變電站內(nèi)各種設(shè)備尤其是變壓器的各種狀態(tài)并實(shí)時(shí)上傳,便于決策管理者及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)一手資料,掌握消除安全隱患的最佳時(shí)機(jī),且還能節(jié)約人力物力資源,并完全避免巡檢不到位的情況發(fā)生。
[0006]解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,其特征是包括:
[0008]一微處理器模塊,由一 ARM微處理器、以及與其分別連接的復(fù)位電路、晶振電路和存儲(chǔ)電路構(gòu)成,微處理器模塊通過驅(qū)動(dòng)口線驅(qū)動(dòng)繼電器回路及直跳回路至各種繼電器;
[0009]交流模擬量采集模塊,包括分別輸入電壓和電流的電壓互感器和電流互感器,所述電壓互感器和電流互感器兩者各自連接第一第二信號(hào)調(diào)理電路后經(jīng)CPU插件ADC再連接至所述微處理器模塊的ARM微處理器;
[0010]直流模擬量采集模塊,包括依次連接的直流信號(hào)采樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、CPU插件ADC和所述微處理器模塊ARM微處理器,所述的直流信號(hào)采樣電路輸入直流電流或溫度信號(hào);
[0011]開關(guān)量輸入/輸出模塊,包括第一光電隔離器,其輸入開關(guān)量輸入信號(hào)至所述微處理器模塊的ARM微處理器,第二光電隔離器,將所述微處理器模塊ARM微處理器的輸出隔離后輸出;
[0012]顯示按鍵模塊,包含副微處理器(第二 ARM微處理器)和通過副微處理器與所述微處理器模塊的ARM微處理器(第一 ARM微處理器)分別連接的按鍵電路和顯示電路;
[0013]通訊管理機(jī)通信模塊,包含2路以太網(wǎng)和8路RS485 ;
[0014]電源模塊,將AC/AD220V轉(zhuǎn)換為DC5V和DC24分別給CPU回路和繼電器回路供電。
[0015]所述各模塊都容納在一個(gè)箱內(nèi)。
[0016]本發(fā)明為基于3G技術(shù)研發(fā)而成的巡檢系統(tǒng),可將巡檢現(xiàn)場(chǎng)的信息通過GPRS系統(tǒng)實(shí)時(shí)的采集傳輸?shù)狡髽I(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中,從根本上解決了數(shù)據(jù)采集和傳輸問題,節(jié)省了巨大的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)費(fèi)用;巡檢人員手持箱變巡檢儀,沿線路目標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)巡視,檢查箱變及其附屬設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài);將相關(guān)的巡檢屬性數(shù)據(jù)錄入后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明可以實(shí)時(shí)檢測(cè)巡檢人員的巡檢位置,巡檢的箱變地理信息等,從根本上杜絕了巡檢不到位的情況發(fā)生,有效的消除了事故安全隱患。
[0018]有益效果:本發(fā)明可把預(yù)裝式變電站內(nèi)各狀態(tài)參量(包括高壓斷路器、高壓開關(guān)柜,變壓器、低壓配電柜、電容期組,箱變外殼、箱變環(huán)境溫濕度等)都通過無(wú)線通訊的方式,進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳監(jiān)測(cè),實(shí)現(xiàn)高壓斷路器的保護(hù)、控制,以及高壓電流電壓等參量的監(jiān)測(cè);還能實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器變壓器油頂溫升、油底溫升、線圈繞組溫升、油位位置、瓦斯進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè);對(duì)低壓框架斷路器開關(guān)狀態(tài),塑殼斷路器開關(guān)狀態(tài)和電容器投切狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)測(cè);實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、煙霧、盜警等信號(hào)的檢測(cè),實(shí)現(xiàn)就地報(bào)警及遠(yuǎn)方傳送,根據(jù)檢測(cè)到的信息,自動(dòng)啟動(dòng)溫控、濕控、防盜等功能;實(shí)現(xiàn)防盜、防火、防凝露等功能;預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)通訊管理功能,箱變內(nèi)的其它智能通訊裝置通過預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的通訊管理機(jī)功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和上傳,確保智能箱變的狀態(tài)在運(yùn)維人員的實(shí)時(shí)監(jiān)控之內(nèi),確保預(yù)裝式變電站安全運(yùn)行,提高預(yù)裝式變電站的使用壽命,減少運(yùn)行維護(hù)成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的外形示意圖;
[0020]圖2為本發(fā)明的組成和連接關(guān)系示意圖;
[0021]圖3為CPU驅(qū)動(dòng)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1、圖2和圖3所示,本發(fā)明的智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)施例,包括一微處理器模塊,由一 ARM微處理器、以及與其分別連接的復(fù)位電路、晶振電路和存儲(chǔ)電路構(gòu)成,ARM微處理器通過驅(qū)動(dòng)口線驅(qū)動(dòng)繼電器回路及直跳回路至各種繼電器。ARM微處理器為富士通Cortex-M3家族的32位處理器MB9BF618S,MB9BF618S具有如下特點(diǎn):時(shí)鐘頻率最高可達(dá)144MHz ;片內(nèi)集成有1024KB的FLASH ROM和128KB的SRAM ;含有24通道12位A/D轉(zhuǎn)換器;含有8個(gè)多功能串行口,每個(gè)通道支持UATR、I2C、SPI和LIN四種功能配置;含有16個(gè)基本定時(shí)器和3個(gè)多功能定時(shí)器;內(nèi)部集成有2路以太網(wǎng)控制器。MB9BF618S具有足夠多的I/O接口和快速處理數(shù)據(jù)能力,能夠滿足對(duì)多參數(shù)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警要求;
[0023]交流模擬量采集模塊,包括分別輸入電壓和電流的電壓互感器和電流互感器,所述電壓互感器和電流互感器兩者各自連接第一第二信號(hào)調(diào)理電路后經(jīng)CPU插件ADC再連接至所述微處理器模塊的ARM微處理器;交流模擬量采集模塊的作用是:電流互感器和電壓互感器分別用以采樣供電線路上的電流信號(hào)和電壓信號(hào),信號(hào)調(diào)理電路用以對(duì)采樣后信號(hào)進(jìn)行變換,使之能夠被ADC所使用,ADC把采樣的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供CPU還原保護(hù)和測(cè)量用電流電壓;
[0024]直流模擬量采集模塊,包括依次連接的直流信號(hào)采樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、CPU插件ADC和所述微處理器模塊的ARM微處理器,所述的直流信號(hào)采樣電路輸入直流電流或溫度信號(hào);直流模擬量采集模塊的作用是:采樣電阻把較弱的直流電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為ADC所能采樣的電壓信號(hào),信號(hào)調(diào)理電路用以對(duì)采樣后信號(hào)進(jìn)行變換,使之能夠被ADC所使用,ADC把采樣的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供CPU還原為采集到的直流小信號(hào);
[0025]開關(guān)量輸入/輸出模塊,包括第一光電隔離器,其輸入開關(guān)量輸入信號(hào)至所述微處理器模塊的ARM微處理器,第二光電隔離器,將所述微處理器模塊ARM微處理器的輸出隔離后輸出;開關(guān)量輸入/輸出模塊的作用是:在開關(guān)量輸入電路中,當(dāng)有開入輸入信號(hào)時(shí),開入電源接通后,光電耦合器導(dǎo)通,通知微處理器有外部開關(guān)量輸入;在開關(guān)量輸出電路中,CPU發(fā)出驅(qū)動(dòng)信號(hào),光電f禹合器導(dǎo)通,驅(qū)動(dòng)輸出繼電器導(dǎo)通,輸出繼電器開關(guān)動(dòng)作;開關(guān)量的輸入/輸出均進(jìn)行必要的強(qiáng)弱電隔離,加強(qiáng)抗干擾性;
[0026]顯示按鍵模塊,包含副微處理器(第二 ARM微處理器)和通過副微處理器與所述微處理器模塊的ARM微處理器(第一 ARM微處理器)分別連接的按鍵電路和顯示電路;顯示按鍵模塊的作用是:配置9個(gè)按鍵,6個(gè)指示燈和一塊128X64液晶顯示屏,9個(gè)按鍵分別為“ ? ”、“ I“確認(rèn)”、“退出”、“復(fù)歸”。6個(gè)指示燈分別為“運(yùn)行”、“跳閘信號(hào)”、“合閘信號(hào)”、“告警信號(hào)”、“通信1”、“通信2”,這些配置均是為了加強(qiáng)系統(tǒng)的人機(jī)交互功能,使人機(jī)交互更直觀、便捷;
[0027]通訊管理機(jī)通信模塊,包含以太網(wǎng)和RS485 ;通信模塊的作用是:配置兩路RS485串行通信接口和兩路電以太網(wǎng)接口,以及帶有8路RS485串行通信接口的通信管理機(jī)模塊和光纖環(huán)網(wǎng)交換機(jī)功能,使之組網(wǎng)經(jīng)濟(jì)、方便,可直接與微機(jī)監(jiān)控或監(jiān)控管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)通?目;
[0028]電源模塊,將AC/AD220V轉(zhuǎn)換為DC5V和DC24分別給CPU回路和繼電器回路供電。
[0029]所述各模塊都容納在一個(gè)箱內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,其特征是包括: 一微處理器模塊,由一 ARM微處理器、以及與其分別連接的復(fù)位電路、晶振電路和存儲(chǔ)電路構(gòu)成,微處理器模塊通過驅(qū)動(dòng)口線驅(qū)動(dòng)繼電器回路及直跳回路至各種繼電器; 交流模擬量采集模塊,包括分別輸入電壓和電流的電壓互感器和電流互感器,所述電壓互感器和電流互感器兩者各自連接第一第二信號(hào)調(diào)理電路后經(jīng)CPU插件ADC再連接至所述微處理器模塊的ARM微處理器; 直流模擬量采集模塊,包括依次連接的直流信號(hào)采樣電路、信號(hào)調(diào)理電路、CPU插件ADC和所述微處理器模塊ARM微處理器,所述的直流信號(hào)采樣電路輸入直流電流或溫度信號(hào); 開關(guān)量輸入/輸出模塊,包括第一組光電隔離器,其輸入開關(guān)量輸入信號(hào)至所述微處理器模塊的ARM微處理器,第二組光電隔離器,將所述微處理器模塊ARM微處理器的輸出隔離后輸出; 顯示按鍵模塊,包含副微處理器和通過副微處理器與所述微處理器模塊的ARM微處理器分別連接的按鍵電路和顯示電路; 通訊冠軍機(jī)通信模塊,包含以太網(wǎng)和RS485 ; 電源模塊,將AC/AD220V換換為DC5V和DC24分別給CPU回路和繼電器回路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能預(yù)裝式變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置,其特征是:所述各模塊都容納在一個(gè)箱內(nèi)。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK104319892SQ201410624676
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月6日
【發(fā)明者】汪進(jìn)鋒, 樊崇元, 陳曉科, 賴美云, 徐曉剛, 李鑫, 劉長(zhǎng)江, 黃楊玨, 曾杰 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院, 廣東廣特電氣有限公司