變電站一體化監(jiān)控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，包括綜合監(jiān)測(cè)模塊、用于監(jiān)控交流量的交流數(shù)據(jù)采集模塊、用于監(jiān)控充電機(jī)的蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、監(jiān)測(cè)器件開(kāi)合閘狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊、交流數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊均與MSP430F149芯片相連且MSP430F149芯片通過(guò)S3C2440A芯片與變電站的中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和充電機(jī)的容量監(jiān)控單元。系統(tǒng)全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且成本低，安全可靠。可滿足目前電網(wǎng)的發(fā)展以及用戶的需求。
【專利說(shuō)明】變電站一體化監(jiān)控裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種變電站一體化監(jiān)控裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]為了把發(fā)電廠發(fā)出來(lái)的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘?，到用戶附近再按需要把電壓降低，這種升降電壓的工作靠變電站來(lái)完成。變電站是電網(wǎng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，擔(dān)負(fù)著轉(zhuǎn)換和分配電能的重要任務(wù)。為保證變電站的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需在變電站的間隔層和變電站層建立變電站一體化監(jiān)控裝置。
[0003]變電站一體化監(jiān)控裝置一般包括交、直流電源的監(jiān)測(cè)、絕緣監(jiān)測(cè)、蓄電池的監(jiān)測(cè)、控制回路的監(jiān)測(cè)、信號(hào)回路的監(jiān)測(cè)等。而目前變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法系統(tǒng)全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控，站用電源的自動(dòng)化程度不高、投資經(jīng)濟(jì)成本過(guò)高以及運(yùn)行維護(hù)成本高，不能滿足目前電網(wǎng)的發(fā)展以及用戶的需求。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種變電站一體化監(jiān)控裝置，系統(tǒng)全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且成本低，安全可靠?？蓾M足目前電網(wǎng)的發(fā)展以及用戶的需求。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，包括綜合監(jiān)測(cè)模塊、用于監(jiān)控交流量的交流數(shù)據(jù)采集模塊、用于監(jiān)控充電機(jī)的蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、監(jiān)測(cè)器件開(kāi)合閘狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊、交流數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊均與MSP430F149芯片相連且MSP430F149芯片通過(guò)S3C2440A芯片與變電站的中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和充電機(jī)的容量監(jiān)控單元。
[0007]綜合監(jiān)測(cè)模塊主要是通過(guò)看門(mén)狗芯片監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況；交流數(shù)據(jù)采集模塊主要通過(guò)將三相交流電壓、電流信號(hào)通過(guò)互感器、信號(hào)調(diào)理等電路連接至MSP430F149芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站中交流量的在線監(jiān)測(cè)；考慮到蓄電池在工作中受溫度的影響大，蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和充電機(jī)的容量監(jiān)控單元；開(kāi)關(guān)量模塊監(jiān)控直流系統(tǒng)中的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)等裝置的開(kāi)、合閘狀態(tài)；絕緣巡檢模塊采集系統(tǒng)母線對(duì)地絕緣狀況和來(lái)支路的絕緣狀況及合閘母線電壓。
[0008]優(yōu)選，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊包括分別與MSP430F149芯片相連的光電隔離芯片、看門(mén)狗芯片、日歷時(shí)鐘芯片和掉電存儲(chǔ)芯片，所述光電隔離芯片通過(guò)RS485芯片與S3C2440A芯片相連。
[0009]優(yōu)選，所述交流數(shù)據(jù)采集模塊包括與三相交流電壓、電流相連的電壓、電流互感器，所述電壓、電流互感器順次與第一繼電器組、多路開(kāi)關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器相連，所述AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連，所述MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第一繼電器組相連。
[0010]優(yōu)選，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括與充電機(jī)輸出電壓相連的第二繼電器組、與充電機(jī)輸出電流相連的霍爾傳感器以及與MSP430F149芯片相連的溫度傳感器，所述第二繼電器組通過(guò)第一信號(hào)調(diào)理電路與MSP430F149芯片相連，且MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第二繼電器組相連，所述霍爾傳感器順次通過(guò)第二信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連。
[0011]優(yōu)選，所述絕緣巡檢模塊包括連接正負(fù)母線電壓和MSP430F149芯片的第三信號(hào)調(diào)理電路、連接合閘母線電壓和MSP430F149芯片的第四信號(hào)調(diào)理電路。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:系統(tǒng)全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且成本低，安全可靠。可滿足目前電網(wǎng)的發(fā)展以及用戶的需求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型變電站一體化監(jiān)控裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本實(shí)用新型變電站一體化監(jiān)控裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本實(shí)用新型并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0016]如圖1所示，一種變電站一體化監(jiān)控裝置，包括綜合監(jiān)測(cè)模塊、用于監(jiān)控交流量的交流數(shù)據(jù)采集模塊、用于監(jiān)控充電機(jī)的蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、監(jiān)測(cè)器件開(kāi)合閘狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊、交流數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊均與MSP430F149芯片相連且MSP430F149芯片通過(guò)S3C2440A芯片與變電站的中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和充電機(jī)的容量監(jiān)控單元。需說(shuō)明的是，變電站一體化監(jiān)控裝置(即五個(gè)模塊)采樣使用分布式設(shè)計(jì)方法，通過(guò)RS485芯片上傳至S3C2440A芯片控制的Win CE嵌入式模塊進(jìn)行顯示，整套裝置通過(guò)以太網(wǎng)接入變電站的中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)。
[0017]其中，五個(gè)模塊的具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，需注意的是，每個(gè)模塊中，同樣的名稱代表相同的器件，但不是同一個(gè)器件，即五個(gè)模塊是相互獨(dú)立的模塊:
[0018]綜合監(jiān)測(cè)模塊包括分別與MSP430F149芯片相連的光電隔離芯片、看門(mén)狗芯片、日歷時(shí)鐘芯片和掉電存儲(chǔ)芯片，所述光電隔離芯片通過(guò)RS485芯片與S3C2440A芯片相連。優(yōu)選，光電隔離芯片是TLP281-4，看門(mén)狗芯片是MAX1232，日歷時(shí)鐘芯片是PCF8563，掉電存儲(chǔ)芯片是FM24CL16，RS485芯片是MAX485。綜合監(jiān)測(cè)模塊主要是通過(guò)看門(mén)狗芯片MAX1232監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，日歷芯片PCF8563進(jìn)行日期顯示，以及掉電存儲(chǔ)芯片F(xiàn)M24CL16來(lái)掉電保護(hù)，記錄數(shù)據(jù)采集時(shí)間。該模塊還具有開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè)，以及與嵌入式系統(tǒng)即S3C2440A芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的功能。
[0019]交流數(shù)據(jù)采集模塊包括與三相交流電壓、電流相連的電壓、電流互感器，所述電壓、電流互感器順次與第一繼電器組、多路開(kāi)關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器相連，所述AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連，所述MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第一繼電器組相連。優(yōu)選，第一繼電器組是AQW216，多路開(kāi)關(guān)是CD4051，AD轉(zhuǎn)換器是AD736，譯碼器是74HC138。交流數(shù)據(jù)采集模塊主要通過(guò)將三相交流電壓、電流信號(hào)通過(guò)互感器，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理等電路連接至MSP430F149芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站中交流量的在線監(jiān)測(cè)，然后通過(guò)串口通信上傳至嵌入式系統(tǒng)中。
[0020]蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括與充電機(jī)輸出電壓相連的第二繼電器組、與充電機(jī)輸出電流相連的霍爾傳感器以及與MSP430F149芯片相連的溫度傳感器，所述第二繼電器組通過(guò)第一信號(hào)調(diào)理電路與MSP430F149芯片相連，且MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第二繼電器組相連，所述霍爾傳感器順次通過(guò)第二信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連。優(yōu)選，第二繼電器組是AQW214，譯碼器是74HC138，AD轉(zhuǎn)換器是TLC2543，溫度傳感器是DS18B20。蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊利用繼電器組，將單體電池隔離出來(lái)，通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路將采集的充電機(jī)的電壓和電流的小信號(hào)進(jìn)行處理，放大后送給MSP430F149芯片?？紤]到蓄電池在工作中受溫度的影響大，故設(shè)計(jì)了溫度采集單元和容量監(jiān)控單元。
[0021]絕緣巡檢模塊包括連接正負(fù)母線電壓和MSP430F149芯片的第三信號(hào)調(diào)理電路、連接合閘母線電壓和MSP430F149芯片的第四信號(hào)調(diào)理電路。絕緣巡檢模塊設(shè)計(jì)了一個(gè)絕緣主板和若干個(gè)支路1、支路2……支路N，通過(guò)絕緣主板實(shí)現(xiàn)對(duì)直流系統(tǒng)的正負(fù)母線進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，當(dāng)絕緣主板檢測(cè)到母線對(duì)地絕緣電阻下降或與大地短接時(shí)，輸出報(bào)警信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)低頻信號(hào)發(fā)生器，進(jìn)行支路巡檢。支路板檢測(cè)出接地支路位置，通過(guò)RS485通訊傳送到監(jiān)控模塊，并同時(shí)監(jiān)測(cè)合閘母線電壓?？朔藗鹘y(tǒng)裝置的缺陷，并且排除了分布電容影響，不會(huì)對(duì)直流系統(tǒng)造成影響，在現(xiàn)場(chǎng)使用中，表現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。
[0022]開(kāi)關(guān)量模塊直接和MSP430F149芯片相連用于開(kāi)關(guān)量輸入和開(kāi)關(guān)量輸出，開(kāi)關(guān)量模塊是為了檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量的控制操作，包括監(jiān)控直流系統(tǒng)中的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)等裝置的開(kāi)、合閘狀態(tài)。
[0023]圖2中的AD0-AD3管腳分別對(duì)應(yīng)MSP430F149芯片的P60-P63。
[0024]變電站一體化監(jiān)控裝置系統(tǒng)全面地實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站各個(gè)模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控，且成本低，安全可靠?？蓾M足目前電網(wǎng)的發(fā)展以及用戶的需求。
[0025]以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的【技術(shù)領(lǐng)域】，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，包括綜合監(jiān)測(cè)模塊、用于監(jiān)控交流量的交流數(shù)據(jù)采集模塊、用于監(jiān)控充電機(jī)的蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、監(jiān)測(cè)器件開(kāi)合閘狀態(tài)的開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊、交流數(shù)據(jù)采集模塊、蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊、開(kāi)關(guān)量模塊和絕緣巡檢模塊均與MSP430F149芯片相連且MSP430F149芯片通過(guò)S3C2440A芯片與變電站的中心監(jiān)控計(jì)算機(jī)相連，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括溫度傳感器和充電機(jī)的容量監(jiān)控單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述綜合監(jiān)測(cè)模塊包括分別與MSP430F149芯片相連的光電隔離芯片、看門(mén)狗芯片、日歷時(shí)鐘芯片和掉電存儲(chǔ)芯片，所述光電隔離芯片通過(guò)RS485芯片與S3C2440A芯片相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述交流數(shù)據(jù)采集模塊包括與三相交流電壓、電流相連的電壓、電流互感器，所述電壓、電流互感器順次與第一繼電器組、多路開(kāi)關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器相連，所述AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連，所述MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第一繼電器組相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述蓄電池容量監(jiān)測(cè)模塊包括與充電機(jī)輸出電壓相連的第二繼電器組、與充電機(jī)輸出電流相連的霍爾傳感器以及與MSP430F149芯片相連的溫度傳感器，所述第二繼電器組通過(guò)第一信號(hào)調(diào)理電路與MSP430F149芯片相連，且MSP430F149芯片通過(guò)譯碼器與第二繼電器組相連，所述霍爾傳感器順次通過(guò)第二信號(hào)調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換器與MSP430F149芯片相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述絕緣巡檢模塊包括連接正負(fù)母線電壓和MSP430F149芯片的第三信號(hào)調(diào)理電路、連接合閘母線電壓和MSP430F149芯片的第四信號(hào)調(diào)理電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述光電隔離芯片是 TLP281-4。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種變電站一體化監(jiān)控裝置，其特征在于，所述譯碼器是74HC138。
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK204012936SQ201420457804
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月14日
【發(fā)明者】沈賦, 尹斌, 孫維廣, 康亞?wèn)|, 李尹泉, 薛鵬 申請(qǐng)人:河海大學(xué)