一體化智能交流電源箱的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及交流電源在線測控設備，尤其涉及變電站站用交流電在線測控的一種一體化智能電源箱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前我國的電力系統(tǒng)正在向著大電網(wǎng)、高可靠性、高自動化水平的方向迅猛發(fā)展。對電網(wǎng)運行自動化、智能化的監(jiān)控水平已成為我國電力系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展，社會用電量也日益增加，承載著大電量輸送任務的高壓電氣設備如變壓器、互感器、刀閘、高壓開關(guān)柜、電纜等的電力負載也在迅速增加。隨著電網(wǎng)發(fā)展和電力科技進步，電力系統(tǒng)變電所的自動化、信息化水平不斷提高，變電所基本上實現(xiàn)了無人值班或少人值守。
[0003]變電所通常使用普通電源系統(tǒng)對運行中的電氣設備的運行狀態(tài)進行定期的人工巡查檢測的技術(shù)手段和傳統(tǒng)方法已遠遠適應不了變電運行管理的自動化的要求，迫切要求對配電線路實現(xiàn)智能化在線實時監(jiān)測與控制。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供一種一體化智能交流電源箱，以期能對配電線路實現(xiàn)遠程實時在線監(jiān)測、保護和控制，防止和避免事故的發(fā)生，大大提高配電安全運行水平和供電可靠性，方便運維人員及時排除故障。
[0005]本實用新型為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
[0006]本實用新型一體化智能交流電源箱，是應用于包含主站的低壓配電系統(tǒng)中，其特點是所述電源箱包括:DSP子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)以及CPLD ；
[0007]所述DSP子系統(tǒng)用于實現(xiàn)測量、保護和輸出控制；
[0008]所述ARM子系統(tǒng)用于實現(xiàn)通訊和鍵盤顯示；
[0009]所述DSP子系統(tǒng)通過所述CPLD與所述ARM子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
[0010]本實用新型所述的一體化智能交流電源箱的特點也在于:所述DSP子系統(tǒng)包括DSP芯片、A/D采樣芯片和輸出控制電路；所述ARM子系統(tǒng)包括:ARM芯片、觸摸屏、以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口 ；
[0011 ] 所述ARM子系統(tǒng)利用所述ARM芯片控制所述以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口獲取所述主站發(fā)送的控制命令或是控制所述觸摸屏獲取手動的控制命令并發(fā)送給所述DSP子系統(tǒng)，所述DSP子系統(tǒng)通過所述CPLD獲取所述控制命令并利用所述DSP芯片驅(qū)動所述輸出控制電路對相應配電線路進行閉合或斷開操作；
[0012]所述DSP子系統(tǒng)利用所述DSP芯片控制所述A/D采樣芯片實時采樣各路電壓、電流量的瞬時值并進行邏輯判斷后利用所述輸出控制電路執(zhí)行保護控制；所述DSP子系統(tǒng)將所采集的各配電線路的電氣參數(shù)與控制狀態(tài)通過所述CPLD傳遞給所述ARM子系統(tǒng)，從而通過所述ARM子系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口上傳至所述主站用于監(jiān)控。
[0013]與已有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果體現(xiàn)在:
[0014]1、本實用新型采用以太網(wǎng)接口和RS485通信接口實現(xiàn)與主站的遠程通信功能，將信息進行集中分析處理，根據(jù)系統(tǒng)狀況智能地調(diào)整運行方式；從而可遠程對變電站站用交流一體化智能電源箱實現(xiàn)遙測、遙信、遙控和遙調(diào)的操作功能；實現(xiàn)“四遙”功能。
[0015]2、本實用新型采用嵌入式技術(shù)，通過DSP芯片設置了瞬動和定時限的過流保護功能模塊和欠壓與過壓保護功能模塊，使得電源箱具有瞬動和定時限的過流保護和欠壓與過壓保護功能，保護整定值可根據(jù)需要設置，從而使得電源箱在實現(xiàn)遠程供電控制的基礎上具有了保護與整定的功能，提高了整個系統(tǒng)的性能與可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為本實用新型RS485總線通信接口電路原理圖。
【具體實施方式】
[0018]本實施例中，如圖1所示，一種變電站站用一體化智能交流電源箱，是應用于包含一個主站和若干個一體化智能電源箱的低壓配電系統(tǒng)中，電源箱的組成包括:用于實現(xiàn)測量、保護和輸出控制功能的DSP子系統(tǒng)、用于實現(xiàn)通訊和鍵盤顯示等管理功能的ARM子系統(tǒng)、以及用于DSP子系統(tǒng)與ARM子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換功能的CPLD ；
[0019]DSP子系統(tǒng)包括32位DSP芯片TMS320F2812、A/D采樣芯片AD7606和六路輸出控制電路；ARM子系統(tǒng)包括:32位ARM芯片LPC2468、觸摸屏、以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口；由32位DSP芯片TMS320F2812和32位ARM芯片LPC2468構(gòu)成32位嵌入式處理器結(jié)構(gòu)；并采用高級語言編程，具有快速、精確數(shù)據(jù)采集與分析判斷能力，支持多種通信方式，提供友好的人機交互功能，使用靈活簡潔。具體實施中，觸摸屏采用800X480像素65K色的液晶觸摸屏，實現(xiàn)輸入操作與顯示的功能，界面友好。
[0020]DSP子系統(tǒng)與ARM子系統(tǒng)兩者相互獨立，其中一個失效并不會影響到另一個正常工作。DSP子系統(tǒng)與ARM子系統(tǒng)兩者又相互聯(lián)系，相互監(jiān)視，并能及時發(fā)現(xiàn)對方失效狀態(tài)與及時發(fā)出警示信號；DSP芯片與ARM芯片之間通過CPLD進行16位總線(EPLD模擬雙口 16位雙口 RAM)數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)相互間數(shù)據(jù)的傳輸與共享。
[0021]ARM子系統(tǒng)利用ARM芯片LPC2468控制以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口獲取主站下發(fā)的控制命令及各種操作命令或是控制觸摸屏獲取手動的控制命令并發(fā)送給DSP子系統(tǒng)，DSP子系統(tǒng)通過CPLD獲取控制命令并利用DSP芯片驅(qū)動輸出控制電路對相應配電線路進行閉合或斷開操作；
[0022]DSP子系統(tǒng)利用DSP芯片控制A/D采樣芯片實時采樣各路電壓、電流量的瞬時值并保存為采樣數(shù)組，DSP芯片對采樣值的進行計算，并依據(jù)程序預先編制的保護判據(jù)，利用輸出控制電路實現(xiàn)瞬動和定時限的過流保護、欠壓與過壓保護的動作，同時記錄并保存各種事件信息；DSP子系統(tǒng)將所采集的各配電線路的電壓、電流等電氣參數(shù)與控制狀態(tài)通過CPLD傳遞給ARM子系統(tǒng)，從而通過ARM子系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口上傳至中央監(jiān)控室的主站用于監(jiān)控；主站根據(jù)電氣參數(shù)與控制狀態(tài)實現(xiàn)對各供配電回路的電壓、電流等電氣參數(shù)進行監(jiān)測以及對斷路器的分合狀態(tài)、故障信息進行監(jiān)視、對配電回路的分合狀態(tài)進行控制，配合完善的主站遠程監(jiān)控軟件，從而實現(xiàn)“遙測”、“遙信”、“遙控”和“遙調(diào)”的“四遙”功能。
[0023]如圖2所示，選用MAX3072芯片和HCPL-0600光電耦合芯片擴展的具有光電隔離功能的RS485總線接口電路；以實現(xiàn)ARM子系統(tǒng)與中央監(jiān)控室主站的遠程通訊功能。TXD引腳和RXD引腳為ARM芯片LPC2468串口 O的數(shù)據(jù)輸出和數(shù)據(jù)輸入引腳，RS485_C引腳為ARM芯片LPC2468的輸出控制引腳，用于實現(xiàn)MAX3072芯片的發(fā)送或者接收使能。
【主權(quán)項】
1.一體化智能交流電源箱，是應用于包含主站的低壓配電系統(tǒng)中，其特征是所述電源箱包括:DSP子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)以及CPLD ； 所述DSP子系統(tǒng)用于實現(xiàn)測量、保護和輸出控制； 所述ARM子系統(tǒng)用于實現(xiàn)通訊和鍵盤顯示； 所述DSP子系統(tǒng)通過所述CPLD與所述ARM子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化智能交流電源箱，其特征是:所述DSP子系統(tǒng)包括DSP芯片、A/D采樣芯片和輸出控制電路；所述ARM子系統(tǒng)包括:ARM芯片、觸摸屏、以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口 ； 所述ARM子系統(tǒng)利用所述ARM芯片控制所述以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口獲取所述主站發(fā)送的控制命令或是控制所述觸摸屏獲取手動的控制命令并發(fā)送給所述DSP子系統(tǒng)，所述DSP子系統(tǒng)通過所述CPLD獲取所述控制命令并利用所述DSP芯片驅(qū)動所述輸出控制電路對相應配電線路進行閉合或斷開操作； 所述DSP子系統(tǒng)利用所述DSP芯片控制所述A/D采樣芯片實時采樣各路電壓、電流量的瞬時值并進行邏輯判斷后利用所述輸出控制電路執(zhí)行保護控制；所述DSP子系統(tǒng)將所采集的各配電線路的電氣參數(shù)與控制狀態(tài)通過所述CPLD傳遞給所述ARM子系統(tǒng)，從而通過所述ARM子系統(tǒng)的以太網(wǎng)接口和RS485總線通信接口上傳至所述主站用于監(jiān)控。
【專利摘要】本實用新型公開了一體化智能交流電源箱，是應用于包含主站的低壓配電系統(tǒng)中，其特征是電源箱包括：DSP子系統(tǒng)、ARM子系統(tǒng)以及CPLD；DSP子系統(tǒng)用于實現(xiàn)測量、保護和輸出控制；ARM子系統(tǒng)用于實現(xiàn)通訊和鍵盤顯示；DSP子系統(tǒng)通過CPLD與ARM子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換。本實用新型能對配電線路實現(xiàn)遠程實時在線監(jiān)測、保護和控制，防止和避免事故的發(fā)生，大大提高配電安全運行水平和供電可靠性，方便運維人員及時排除故障。
【IPC分類】H02J13-00
【公開號】CN204290503
【申請?zhí)枴緾N201520020555
【發(fā)明人】徐學峰, 熊欣, 葉建國, 周飚, 巴穎華, 方嬋, 熊壽康
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司池州供電公司, 國網(wǎng)安徽青陽縣供電有限責任公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月12日