一種太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能光伏電力測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)所生產(chǎn)的太陽能光伏電場箱式變電站配電自動化裝置僅能實現(xiàn)常規(guī)電氣量如電流、電壓、功率、功率因素諧波等的測量和顯示功能，在與用戶的互動功能、用戶對用電選擇功能、以太網(wǎng)的通信功能等智能電網(wǎng)所要求的自愈、安全、兼容、協(xié)調(diào)、集成、優(yōu)質(zhì)、高效、交互等方面有較大的差距，特別是在兼容、自愈、交互等功能方面是空白。
[0003]傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)自動化裝置和繼電保護是相對獨立的系統(tǒng)，設(shè)備裝態(tài)監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測并沒有在保護裝置的功能中實現(xiàn)，隨著嵌入式系統(tǒng)功能的日益強大，和無線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用深入，為智能開關(guān)，智能箱式變電站、智能環(huán)網(wǎng)柜等電氣設(shè)備的安全運行、自動化控制和信息交互提供了技術(shù)保障。
[0004]雖然國內(nèi)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能電網(wǎng)中應(yīng)用已經(jīng)有了嘗試，但在配電網(wǎng)智能保護這一領(lǐng)域，還沒有可應(yīng)用的產(chǎn)品出現(xiàn)，同時在應(yīng)用過程中國內(nèi)的產(chǎn)品在安全接入和通信網(wǎng)無縫聯(lián)接方面還是空白。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置，本實用新型以高性能微處理器為控制核心，采用電流互感器、電壓互感器、溫度傳感器和濕度傳感器作為檢測元件，同時對4路電流信號、3路電壓信號、8路直流溫濕度信號進行監(jiān)測，保護采用三段式過流保護、反時限過電流保護、零序電流保護、非電量保護、溫度保護、環(huán)境溫濕度保護?？紤]系統(tǒng)組網(wǎng)的靈活性，采用先進的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)。本實用新型的變電站測控裝置可與配電自動化主站通信實現(xiàn)如下功能:配電網(wǎng)電氣元件運行狀態(tài)監(jiān)測和繼電保護功能；遙信、遙測、遙調(diào)、遙控功能；遠程維護、遠程診斷，實現(xiàn)智能電網(wǎng)的“自愈”等要求。其設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)緊湊、操作便捷、性能優(yōu)異、可靠性好、保密性強、靈活性好、成本較低、智能化程度高。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的測控單元和保護單元，其特征在于:所述測控單元包括CPU模塊、開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、交直流采樣模塊、信號量輸出模塊、現(xiàn)場總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、無線傳感通信模塊、人機交互模塊，所述CPU模塊與現(xiàn)場總線通信模塊、以太網(wǎng)通信模塊、無線傳感通信模塊、人機交互模塊連接，所述CPU模塊輸入端與開關(guān)量輸入模塊、交直流采樣模塊連接，所述CPU模塊輸出端與開關(guān)量輸出模塊、信號量輸出模塊連接，所述交直流采樣模塊輸入端與太陽能直流輸出模塊和交流負載連接，所述太陽能直流輸出模塊輸出端與逆變器連接，所述逆變器與交流負載和傳感器連接，所述開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、交直流采樣模塊、信號量輸出模塊還與保護單元連接。
[0007]所述保護單元包括電流保護模塊、過負荷模塊、反時限模塊、零序過電流模塊、過電壓保護模塊、低電壓保護模塊、非電量保護模塊、TV斷線檢測模塊、裝置故障告警模塊。
[0008]所述CPU模塊為16位DSP+MCU微處理器。
[0009]所述開關(guān)量輸入模塊為設(shè)置在CPU插件內(nèi)的20路接入無源開入接點和有源接點的接口元件。
[0010]所述開關(guān)量輸出模塊分為兩類，一類是用于驅(qū)動跳合閘出口的六路繼電器的，另一類用于驅(qū)動告警、呼喚及信號復(fù)歸的六路繼電器。
[0011]所述以太網(wǎng)通信模塊為工業(yè)級以太網(wǎng)RJ-45接口。
[0012]所述現(xiàn)場總線通信模塊為RS485或RS232接口。
[0013]所述人機交互模塊采用獨立CPU控制，顯示窗口采用四行，每行十二個漢字的液晶顯示器，并配置以PZ1000系列保護裝置。
[0014]所述交直流采樣模塊由電壓變換器以及電流變換器和并聯(lián)電阻構(gòu)成。
[0015]所述殼體采用1/3的6U機箱。
[0016]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0017]1、本實用新型基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)智能箱變測控，在配電網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)上引入的無線通信，跳出了裝置端子數(shù)量的限制，使可監(jiān)測的電氣量、非電氣量成倍的增長，不再受信號電纜鋪設(shè)、地形的限制，尤其對系統(tǒng)擴容來說，徹底改變了擴容施工量大的問題，同時對于緊急事故如地震造成的通信信道的中斷的應(yīng)對也很靈活；
[0018]2、本實用新型對各個信號檢測模塊都設(shè)計了相應(yīng)的保護單元，集電量監(jiān)測、繼電保護、微機控制、環(huán)境溫濕度監(jiān)測與調(diào)節(jié)為一體，結(jié)構(gòu)緊湊，改善了設(shè)備所需的正常工作環(huán)境，確保了設(shè)備的安全運行，有效降低了配電系統(tǒng)意外事故發(fā)生率，使得電力運行安全，可靠性高；
[0019]3、本實用新型主要應(yīng)用于戶外環(huán)網(wǎng)柜、箱式變電站、開關(guān)柜中，XTP821智能保護裝置均采用工業(yè)及器件，并有三放設(shè)計，滿足了戶外惡劣環(huán)境運行要求；
[0020]4、本實用新型的結(jié)構(gòu)采用背插式整面板設(shè)計，可防塵防震動，機箱面板采用先進的工業(yè)美學(xué)設(shè)計，功能分區(qū)合理，使用方便。
[0021]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置組成框圖；
[0023]圖2為本實用新型的太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置保護單元組成框圖；
[0024]圖3為本實用新型的電流保護模塊原理圖；
[0025]圖4為本實用新型的過負荷模塊原理圖；
[0026]圖5為本實用新型的零序過電流模塊原理圖；
[0027]圖6為本實用新型的過電壓保護模塊原理圖；
[0028]圖7為本實用新型的低電壓保護模塊原理圖；
[0029]圖8為本實用新型的非電量保護模塊原理圖；
[0030]圖9為本實用新型的TV斷線檢測模塊原理圖；
[0031]圖10為本實用新型的機箱正面結(jié)構(gòu)簡圖；
[0032]圖11為本實用新型的機箱背面結(jié)構(gòu)簡圖；
[0033]圖12為本實用新型的機箱側(cè)面結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實施方式】
[0034]如圖1和圖2所示，一種太陽能光伏電場箱式變電站測控裝置，包括殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的測控單元和保護單元14，其特征在于:所述測控單元包括CPU模塊1、開關(guān)量輸入模塊2、開關(guān)量輸出模塊6、交直流采樣模塊3、信號量輸出模塊7、現(xiàn)場總線通信模塊4、以太網(wǎng)通信模塊5、無線傳感通信模塊8、人機交互模塊9，所述CPU模塊I與現(xiàn)場總線通信模塊4、以太網(wǎng)通信模塊5、無線傳感通信模塊8、人機交互模塊9連接，所述CPU模塊I輸入端與開關(guān)量輸入模塊2、交直流采樣模塊3連接，所述CPU模塊I輸出端與開關(guān)量輸出模塊6、信號量輸出模塊7連接，所述交直流采樣模塊3輸入端與太陽能直流輸出模塊10和交流負載11連接，所述太陽能直流輸出模塊10輸出端與逆變器12連接，所述逆變器12與交流負載11和傳感器13連接，所述開關(guān)量輸入模塊2、開關(guān)量輸出模塊6、交直流采樣模塊3、信號量輸出模塊7還與保護單元14連接。
[0035]其中，傳感器13包括溫度傳感器、電壓傳感器、電流傳感器、輻射傳感器，用于采集太陽輻照量、太陽電池板溫度、太陽電池陣列電壓、蓄電池電壓、太陽電池陣列電流、蓄電池電流等。
[0036]保護單元14包括電流保護模塊、過負荷模塊、反時限模塊、零序過電流模塊、過電壓保護模塊、低電壓保護模塊、非電量保護模塊、TV斷線檢測模塊、裝置故障告警模塊。
[0037]如圖3所示，為電流保護模塊原理圖，其實時計算并進行三段過電流判別。
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