CN103424714A - 微机保护开关电源监视插件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种插件装置，尤其是一种微机保护开关电源监视插件，属于电力系统继电保护的技术领域。按照本发明提供的技术方案，所述微机保护开关电源监视插件，包括从处理器，所述从处理器与隔离放大调理电路及测温电路连接，从处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压纹波，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，从处理器存储所述获取的电压纹波、工作温度值，并根据所述电压纹波、工作温度值判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与从处理器内的预设工作状态不匹配时，从处理器进行报警。本发明结构简单紧凑，安装使用方便，提高微机保护运行的稳定性及电网的安全性。

Description

微机保护开关电源监视插件

技术领域

本发明涉及一种插件装置，尤其是一种微机保护开关电源监视插件，属于电力系统继电保护的技术领域。

背景技术

微机保护在电网中大量使用，其具有故障判别和出口跳闸功能，当电网发生各类故障时，微机保护起到故障判别和切除、隔离故障的功能，是电网安全运行的基础。现有的微机保护并不对开关电源的输出进行采样，分析，保存，告警。当电源损坏时，也无法对开关电源整个寿命期的运行情况进行再现分析。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种微机保护开关电源监视插件，其结构简单紧凑，安装使用方便，提高微机保护运行的稳定性及电网的安全性。

按照本发明提供的技术方案，所述微机保护开关电源监视插件，包括从处理器，所述从处理器与隔离放大调理电路及测温电路连接，从处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压纹波，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，从处理器存储所述获取的电压纹波、工作温度值，并根据所述电压纹波、工作温度值判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与从处理器内的预设工作状态不匹配时，从处理器进行报警。

所述隔离放大调理电路通过AD转换器与从处理器连接。

所述测温电路包括电源温度测量传感器及环境温度测量传感器，所述环境温度测量传感器及电源温度测量传感器与从处理器连接。

所述电源温度测量传感器采用Pt温度电阻。所述从处理器与FLASH存储器及RAM存储器连接。

所述从处理器与通讯电路连接。所述从处理器与主处理器连接，主处理器与人机交互设备连接，主处理器将从处理器传输的数据通过人机交互设备显示输出。

本发明的优点：从处理器通过隔离放大调理电路来获取开关电源的电压纹波，通过测温电路来获取开关电源的工作温度以及环境温度，从处理器根据对应的电压纹波、温度值监视判断开关电源的工作状态，当开关电源的状态与从处理器内预设的工作状态不匹配时，从处理器讷讷感进行报警，提醒检修人员，从处理器与主处理器连接，不会影响现有微机开关保护电源的工作状态，结构简单紧凑，安装使用方便，提高微机保护运行的稳定性及电网的安全性。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

附图标记说明：1-人机交互设备、2-主处理器、3-从处理器、4-AD转换器、5-隔离放大调理电路、6-通讯电路、7-环境温度测量传感器、8-电源温度测量传感器、9-FLASH存储器及10-RAM存储器。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能够对微机保护开关电源进行有效监视，提高开关电源工作的稳定性及整个电网运行的可靠性，本发明包括从处理器3，所述从处理器3与隔离放大调理电路5及测温电路连接，从处理器3通过隔离放大调理电路5获取开关电源的电压纹波，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，从处理器3存储所述获取的电压纹波、工作温度值，并根据所述电压纹波、工作温度值判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与从处理器3内的预设工作状态不匹配时，从处理器3进行报警。

具体地，本发明实施例中，从处理器3采用Cortex-M4核心的STM32F4ZET6。所述隔离放大调理电路5通过AD转换器4与从处理器3连接，隔离放大调理电路5使用滤波、放大电路，采集外部开关电源输出的电压纹波，经AD转换器4进行数模转换后输入从处理器3内。

所述测温电路包括电源温度测量传感器8及环境温度测量传感器7，所述环境温度测量传感器7及电源温度测量传感器8与从处理器3连接。本发明实施例中，所述电源温度测量传感器8采用Pt温度电阻，通过Pt温度电阻能解决现有开关电源电路中不能测量开关电源工作温度的技术问题。获得开关电源的工作温度后，从处理器3能更精确有效地监视开关电源的工作状态。

所述从处理器3与FLASH存储器9及RAM存储器10连接。本发明实施例中，Flash存储器9通过外接Flash实现，保存程序数据，使用数据总线与CPU通讯。RAM存储器10通过外接2M RAM，用于运行系统、TCP/IP协议以及开关电源诊断分析程序，使用数据总线与CPU通讯。

所述从处理器3与通讯电路6连接。所述通讯电路6包含100Mbps通讯网口，实现快速以太网数据传输，另外配置一路RS485，用于外部程序配置升级。

所述从处理器3与主处理器2连接，主处理器2与人机交互设备1连接，主处理器2将从处理器3传输的数据通过人机交互设备1显示输出。主处理器2可读取从处理器3接收的温度、纹波、电压、其他参数设置，返回给人机交互设备1的界面，供用户查看数据。同时主处理器2可读取用户通过人机交互界面设置的参数，传输给从处理器3模块，对电源监视模块进行设置。本发明实施例中，人机交互设备1可以采用触摸屏等设备。

本发明实施例中，从处理器3在获取了温度、纹波、电压数据之后将通过下列判据对开关电源进行诊断分析：

判据1

$W\left(t\right)=\underset{0}{\overset{t}{\∫}}\frac{1}{L_0*2^{T_0-T\left(t\right)/10}}$

其中W(t)为开关电源损耗量公式，当开关电源未使用时W(t)=0，当开关电源完全损耗时W(t)=1。定积分上限t是开关电源当前使用的时间。L₀为电容理论寿命，T₀电容标识温度，T(t)电容当前使用温度。

判据2

$\frac{U_{\mathrm{\ω}}}{U_0}>n$

其中U_ω为纹波有效值，U₀为输出基波有效值，n为纹波含量阀值，阈值n根据开关电源滤波电路的结构，电容量下降20%时，纹波的增加量取值。

判据3

开关电源输出5V电压的波动范围：4.75～5.25V，开关电源输出+24V电压的波动范围：22.8～25.2V。当开关电源输出的电压超过上述范围值时，从处理器3进行报警提示。

本发明从处理器3通过隔离放大调理电路5来获取开关电源的电压纹波，通过测温电路来获取开关电源的工作温度以及环境温度，从处理器3根据对应的电压纹波、温度值监视判断开关电源的工作状态，当开关电源的状态与从处理器3内预设的工作状态不匹配时，从处理器3通过通信接口进行报警，提醒检修人员，从处理器3与主处理器2连接，不会影响现有微机开关保护电源的工作状态，结构简单紧凑，安装使用方便，提高微机保护运行的稳定性及电网的安全性。

Claims (7)

1. 一种微机保护开关电源监视插件，其特征是：包括从处理器（3），所述从处理器（3）与隔离放大调理电路（5）及测温电路连接，从处理器（3）通过隔离放大调理电路（5）获取开关电源的电压纹波，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，从处理器（3）存储所述获取的电压纹波、工作温度值，并根据所述电压纹波、工作温度值判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与从处理器（3）内的预设工作状态不匹配时，从处理器（3）进行报警。

2.根据权利要求1所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述隔离放大调理电路（5）通过AD转换器（4）与从处理器（3）连接。

3.根据权利要求1所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述测温电路包括电源温度测量传感器（8）及环境温度测量传感器（7），所述环境温度测量传感器（7）及电源温度测量传感器（8）与从处理器（3）连接。

4.根据权利要求3所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述电源温度测量传感器（8）采用Pt温度电阻。

5.根据权利要求1所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述从处理器（3）与FLASH存储器（9）及RAM存储器（10）连接。

6.根据权利要求1所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述从处理器（3）与通讯电路（6）连接。

7.根据权利要求1所述的微机保护开关电源监视插件，其特征是：所述从处理器（3）与主处理器（2）连接，主处理器（2）与人机交互设备（1）连接，主处理器（2）将从处理器（3）传输的数据通过人机交互设备（1）显示输出。

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