CN103701221A - 箱式变压器智能测控单元 - Google Patents

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刘锦峰
周骁威
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Abstract

本发明公开了一种箱式变压器智能测控单元，包括第一母线电压、第一电压互感器、第一电量计量芯片、第一母线电流、第一电流互感器、第二母线电压、第二电压互感器、第二母线电流、第二电流互感器、第二电量计量芯片、电平转换芯片、存储电路、有源开关量输入电路、非电量保护电路、时钟电路、温度传感器、继电器输出电路、数字显示电路、核心处理电路、第一RS485接口电路和第二RS485接口电路；箱式变压器智能测控单元可以在线监测箱式变压器运行情况，进而通过远方调度来实现对箱式变压器的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，保障箱式变压器的安全运行。

Description

箱式变压器智能测控单元
技术领域
本发明涉及一种在线监测箱式变压器运行情况，进而通过远方调度来实现对箱式变压器的“遥信、遥测、遥控、遥调”功能，保障箱式变压器的安全运行。
背景技术
随着全球能源消费剧增，煤炭、石油、天然气等资源消耗速度的加快，人们对环保、节能、无污染认识的提高和技术发展，风能和太阳能作为一种可再生能源，对它的利用得到了飞速发展，也越来越受到世界各国的重视。中国风能资源丰富，在国家大力发展清洁能源的政策支持下，自″十一五″规划以来，中国风电产业发展迅猛，发展前景十分广阔，预计在未来很长一段时间都将保持高速发展。风电场和光伏发电场变压器一般均采用美式箱变，为提高风电场和光伏发电场信息化、自动化水平，解决长期困扰用户的箱变无法监控状态，为消除信息孤岛，我公司率先在国内针对风力发电和光伏发电的箱变，自主开发了CG2832系列箱式变压器智能监控单元，该监控单元集电流、电压、频率、功率因数、功率、电度表等多种电量监测为一体。目前，国内外箱式变压器工程均按″少人值守″的运行管理方式设计，将24kV(或10kV)、110kV(或220kV)微机保护装置统一组建为箱变综合自动化系统，进而通过远方调度来实现对箱式变压器站的″遥信、遥测、遥控、遥调″功能。
1)遥信：负荷开关位置、变压器重瓦斯、变压器轻瓦斯、变压器高温；变压器超高温、SF6气压异常、变压器油位低、低压断路器位置、低压隔离开关熔断器组位置及小空开位置等开关信号的采集；
2)遥测：两路低压侧三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、变压器铁芯温度等模拟量的采集；
3)遥控：对有电操功能的开关实现远程控分和控合；实现对24kV(或10kV)箱变上述信息的远程管理和自动化监控，满足箱变工程″少人值守″的运行管理方式，实现箱变低压侧全部信息的监视、非电量保护和远程控制等功能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何利用外接传感器实现箱式变压器的在线监测，进而对箱式变压器故障进行诊断，保障箱式变压器安全运行的装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种箱式变压器智能测控单元，包括第一母线电压、第一电压互感器、第一电量计量芯片、第一母线电流、第一电流互感器、第二母线电压、第二电压互感器、第二母线电流、第二电流互感器、第二电量计量芯片、电平转换芯片、存储电路、有源开关量输入电路、非电量保护电路、时钟电路、温度传感器、继电器输出电路、数字显示电路、核心处理电路、第一RS485接口电路和第二RS485接口电路；第一母线电压输出端与第一电压互感器的输入端连接；第一电压互感器的输出端与第一电量计量芯片的输入端连接；第一电量计量芯片的输出端与核心处理电路的SPI口连接；第二母线电压输出端与第二电压互感器的输入端连接；第二电压互感器的输出端与第二电量计量芯片的输入端连接；第二电量计量芯片的输出端与核心处理电路的SPI口连接；存储电路与核心处理电路的I2C口连接；有源开关量输入电路的输出端与电平转换芯片的输入端连接；非电量保护电路的输出端与电平转换芯片的输入端连接；电平转换芯片的输出端与核心处理电路的GPIO口连接；时钟电路与核心处理电路的I2C口连接；温度传感器的输出端与核心处理电路的A／D口连接；继电器输出电路的输入端与核心处理电路的GPIO口连接；数字显示电路的输入端与核心处理电路的GPIO口连接；第一RS485接口电路和第二RS485接口电路分别与核心处理电路的SCI接口连接。
核心处理电路为STM32F103VECT6芯片。
有源开关量输入电路为21路有源开关量输入。
非电量保护电路为8路非电量保护电路。
温度传感器为4路PT100温度传感器。
继电器输出电路为8路继电器输出。
第一母线电压和第二母线电压分别为3路母线电压。
第一母线电流和第二母线电流分别为3路母线电流。
数字显示电路为LED。
电平转换芯片为74LVC245A。
本发明具有积极的效果：(1)本发明的箱式变压器智能测控单元中，具有两路低压侧三相电流和三相电压，以及频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度等模拟量的采集。(2)本发明的箱式变压器智能测控单元，具有负荷开关位置、变压器重瓦斯、变压器轻瓦斯、变压器高温，变压器超高温、SF6气压异常、变压器油位低、低压断路器位置、低压隔离开关熔断器组位置及小空开位置等21路开关信号的采集。(3)本发明的箱式变压器智能测控单元，对有电操功能的开关实现远程控分和控合；实现对24kV(或10kV)箱变上述信息的远程管理和自动化监控，满足箱变工程″少人值守″的运行管理方式，实现箱变低压侧全部信息的监视、非电量保护和远程控制等功能。
附图说明
图1为实施例1的箱式变压器智能测控单元工作原理图。
具体实施方式
见图1所示，本实施例的箱式变压器智能测控单元，包括第一母线电压、第一电压互感器、第一电量计量芯片、第一母线电流、第一电流互感器、第二母线电压、第二电压互感器、第二母线电流、第二电流互感器、第二电量计量芯片、电平转换芯片1、存储电路2、有源开关量输入电路(3)、非电量保护电路4、时钟电路5、温度传感器6、继电器输出电路7、数字显示电路8、核心处理电路9、第一RS485接口电路和第二RS485接口电路；第一母线电压输出端与第一电压互感器的输入端连接；第一电压互感器的输出端与第一电量计量芯片的输入端连接；第一电量计量芯片的输出端与核心处理电路9的SPI口连接；第二母线电压输出端与第二电压互感器的输入端连接；第二电压互感器的输出端与第二电量计量芯片的输入端连接；第二电量计量芯片的输出端与核心处理电路9的SPI口连接；存储电路2与核心处理电路9的I2C口连接；有源开关量输入电路3的输出端与电平转换芯片1的输入端连接；非电量保护电路4的输出端与电平转换芯片1的输入端连接；电平转换芯片1的输出端与核心处理电路9的GPIO口连接；时钟电路5与核心处理电路9的I2C口连接；温度传感器6的输出端与核心处理电路9的A／D口连接；继电器输出电路7的输入端与核心处理电路9的GPIO口连接；数字显示电路8的输入端与核心处理电路9的GPIO口连接；第一RS485接口电路和第二RS485接口电路分别与核心处理电路9的SCI接口连接。
核心处理电路9为STM32F103VECT6芯片。
有源开关量输入电路3为21路有源开关量输入。
非电量保护电路4为8路非电量保护电路。
温度传感器6为4路PT100温度传感器。
继电器输出电路7为8路继电器输出。
第一母线电压和第二母线电压分别为3路母线电压。
第一母线电流和第二母线电流分别为3路母线电流。
数字显示电路8为LED。
电平转换芯片1为74LVC245A。

Claims (10)

1.箱式变压器智能测控单元，其特征在于，包括第一母线电压、第一电压互感器、第一电量计量芯片、第一母线电流、第一电流互感器、第二母线电压、第二电压互感器、第二母线电流、第二电流互感器、第二电量计量芯片、电平转换芯片(1)、存储电路(2)、有源开关量输入电路(3)、非电量保护电路(4)、时钟电路(5)、温度传感器(6)、继电器输出电路(7)、数字显示电路(8)、核心处理电路(9)、第一RS485接口电路和第二RS485接口电路；第一母线电压输出端与第一电压互感器的输入端连接；第一电压互感器的输出端与第一电量计量芯片的输入端连接；第一电量计量芯片的输出端与核心处理电路(9)的SPI口连接；第二母线电压输出端与第二电压互感器的输入端连接；第二电压互感器的输出端与第二电量计量芯片的输入端连接；第二电量计量芯片的输出端与核心处理电路(9)的SPI口连接；存储电路(2)与核心处理电路(9)的I2C口连接；有源开关量输入电路(3)的输出端与电平转换芯片(1)的输入端连接；非电量保护电路(4)的输出端与电平转换芯片(1)的输入端连接；电平转换芯片(1)的输出端与核心处理电路(9)的GPIO口连接；时钟电路(5)与核心处理电路(9)的I2C口连接；温度传感器(6)的输出端与核心处理电路(9)的A／D口连接；继电器输出电路(7)的输入端与核心处理电路(9)的GPIO口连接；数字显示电路(8)的输入端与核心处理电路(9)的GPIO口连接；第一RS485接口电路和第二RS485接口电路分别与核心处理电路(9)的SCI接口连接。
2.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，核心处理电路(9)为STM32F103VECT6芯片。
3.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，有源开关量输入电路(3)为21路有源开关量输入。
4.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，非电量保护电路(4)为8路非电量保护电路。
5.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，温度传感器(6)为4路PT100温度传感器。
6.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，继电器输出电路(7)为8路继电器输出。
7.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，第一母线电压和第二母线电压分别为3路母线电压。
8.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，第一母线电流和第二母线电流分别为3路母线电流。
9.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，数字显示电路(8)为LED。
10.如权利要求1所述的箱式变压器智能测控单元，其特征在于，电平转换芯片(1)为74LVC245A。
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