CN103872783A - 一种站用变压器控保装置 - Google Patents
一种站用变压器控保装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103872783A CN103872783A CN201410135378.2A CN201410135378A CN103872783A CN 103872783 A CN103872783 A CN 103872783A CN 201410135378 A CN201410135378 A CN 201410135378A CN 103872783 A CN103872783 A CN 103872783A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- resistance
- connects
- transformer
- detecting unit
- signal input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/20—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution using protection elements, arrangements or systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
- Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
- Y04S40/126—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wireless data transmission
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Abstract
本申请公开了一种站用变压器控保装置，包括：依次连接的信号采集电路、单片机（U1）、驱动电路和串联于变压器（T）一次回路中的真空断路器（K）。本发明实施例提供的装置利用信号采集电路对变压器状态、一次电流、二次电压电流波形及有功功率、无功功率、功率因数、电量等信息进行实时检测，由单片机对所采集的信息进行处理，并根据具体情况向驱动电路输出控制信号，由驱动电路驱动真空断路器完成对现场一次高压线路的投切，实现对高压线路及低压线路的可靠、有效保护，GPRS模块用于无线上传数据。
Description
本申请要求于2013年11月06日提交中国专利局、申请号为201320695157.1、发明名称为“一种站用变压器控保装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及变压器技术领域，尤其是一种站用变压器控保装置。
背景技术
变电室是供电网络的重要组成部分，由于过压、欠压、过载、短路、变压器异常等故障在供电网络中时有发生，必须在变电室设置监测和保护装置，以及时发现和切断故障支路，保护线路和变压器，防止故障进一步扩大。传统的配电保护装置（如油田的转油站、注入站变电室的配电保护装置），一般是采用分散式仪表和断路器实现变压器保护、低压线路保护和电流、电压监测。这种监测保护装置的最大的缺陷是只能对低压线路而不能对进线高压线路进行监测、保护，不能协调管理，也不能上传数据，不能给维修人员提供必要的故障信息。近几年来出现的智能型配电保护装置虽然可以克服上述缺点，但现有的智能型配电保护装置还不够成熟，还存在许多设计缺陷，致使其可靠性不能达到使用要求，因此有必要设计一种高可靠性的智能型配电保护装置，以满足电力部门的需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足、提供一种监测功能齐全，而且便于对所有保护和数据进行统一管理的站用变压器控保装置。
本申请提供的技术方案如下：
一种站用变压器控保装置，包括：
依次连接的信号采集电路、单片机（U1）、驱动电路和串联于变压器（T）一次回路中的真空断路器（K）；
所述驱动电路包括达林顿阵列（U6）、第一光电耦合器（U3）、第二光电耦合器（U4）、第一继电器（J1）和第二继电器（J2）；
所述第一光电耦合器（U3）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.19，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.18，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第一光电耦合器（U3）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN1端；
所述第二光电耦合器（U4）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN2端；
所述达林顿阵列（U6）的OUT1端接第一继电器（J1）的控制线圈；OUT2端接第二继电器（J2）的控制器线圈；
所述第一继电器（J1）的常开触点控制真空断路器（K）的分闸线圈（Kr），所述第二继电器（J2）的常开触点控制真空断路器（K）的合闸线圈（Ks）；
所述低压输出关闭电路包括：
复位芯片（U7）、第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）；
所述复位芯片（U7）采用MAX706T，其输出信号经第一电阻（R1）和第二电阻（R2）分压后接第一三极管（Q1）的基极；
所述第一三极管（Q1）的发射极接地，集电极依次经第三电阻（R3）和第四电阻（R4）接电源正极；
所述第二三极管（Q2）的基极接第三电阻（R3）与第四电阻（R4）的串接点，集电极接电源正极，其发射极经第五电阻（R5）分别接所述第一光电耦合器（U3）和第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的正极；
所述信号采集电路包括变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路；
所述变压器状态信号输入电路的输入端接电压器状态开关；
所述一次侧参数检测电路接变压器一次线路；
所述二次侧参数检测电路接变压器二次线路；
所述变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路的输出端均接单片机（U1）的输入端。
上述的装置，优选的，所述二次侧参数检测电路包括：
第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）结构相同；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）与三相交流电的A相对应；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）与三相交流电的B相对应；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）与三相交流电的C相对应；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）包括：
电能计量芯片（U2）、电压互感器（PT）、第一电流互感器（CT1）、第二电流互感器（CT2）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）和第四二极管（D4）；
所述电压互感器（PT）的原边线圈接三相交流电，副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Vin+和Vin-端；
所述第六电阻（R6）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin+端；
所述第七电阻（R7）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一二极管（D1）和第二二极管（D2）并联，且所述第一二极管（D1）的阴极与所述第二二极管（D2）的阳极相连接；所述第二二极管（D2）的阴极接电能计量芯片（U2）的Vin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一电流互感器（CT1）的输入端接三相交流电，输出端接第二流互感器（CT2）的输入端，第二流互感器（CT2）的副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Iin+和Iin-端；
所述第八电阻（R8）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin+端；
所述第九电阻（R9）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin-端；
所述第三二极管（D3）和第四二极管（D4）并联，且所述第三二极管（D3）的阴极与所述第四二极管（D4）的阳极相连接；所述第四二极管（D4）的阴极接电能计量芯片（U2）的lin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的lin-端；
所述电能计量芯片（U2）的
、SDI、SCLK和SDO端分别接单片机（U1）的P3.9、P0.6、P0.4、P0.5端；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P1.25端；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端接单片机（U1）的P3.14端；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P3.15端。
上述的装置，优选的，所述一次侧参数检测电路包括：
结构相同的第一一次电流检测单元（H1）、第二一次电流检测单元（H2）、第三一次电流检测单元（H3）和第四一次电流检测单元（H4）；
所述第一一次电流检测单元（H1）中包括：
高压电流互感器（CT3）、瞬变电压抑制二极管（DW）、双肖特基钳位二极管（QW）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）和第十二电阻（R12）；
所述高压电流互感器（CT3）的输出信号经所述第十电阻（R10）和第十一电阻（R11）分压后再经所述第十二电阻（R12）接所述单片机（U1）的输入端；
所述瞬变电压抑制二极管（DW）并接在高压电流互感器（CT3）的输出端；
所述双肖特基钳位二极管（QW）串接在所述第十二电阻（R12）与单片机（U1）之间；
所述第一一次电流检测单元（H1）的输出端接单片机（U1）的P2.31端；
所述第二一次电流检测单元（H2）的输出端接单片机（U1）的P2.30端；
所述第三一次电流检测单元（H3）的输出端接单片机（U1）的P0.28端；
所述第四一次电流检测单元（H4）的输出端接单片机（U1）的P0.27端；
所述第一一次电流检测单元（H1）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接三相交流电的A相；
所述第二一次电流检测单元（H2）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTB）接三相交流电的B相；
所述第三一次电流检测单元（H3）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTC）接三相交流电的C相；
所述第四一次电流检测单元（H4）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接零序电流传感器（LX）的信号输出端。
上述的装置，优选的，所述变压器状态信号输入电路包括：
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的结构相同；
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的输入端分别接变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）和合闸按钮（KG4）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）包括：
光电隔离器（U5）、电容器（C1）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）和第十六电阻（R16）；
变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）或合闸按钮（KG4）的输出信号经第十三电阻（R13）和第十四电阻（R14）分压后接光电隔离器（U5）的输入端；
所述光电隔离器（U5）的光电管的集电极接电源，发射极经第十五电阻（R15）接单片机（U1）的输入端并经第十六电阻（R16）接地；
所述电容器（C1）与光电隔离器（U5）的发光二极管并联连接。
上述的装置，优选的，还包括GPRS通讯模块（GPRS）；
所述GPRS通讯模块（GPRS）接单片机（U1）的P0.8和P0.9端。
本发明实施例提供的本发明利用信号采集电路对变压器状态、一次电流、二次电压电流波形及有功功率、无功功率、功率因数、电量等信息进行实时检测，由单片机对所采集的信息进行处理，并根据具体情况向驱动电路输出控制信号，由驱动电路驱动真空断路器完成对现场一次高压线路的投切，实现对高压线路及低压线路的可靠、有效保护，GPRS模块用于无线上传数据。本发明设计合理，具有监测功能齐全、运行可靠性高等优点，而且便于对所有保护和数据进行统一管理，易于实现单元互联及远程监控。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种站用变压器控保装置的结构示意图；
图2为本发明提供的一种站用变压器控保装置的又一结构示意图；
图3为本发明提供的一种站用变压器控保装置的又一结构示意图；
图4为本发明提供的一种站用变压器控保装置的又一结构示意图。
图中各标号为：U1、单片机，U2、电能计量芯片，U3、第一光电耦合器，U4、第二光电耦合器，U5、光电隔离器，U6、达林顿阵列，U7、复位芯片，J1、第一继电器，J2、第二继电器，CTA、A相电流互感器，CTB、B相电流互感器，CTC、C相电流互感器，CT1、第一电流互感器，CT2、第二电流互感器，CT3、高压电流互感器，PT、电压互感器，Kt、变压器温度报警开关，KG1、重瓦报警开关，KG2、轻瓦报警开关，KG3、分闸按钮，KG4、合闸按钮，K、真空断路器，Ks、合闸线圈，Kr、分闸线圈，LX、零序电流传感器，T、变压器，XS、显示器，H1～H4、第一一次电流检测单元～第四一次电流检测单元，L1～L3、第一二次参数采集单元～第三二次参数采集单元，Z1～Z5、第一变压器状态信号输入单元～第五变压器状态信号输入单元，DW、瞬变电压抑制二极管，QW、双肖特基钳位二极管，D1～D4、第一二极管～第四二极管，C1、电容器，R1～R16、第一电阻～第十六电阻，Q1、第一三极管，Q2、第二三极管。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参考图1、图2、图3及图4，示出了本发明实施例中一种站用变压器控保装置的结构示意图，包括：
依次连接的信号采集电路、单片机（U1）、驱动电路和串联于变压器（T）一次回路中的真空断路器（K）；
所述驱动电路包括达林顿阵列（U6）、第一光电耦合器（U3）、第二光电耦合器（U4）、第一继电器（J1）和第二继电器（J2）；
所述第一光电耦合器（U3）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.19，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.18，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第一光电耦合器（U3）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN1端；
所述第二光电耦合器（U4）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN2端；
所述达林顿阵列（U6）的OUT1端接第一继电器（J1）的控制线圈；OUT2端接第二继电器（J2）的控制器线圈；
所述第一继电器（J1）的常开触点控制真空断路器（K）的分闸线圈（Kr），所述第二继电器（J2）的常开触点控制真空断路器（K）的合闸线圈（Ks）；
所述低压输出关闭电路包括：
复位芯片（U7）、第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）；
所述复位芯片（U7）采用MAX706T，其输出信号经第一电阻（R1）和第二电阻（R2）分压后接第一三极管（Q1）的基极；
所述第一三极管（Q1）的发射极接地，集电极依次经第三电阻（R3）和第四电阻（R4）接电源正极；
所述第二三极管（Q2）的基极接第三电阻（R3）与第四电阻（R4）的串接点，集电极接电源正极，其发射极经第五电阻（R5）分别接所述第一光电耦合器（U3）和第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的正极；
所述信号采集电路包括变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路；
所述变压器状态信号输入电路的输入端接电压器状态开关；
所述一次侧参数检测电路接变压器一次线路；
所述二次侧参数检测电路接变压器二次线路；
所述变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路的输出端均接单片机（U1）的输入端。
所述二次侧参数检测电路包括：
第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）结构相同；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）与三相交流电的A相对应；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）与三相交流电的B相对应；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）与三相交流电的C相对应；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）包括：
电能计量芯片（U2）、电压互感器（PT）、第一电流互感器（CT1）、第二电流互感器（CT2）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）和第四二极管（D4）；
所述电压互感器（PT）的原边线圈接三相交流电，副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Vin+和Vin-端；
所述第六电阻（R6）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin+端；
所述第七电阻（R7）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一二极管（D1）和第二二极管（D2）并联，且所述第一二极管（D1）的阴极与所述第二二极管（D2）的阳极相连接；所述第二二极管（D2）的阴极接电能计量芯片（U2）的Vin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一电流互感器（CT1）的输入端接三相交流电，输出端接第二流互感器（CT2）的输入端，第二流互感器（CT2）的副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Iin+和Iin-端；
所述第八电阻（R8）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin+端；
所述第九电阻（R9）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin-端；
所述第三二极管（D3）和第四二极管（D4）并联，且所述第三二极管（D3）的阴极与所述第四二极管（D4）的阳极相连接；所述第四二极管（D4）的阴极接电能计量芯片（U2）的lin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的lin-端；
所述电能计量芯片（U2）的
SDI、SCLK和SDO端分别接单片机（U1）的P3.9、P0.6、P0.4、P0.5端；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P1.25端；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P3.14端；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P3.15端。
所述一次侧参数检测电路包括：
结构相同的第一一次电流检测单元（H1）、第二一次电流检测单元（H2）、第三一次电流检测单元（H3）和第四一次电流检测单元（H4）；
所述第一一次电流检测单元（H1）中包括：
高压电流互感器（CT3）、瞬变电压抑制二极管（DW）、双肖特基钳位二极管（QW）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）和第十二电阻（R12）；
所述高压电流互感器（CT3）的输出信号经所述第十电阻（R10）和第十一电阻（R11）分压后再经所述第十二电阻（R12）接所述单片机（U1）的输入端；
所述瞬变电压抑制二极管（DW）并接在高压电流互感器（CT3）的输出端；
所述双肖特基钳位二极管（QW）串接在所述第十二电阻（R12）与单片机（U1）之间；
所述第一一次电流检测单元（H1）的输出端接单片机（U1）的P2.31端；
所述第二一次电流检测单元（H2）的输出端接单片机（U1）的P2.30端；
所述第三一次电流检测单元（H3）的输出端接单片机（U1）的P0.28端；
所述第四一次电流检测单元（H4）的输出端接单片机（U1）的P0.27端；
所述第一一次电流检测单元（H1）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接三相交流电的A相；
所述第二一次电流检测单元（H2）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTB）接三相交流电的B相；
所述第三一次电流检测单元（H3）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTC）接三相交流电的C相；
所述第四一次电流检测单元（H4）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接零序电流传感器（LX）的信号输出端。
所述变压器状态信号输入电路包括：
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的结构相同；
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的输入端分别接变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）和合闸按钮（KG4）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）包括：
光电隔离器（U5）、电容器（C1）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）和第十六电阻（R16）；
变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）或合闸按钮（KG4）的输出信号经第十三电阻（R13）和第十四电阻（R14）分压后接光电隔离器（U5）的输入端；
所述光电隔离器（U5）的光电管的集电极接电源，发射极经第十五电阻（R15）接单片机（U1）的输入端并经第十六电阻（R16）接地；
所述电容器（C1）与光电隔离器（U5）的发光二极管并联连接。
本发明实施例中，还包括GPRS通讯模块（GPRS）；
所述GPRS通讯模块（GPRS）接单片机（U1）的P0.8和P0.9端
本发明主要应用于油田的转油站、注入站变电室的配电监测保护，本发明可同时对高/低压线路进行监测、保护，对所有的保护统一管理，并记录故障波形，通过GPRS无线上传数据。
参看图3，电流互感器CTA、CTB、CTC以及零序电流传感器LX是真空断路器K中的部件，本发明用以采集一次电流信号，具体实施时也可以采用独立的电流互感器和零序电流传感器。图3中，Vref为参考电压，第十电阻R10、第十一电阻R11为高压电流互感器CT3输出信号的分压电阻，第十二电阻R12为耦合电阻，稳压管DW为大功率钳位器件，不能起到理想的钳位作用。当稳压管DW的钳位电压较低时，在输入信号达到其钳位电压附近时，受漏电流的影响，采样的线性度会受影响，若钳位电压较高，对线性度影响减小，但又会使采样引脚的输入电压超过允许的范围，对芯片其它通道产生不良影响。本电路利用极低漏电的双肖特基钳位二极管QW（型号为BAS70-04）很好地解决了这一矛盾，稳压管DW选定钳位电压较高，对采样的线性无影响，但可以限制流入双肖特基钳位二极管QW的电流，保持双肖特基钳位二极管QW的钳位性能，由双肖特基钳位二极管QW保证输入到单片机U1采样引脚的信号电压在AD采样的正常范围内。第十三电阻R13、第十四R14为变压器状态信号的分压电阻，电容器C1起滤波作用，第十五电阻R15为光电隔离器U3的输出耦合电阻，第十六电阻R16为下拉电阻。
参看图2，计量芯片U2采用CS5463A，CS5463A内置电源频率采样和芯片温度采样，省去了电源频率采样电路，简化了频率采样的软件处理，CS5463A采样的温度信号可以为控制器内部工作状态提供参考依据。计量芯片U2采用差分采样电路，可以大大提高输入的共模抑制比。电压信号由电压互感器PT采集，第六电阻R6和第七电阻R7有调节信号量的作用；第一二极管D1和第二二极管D2起钳位作用。电流信号由第一电流互感器CT1采集，再经第二电流互感器CT2变换后输入到电能计量芯片U2的Iin+和Iin-端，第八电阻R8和第九电阻R9有调节信号量的作用；第三二极管D3和第四二极管D4起钳位作用。三个电能计量芯片的数据线并联连接后接单片机U1的输入端，由片选信号选择要读取数据的芯片。
参看图4，单片机U1输出的控制信号经光电耦合器隔离，再经达林顿阵列U6放大后控制第一继电器J1、第二继电器J2，第一继电器J1闭合时，真空断路器分闸线圈Kr得电，使真空断路器K断开，第二继电器J2闭合时，真空断路器合闸线圈Ks得电，使真空断路器K闭合。
单片机U1的正常工作电压有一定的范围，当电源电压低于工作电压时，其输出引脚处于不确定状态，特别是上电时，当电源电压上升较慢时，其起始一段工作于此状态，为避免此时可能对断路器的不正常操作，本装置设置了低压输出关闭电路，当电源电压正常，复位芯片U7复位完成后控制部分打开，才可以进行输出操作。大大提高了本装置的可靠性。
具体实施时，还可以设置显示器XS、键盘和其它通讯接口，增加本发明的的功能。
系统工作原理：本发明由真空断路器作为保护的可控部件，由ARM单片机及外围电路组成监控及保护部分，并可通过通讯接口实现集中监控。单片机将采集到的电流瞬时值保存在循环队列中，根据当前采样电流大小及设定的保护参数做出实时判断，从而在线路故障时做出快速响应，控制真空断路器分断故障线路，并保存循环队列中的电流数据作为故障状态保护电流的波形，单片机同时实时采集变压器运行状态，在变压器异常时做出反应，达到保护线路和变压器的目的。单片机通过电能测量芯片监测低压侧电参数为用户提供线路电压电流波形及电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电量等信息。采用高性能的32位ARM单片机作为主控芯片，使系统完全满足硬实时需求。系统可通过485接口进行近距离集中监控，也可通过GPRS通讯模块进行远距离监控。
各集成电路的信号是：U1采用LPC2214，U2采用CS5463A，U3、U4、U5采用TLP521，U6采用ULN2003A。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (5)
1.一种站用变压器控保装置，其特征在于，包括：
依次连接的信号采集电路、单片机（U1）、驱动电路和串联于变压器（T）一次回路中的真空断路器（K）；
所述驱动电路包括达林顿阵列（U6）、第一光电耦合器（U3）、第二光电耦合器（U4）、第一继电器（J1）和第二继电器（J2）；
所述第一光电耦合器（U3）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.19，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的负极接单片机（U1）的输出端口P2.18，正极经低压输出关闭电路接第一电源；
所述第一光电耦合器（U3）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN1端；
所述第二光电耦合器（U4）中的光电管的集电极接第二电源，发射极接达林顿阵列（U6）的IN2端；
所述达林顿阵列（U6）的OUT1端接第一继电器（J1）的控制线圈；OUT2端接第二继电器（J2）的控制器线圈；
所述第一继电器（J1）的常开触点控制真空断路器（K）的分闸线圈（Kr），所述第二继电器（J2）的常开触点控制真空断路器（K）的合闸线圈（Ks）；
所述低压输出关闭电路包括：
复位芯片（U7）、第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3）、第四电阻（R4）和第五电阻（R5）；
所述复位芯片（U7）采用MAX706T，其输出信号经第一电阻（R1）和第二电阻（R2）分压后接第一三极管（Q1）的基极；
所述第一三极管（Q1）的发射极接地，集电极依次经第三电阻（R3）和第四电阻（R4）接电源正极；
所述第二三极管（Q2）的基极接第三电阻（R3）与第四电阻（R4）的串接点，集电极接电源正极，其发射极经第五电阻（R5）分别接所述第一光电耦合器（U3）和第二光电耦合器（U4）内的发光二极管的正极；
所述信号采集电路包括变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路；
所述变压器状态信号输入电路的输入端接电压器状态开关；
所述一次侧参数检测电路接变压器一次线路；
所述二次侧参数检测电路接变压器二次线路；
所述变压器状态信号输入电路、一次侧参数检测电路和二次侧参数检测电路的输出端均接单片机（U1）的输入端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二次侧参数检测电路包括：
第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）、第二二次侧参数检测单元（L2）和第三二次侧参数检测单元（L3）结构相同；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）与三相交流电的A相对应；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）与三相交流电的B相对应；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）与三相交流电的C相对应；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）包括：
电能计量芯片（U2）、电压互感器（PT）、第一电流互感器（CT1）、第二电流互感器（CT2）、第六电阻（R6）、第七电阻（R7）、第八电阻（R8）、第九电阻（R9）、第一二极管（D1）、第二二极管（D2）、第三二极管（D3）和第四二极管（D4）；
所述电压互感器（PT）的原边线圈接三相交流电，副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Vin+和Vin-端；
所述第六电阻（R6）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin+端；
所述第七电阻（R7）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一二极管（D1）和第二二极管（D2）并联，且所述第一二极管（D1）的阴极与所述第二二极管（D2）的阳极相连接；所述第二二极管（D2）的阴极接电能计量芯片（U2）的Vin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的Vin-端；
所述第一电流互感器（CT1）的输入端接三相交流电，输出端接第二流互感器（CT2）的输入端，第二流互感器（CT2）的副边线圈的两端分别接电能计量芯片（U2）的Iin+和Iin-端；
所述第八电阻（R8）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin+端；
所述第九电阻（R9）的一端接地，另一端接电能计量芯片（U2）的Iin-端；
所述第三二极管（D3）和第四二极管（D4）并联，且所述第三二极管（D3）的阴极与所述第四二极管（D4）的阳极相连接；所述第四二极管（D4）的阴极接电能计量芯片（U2）的lin+端，阳极接电能计量芯片（U2）的lin-端；
所述电能计量芯片（U2）的
、SDI、SCLK和SDO端分别接单片机（U1）的P3.9、P0.6、P0.4、P0.5端；
所述第一二次侧参数检测单元（L1）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P1.25端；
所述第二二次侧参数检测单元（L2）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P3.14端；
所述第三二次侧参数检测单元（L3）的电能计量芯片（U2）的片选信号输入端
接单片机（U1）的P3.15端。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一次侧参数检测电路包括：
结构相同的第一一次电流检测单元（H1）、第二一次电流检测单元（H2）、第三一次电流检测单元（H3）和第四一次电流检测单元（H4）；
所述第一一次电流检测单元（H1）中包括：
高压电流互感器（CT3）、瞬变电压抑制二极管（DW）、双肖特基钳位二极管（QW）、第十电阻（R10）、第十一电阻（R11）和第十二电阻（R12）；
所述高压电流互感器（CT3）的输出信号经所述第十电阻（R10）和第十一电阻（R11）分压后再经所述第十二电阻（R12）接所述单片机（U1）的输入端；
所述瞬变电压抑制二极管（DW）并接在高压电流互感器（CT3）的输出端；
所述双肖特基钳位二极管（QW）串接在所述第十二电阻（R12）与单片机（U1）之间；
所述第一一次电流检测单元（H1）的输出端接单片机（U1）的P2.31端；
所述第二一次电流检测单元（H2）的输出端接单片机（U1）的P2.30端；
所述第三一次电流检测单元（H3）的输出端接单片机（U1）的P0.28端；
所述第四一次电流检测单元（H4）的输出端接单片机（U1）的P0.27端；
所述第一一次电流检测单元（H1）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接三相交流电的A相；
所述第二一次电流检测单元（H2）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTB）接三相交流电的B相；
所述第三一次电流检测单元（H3）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTC）接三相交流电的C相；
所述第四一次电流检测单元（H4）的高压电流互感器（CT3）的输入端经外部电流互感器（CTA）接零序电流传感器（LX）的信号输出端。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述变压器状态信号输入电路包括：
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的结构相同；
第一状态信号输入单元（Z1）、第二状态信号输入单元（Z2）、第三状态信号输入单元（Z3）、第四状态信号输入单元（Z4）和第五状态信号输入单元（Z5）的输入端分别接变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）和合闸按钮（KG4）；
所述第一状态信号输入单元（Z1）包括：
光电隔离器（U5）、电容器（C1）、第十三电阻（R13）、第十四电阻（R14）、第十五电阻（R15）和第十六电阻（R16）；
变压器温度报警开关（Kt）、重瓦报警开关（KG1）、轻瓦报警开关（KG2）、分闸按钮（KG3）或合闸按钮（KG4）的输出信号经第十三电阻（R13）和第十四电阻（R14）分压后接光电隔离器（U5）的输入端；
所述光电隔离器（U5）的光电管的集电极接电源，发射极经第十五电阻（R15）接单片机（U1）的输入端并经第十六电阻（R16）接地；
所述电容器（C1）与光电隔离器（U5）的发光二极管并联连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括GPRS通讯模块（GPRS）；
所述GPRS通讯模块（GPRS）接单片机（U1）的P0.8和P0.9端。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410135378.2A CN103872783B (zh) | 2013-11-06 | 2014-04-04 | 一种站用变压器控保装置 |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013206951571 | 2013-11-06 | ||
| CN201320695157.1 | 2013-11-06 | ||
| CN201320695157 | 2013-11-06 | ||
| CN201410135378.2A CN103872783B (zh) | 2013-11-06 | 2014-04-04 | 一种站用变压器控保装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103872783A true CN103872783A (zh) | 2014-06-18 |
| CN103872783B CN103872783B (zh) | 2015-03-18 |
Family
ID=50911038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410135378.2A Active CN103872783B (zh) | 2013-11-06 | 2014-04-04 | 一种站用变压器控保装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103872783B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105576608A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-05-11 | 上海船厂船舶有限公司 | 中压变压保护系统 |
| CN111030050A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 成都信息工程大学 | 一种接入变压器型设备短路预检保护装置及其工作方法 |
| CN112531884A (zh) * | 2019-09-18 | 2021-03-19 | 深圳市睿德龙智能电气有限公司 | 一种安全防护电源装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201222650Y (zh) * | 2008-06-20 | 2009-04-15 | 石家庄博发科技有限公司 | 一种变电室配电监测与保护装置 |
| CN201234165Y (zh) * | 2008-06-06 | 2009-05-06 | 陈家斌 | 一种配电系统自动化控制装置 |
-
2014
- 2014-04-04 CN CN201410135378.2A patent/CN103872783B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201234165Y (zh) * | 2008-06-06 | 2009-05-06 | 陈家斌 | 一种配电系统自动化控制装置 |
| CN201222650Y (zh) * | 2008-06-20 | 2009-04-15 | 石家庄博发科技有限公司 | 一种变电室配电监测与保护装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 王鹏等: "基于CDMA1X的变电站无线图像监控系统", 《低压电器》, no. 18, 30 September 2008 (2008-09-30) * |
| 许坤: "变压器在线监测及微机保护专家系统", 《电工技术杂志》, no. 08, 19 August 2003 (2003-08-19) * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105576608A (zh) * | 2014-10-16 | 2016-05-11 | 上海船厂船舶有限公司 | 中压变压保护系统 |
| CN105576608B (zh) * | 2014-10-16 | 2018-04-06 | 上海船厂船舶有限公司 | 中压变压保护系统 |
| CN112531884A (zh) * | 2019-09-18 | 2021-03-19 | 深圳市睿德龙智能电气有限公司 | 一种安全防护电源装置 |
| CN112531884B (zh) * | 2019-09-18 | 2023-10-31 | 深圳市睿德龙智能电气有限公司 | 一种安全防护电源装置 |
| CN111030050A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-04-17 | 成都信息工程大学 | 一种接入变压器型设备短路预检保护装置及其工作方法 |
| CN111030050B (zh) * | 2019-12-30 | 2024-05-24 | 成都信息工程大学 | 一种接入变压器型设备短路预检保护装置及其工作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103872783B (zh) | 2015-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104122478B (zh) | 基于冲击动作和泄露电流在线检测的避雷器状态诊断系统 | |
| CN103901317A (zh) | 一种基于多系统协作的配电故障研判方法 | |
| CN204442008U (zh) | 一种智能型低压综合配电柜 | |
| CN201222650Y (zh) | 一种变电室配电监测与保护装置 | |
| CN106841876B (zh) | 一种继电保护出口压板的监视方法 | |
| CN207398896U (zh) | 一种带故障检测的充电设备 | |
| CN202602375U (zh) | 风力发电箱式变压器云终端 | |
| CN106058837A (zh) | 一种无隔离器件的线路避雷器漏电流检测装置 | |
| CN109599941A (zh) | 一种配变台区感知终端装置及方法 | |
| CN103872783B (zh) | 一种站用变压器控保装置 | |
| CN212649191U (zh) | 一种配电网智能故障监测及报警装置 | |
| CN101446619B (zh) | 用于检测配网架空线故障的报警器 | |
| CN201408981Y (zh) | 单相智能型用电保护器 | |
| CN201365142Y (zh) | 一种高可靠性的配电变压器监测终端 | |
| CN103248003B (zh) | 室外综合机柜的电源输入保护装置与方法 | |
| CN103401217A (zh) | 智能电动机保护器 | |
| CN206293878U (zh) | 一种智能检测剩余电流的动作保护装置 | |
| CN202059153U (zh) | 适于过流反时限保护电路的漏电保护器 | |
| CN207133618U (zh) | 一种箱式变压器智能测控装置 | |
| CN205484714U (zh) | 一种断路器开关状态侦测电路 | |
| CN201314941Y (zh) | 架空线故障报警器 | |
| CN201289990Y (zh) | 多功能低压配电箱 | |
| CN114221323A (zh) | 一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置与方法 | |
| CN106100122A (zh) | 断路器用数据采集控制器及其对断路器的控制方法 | |
| CN209056981U (zh) | 一种智能低压断路器的数据远程监控系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |