CN106093657B - 用于高压直流系统的状态监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高压直流系统的状态监测系统，包括上位机、数据传输电路、主控电路、继电器、电源电路、电阻投切电路、母线计量电路、防雷检测电路、支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路，所述电源电路通过继电器与主控电路连接，所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路均与主控单元通信连接，所述电阻投切电路、母线计量电路和防雷检测电路的输出端均与主控单元的输入端连接，所述主控电路的输出信号经数据传输电路传输至上位机。实现提到高压直流安全性的优点。
Description
技术领域
本发明涉及监测领域，具体地，涉及一种用于高压直流系统的状态监测系统。
背景技术
目前，随着我国通信行业的高速发展，数据业务的快速增加，通信局站的UPS使用量大增，系统的可靠性和维护的简便性越来越受到关注，而UPS在这两方面均存在着很多问题。尽管出现了双总线UPS供电系统，增加了UPS供电的可靠性，但随之又加大了机房使用面积及增加了设备投资，也加大了能源浪费。
直流供电系统的系统效率和可靠性均要大大高于UPS供电系统，这一点已经得到业内人士的公认，高压直流供电系统代替UPS已经成为主流大势所趋。
国内已有多个IDC机房、多套核心IT系统和业务平台改用高压直流系统供电，从统计数据显示，用高压直流代替UPS供电，在UPS整个生命周期内平均节能20%-30%。从新建系统统计分析，新建高压直流系统平均节省投资大于40%。并且高压直流系统结构简单，生产技术更加成熟，其系统的安全性相对于UPS有很大的提高。
现有的高压直流存在安全性不足的问题。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种用于高压直流系统的状态监测系统，以实现提到高压直流安全性的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于高压直流系统的状态监测系统，包括上位机、数据传输电路、主控电路、继电器、电源电路、电阻投切电路、母线计量电路、防雷检测电路、支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路，
所述电源电路通过继电器与主控电路连接，所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路均与主控单元通信连接，所述电阻投切电路、母线计量电路和防雷检测电路的输出端均与主控单元的输入端连接，所述主控电路的输出信号经数据传输电路传输至上位机。
优选的，所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路通过RS485总线与主控单元连接。
优选的，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与数据传输电路连接。
优选的，所述电源电路包括主电源电路和备用电源电路。
优选的，所述电阻投切电路，包括光电耦合U15A、光电耦合U15B、运放器U14B和运放器U14A，所述光电耦合U15A的一个输入端上串联电阻R78，光电耦合U15A的一个输出端与运放器U14B的同相输入端之间依次串联电阻R80、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84和电阻R85，所述光电耦合U15A的另一个输出端与地间依次串联电阻R86和电阻R87，所述运放器U14B的同相输入端与地间连接电阻R88，电容C57与电阻R88并联，运放器U14B的反相输入端与运放器U14B的输出端连接，所述运放器U14B的输出端与电阻R79的一端连接，电阻R79的另一端与电容C56串联接地；
所述光电耦合U15B的一个输入端上串联电阻R92，光电耦合U15B的一个输出端与运放器U14A的反相输入端之间依次串联电阻R93、电阻R94、电阻R95、电阻R96、电阻R97和电阻R98，所述光电耦合U15B的另一个输出端与地间依次串联电阻R90和电阻R91，所述运放器U14A的同相输入端与地间连接电阻R100，运放器U14A的反相输入端与运放器U14B的输出端之间串联电阻R89，所述运放器U14A的输出端与电阻R99的一端连接，电阻R99的另一端与电容C59串联接地。
优选的，所述支路漏电流检测电路采用ADS868双极性A/D模数转换芯片。
优选的，所述上位机和数据传输电路之间通过RS485或TCP/IP通信接口连接。
本发明的技术方案具有以下有益效果：
能够实时监测电源电路正负极对地绝缘电阻值，增加了高压直流配电系统的安全性。
具有月度电能与年度电能统计功能，可查询任意时间段电量消耗状况；具有有告警事件存储查询功能。该系统方便机房维护人员查询历史电能消耗情况以及故障情况，为机房管理提供便利。
可以统计96路负载能耗信息，为机房节能减排提供数据依据。
具有RS485、TCP/IP两组通信接口，可以进行远程集中监控，实现远程抄表。对于机房、基站来说，更及时的监视设备运行状态，节约了大量人力成本。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统的原理框图；
图2至图38为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统的电子电路图；
图39为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统中主界面示意图；
图40为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统中支路电量信息查询示意图；
图41为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统中支路绝缘电阻监测示意图；
图42为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统中报警信息查询示意图；
图43为本发明实施例所述的用于高压直流系统的状态监测系统中系统配置示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种用于高压直流系统的状态监测系统，包括上位机、数据传输电路、主控电路、继电器、电源电路、电阻投切电路、母线计量电路、防雷检测电路、支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路，
电源电路通过继电器与主控电路连接，支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路均与主控单元通信连接，电阻投切电路、母线计量电路和防雷检测电路的输出端均与主控单元的输入端连接，所述主控电路的输出信号经数据传输电路传输至上位机。
优选的，支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路通过RS485总线与主控单元连接。
优选的，还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与数据传输电路连接。
优选的，电源电路包括主电源电路和备用电源电路。
优选的，电阻投切电路，如图13所示，包括光电耦合U15A、光电耦合U15B、运放器U14B和运放器U14A，光电耦合U15A的一个输入端上串联电阻R78，光电耦合U15A的一个输出端与运放器U14B的同相输入端之间依次串联电阻R80、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84和电阻R85，光电耦合U15A的另一个输出端与地间依次串联电阻R86和电阻R87，运放器U14B的同相输入端与地间连接电阻R88，电容C57与电阻R88并联，运放器U14B的反相输入端与运放器U14B的输出端连接，运放器U14B的输出端与电阻R79的一端连接，电阻R79的另一端与电容C56串联接地；
光电耦合U15B的一个输入端上串联电阻R92，光电耦合U15B的一个输出端与运放器U14A的反相输入端之间依次串联电阻R93、电阻R94、电阻R95、电阻R96、电阻R97和电阻R98，光电耦合U15B的另一个输出端与地间依次串联电阻R90和电阻R91，运放器U14A的同相输入端与地间连接电阻R100，运放器U14A的反相输入端与运放器U14B的输出端之间串联电阻R89，运放器U14A的输出端与电阻R99的一端连接，电阻R99的另一端与电容C59串联接地。
优选的，支路漏电流检测电路采用ADS868双极性A/D模数转换芯片。
优选的，上位机和数据传输电路之间通过RS485或TCP/IP通信接口连接。
用于高压直流系统的状态监测系统具体电子电路如图2至图38所示。
本监控系统具有如下功能：
1、具有绝缘监察功能，通过电阻投切的方式监测正极对地绝缘电阻值和负极对地绝缘电阻值，当绝缘下降到危险值时产生紧急报警。
2、具有母线电量采集功能及需量分析功能，具有防雷监测功能和进线开关状态监测功能。
3、支路电量采集电路采用多路选择器选择通道，再通过多通道模数转换器集中处理数据，极大的扩展了采集回路数。系统采用光电隔离方式将模拟量电路与数字电路隔离，增加了系统的可靠性。
4、支路漏电流测量电路采用AD8668双极性A/D模数转换芯片，可以监测支路正向漏电流和反向漏电流。
5、支路开关状态采集电路无辅助触点，采用有源的方式，通过采集支路开关电压信号来判断开关通断，并通过光电隔离技术，将强电与弱电完全隔离。
6、能够实现数据整刻钟存储与零时存储功能，整刻钟存储量达到5000条，零时存储数据量达到1000条。
6、具有告警事件存储查询功能，能够查询到历史告警事件类别、发生的日期时间、告警解除的日期时间等信息。告警时间存储采用文本格式记录，极大减少了存储空间占用率。
7、上位机数据采用RS485或者TCP/IP以太网方式传输。
各个显示界面如图39至图43所示，图39中、主界面：用于显示直流电压、电流、功率、电能、对地绝缘电阻、需量信息、进线开关状态、防雷器状态。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种用于高压直流系统的状态监测系统，其特征在于，包括上位机、数据传输电路、主控电路、继电器、电源电路、电阻投切电路、母线计量电路、防雷检测电路、支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路，
所述电源电路通过继电器与主控电路连接，所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路均与主控单元通信连接，所述电阻投切电路、母线计量电路和防雷检测电路的输出端均与主控单元的输入端连接，所述主控电路的输出信号经数据传输电路传输至上位机；
还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与数据传输电路连接；
所述电阻投切电路，包括光电耦合U15A、光电耦合U15B、运放器U14B和运放器U14A，所述光电耦合U15A的一个输入端上串联电阻R78，光电耦合U15A的一个输出端与运放器U14B的同相输入端之间依次串联电阻R80、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84和电阻R85，所述光电耦合U15A的另一个输出端与地间依次串联电阻R86和电阻R87，所述运放器U14B的同相输入端与地间连接电阻R88，电容C57与电阻R88并联，运放器U14B的反相输入端与运放器U14B的输出端连接，所述运放器U14B的输出端与电阻R79的一端连接，电阻R79的另一端与电容C56串联接地；
所述光电耦合U15B的一个输入端上串联电阻R92，光电耦合U15B的一个输出端与运放器U14A的反相输入端之间依次串联电阻R93、电阻R94、电阻R95、电阻R96、电阻R97和电阻R98，所述光电耦合U15B的另一个输出端与地间依次串联电阻R90和电阻R91，所述运放器U14A的同相输入端与地间连接电阻R100，运放器U14A的反相输入端与运放器U14B的输出端之间串联电阻R89，所述运放器U14A的输出端与电阻R99的一端连接，电阻R99的另一端与电容C59串联接地；
所述电源电路包括主电源电路和备用电源电路。
2.一种用于高压直流系统的状态监测系统，其特征在于，包括上位机、数据传输电路、主控电路、继电器、电源电路、电阻投切电路、母线计量电路、防雷检测电路、支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路，
所述电源电路通过继电器与主控电路连接，所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路均与主控单元通信连接，所述电阻投切电路、母线计量电路和防雷检测电路的输出端均与主控单元的输入端连接，所述主控电路的输出信号经数据传输电路传输至上位机；
还包括触摸显示屏，所述触摸显示屏与数据传输电路连接；
所述电阻投切电路，包括光电耦合U15A、光电耦合U15B、运放器U14B和运放器U14A，所述光电耦合U15A的一个输入端上串联电阻R78，光电耦合U15A的一个输出端与运放器U14B的同相输入端之间依次串联电阻R80、电阻R81、电阻R82、电阻R83、电阻R84和电阻R85，所述光电耦合U15A的另一个输出端与地间依次串联电阻R86和电阻R87，所述运放器U14B的同相输入端与地间连接电阻R88，电容C57与电阻R88并联，运放器U14B的反相输入端与运放器U14B的输出端连接，所述运放器U14B的输出端与电阻R79的一端连接，电阻R79的另一端与电容C56串联接地；
所述光电耦合U15B的一个输入端上串联电阻R92，光电耦合U15B的一个输出端与运放器U14A的反相输入端之间依次串联电阻R93、电阻R94、电阻R95、电阻R96、电阻R97和电阻R98，所述光电耦合U15B的另一个输出端与地间依次串联电阻R90和电阻R91，所述运放器U14A的同相输入端与地间连接电阻R100，运放器U14A的反相输入端与运放器U14B的输出端之间串联电阻R89，所述运放器U14A的输出端与电阻R99的一端连接，电阻R99的另一端与电容C59串联接地；
所述支路电量计量电路、支路漏电流检测电路和支路开关状态检测电路通过RS485总线与主控单元连接；
所述电源电路包括主电源电路和备用电源电路。
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