CN106226622A - 一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，包括互感单元、光电隔离单元、信号处理单元、信号处理单元、监测装置和上位机，互感单元的输出端与光电隔离单元的输入端电连接，光电隔离单元的输出端与信号处理单元的输入端电连接，信号处理单元的输出端与监测装置的输入端电连接，监测装置与上位机相连。本发明通过互感单元采集过电压保护器线路中的过电压数据，并通过监测装置对过电压数据进行分析处理，继而将相关数据进行存储和显示出来，便于观察和查询；通过语音提示可以让监控人员及时发现故障和排故，提高监控人员发现故障的及时性；通过串口通道与远程计算机或客户端进行监控和查询，从而提高监控和排故效率。

Description

一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统

技术领域

本发明属于电气设备的过电压保护技术领域，特别是涉及一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统。

背景技术

三相组合式过电压保护器是一种新型的过电压保护器主要用于发电、供电和用电企业的电力电网中。用来保护变压器、开关、母线、电动机等电气设备，可限制大气过电压及各种开关引起的操作过电压，对相间和相对地的过电压均能起到可靠的限制作用。

然而，三相组合式过电压保护器虽能有效地消除电力系统中大气过电压和操作过电压对被保护设备的危害，却也存在着不能对己发生的过电压的次数自动地进行记录并显示出来的缺陷，致使在电力系统发生过电压事故后，人们不能及时清楚地知道到底是系统中的何相线路为何出现了过电压，也就难以及时地消除事故的隐患和对其进行有效地预防，即使可以显示也只能现场才可以看到，为使用者带来不便。

因此，对于过电压保护器的工作状态，人们需要一个使用方便、能够在现场和远程实时监控查询、且具有报警功能的监控系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，通过设计出与三相组合式过电压保护器相配套的监控系统，解决了现有过电压保护器工作过程中不能及时查出过电压相别、无法进行远程实时监控以及无监控记录可查询的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，包括互感单元、光电隔离单元、信号处理单元、信号处理单元、监测装置和上位机，所述互感单元的输出端与光电隔离单元的输入端电连接，所述光电隔离单元的输出端与信号处理单元的输入端电连接，所述信号处理单元的输出端与监测装置的输入端电连接，所述监测装置与上位机相连；

所述监测装置包括微控制器、语音单元、显示单元、串行通道、存储单元、掉电保护单元，所述微控制器的输入端分别与信号处理单元、串行通道、存储单元、掉电保护单元和手动输入单元的输出端相连；所述微控制器的输出端分别与语音单元、显示单元、串行通道和存储单元输入端相连，所述串行通道与上位机相连并实现双向通信。

进一步地，所述互感单元用于采集三相电路中的相间和相对地过电压信号，所述过电压信号经光电隔离单元传输至信号处理单元，所述信号处理单元将过电压信号进行整形后传输至监测装置内的微控制器。

进一步地，所述微控制器对与过电压信号相应的相别和相应的时间进行查询，并对过电压保护器的动作次数进行计数，继而微控制器将查询的过电压所属相别、过电压发生的时间和过电压保护器动作次数进行记录和处理；所述相别、时间和动作次数通过显示单元进行显示，同时通过语音单元进行语音提示；所述存储单元用于存储监测数据，所述监测数据包括过电压所属相别、发生时间和动作次数。

进一步地，所述掉电保护单元用于系统复位或掉电情况下给微控制器供电，以保证其能保存当前所有监测数据；所述手动输入单元用于设置系统的初始时间、查询监测数据以及对存储单元内的监测数据清零处理；所述监测装置通过串行通道与上位机进行数据传输。

进一步地，所述互感单元为三相电流互感器，所述光电隔离单元为光电隔离器，所述信号处理单元采用桥式整流滤波电路，所述上位机采用计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，所述微控制器为STM32F103单片机，所述语音单元为扬声器，所述显示单元为LCD显示器，所述串行通道采用RS485串行通信接口，所述存储单元为FLASH存储器，所述掉电保护单元采用锂电池。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过互感单元采集过电压保护器线路中的过电压数据，并通过监测装置对过电压数据进行分析处理，继而将相关数据进行存储和显示出来，便于观察和查询；通过语音提示可以让监控人员及时发现故障和排故，提高监控人员发现故障的及时性；通过串口通道与上位机连接，便于进行远程监控和查询，从而提高监控和排故效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统的系统框图；

图2为本发明的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统的应用示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-互感单元，2-光电隔离单元，3-信号处理单元，4-监测装置，401-微控制器，402-语音单元，403-显示单元，404-串行通道，405-存储单元，406-掉电保护单元，407-手动输入单元，5-上位机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，包括互感单元1、光电隔离单元2、信号处理单元3、监测装置4和上位机5，互感单元1的输出端与光电隔离单元2的输入端电连接，光电隔离单元2的输出端与信号处理单元3的输入端电连接，

监测装置4包括微控制器401、语音单元402、显示单元403、串行通道404、存储单元405和掉电保护单元406，其中微控制器401的输入端分别与信号处理单元3、串行通道404、存储单元405、掉电保护单元406和手动输入单元407的输出端相连，微控制器401的输出端分别与语音单元402、显示单元403、串行通道404、存储单元405输入端相连，串行通道404与上位机5相连并实现双向通信。

互感单元1用于采集三相电路中的相间和相对地过电压信号，过电压信号经光电隔离单元2传输至信号处理单元3，信号处理单元3将过电压信号进行整形后传输至监测装置4内的微控制器401，微控制器401对过电压信号对应的相别和相应的时间进行查询，并对过电压保护器的动作次数进行计数，然后将查询的相别、相应的时间和动作次数进行记录和处理，然后通过显示单元403进行显示，同时语音单元402通过语音提示引起注意，存储单元405用于存储监测数据；掉电保护单元406用于系统复位或掉电情况下给微控制器401供电，以保证其能保存当前所有监测数据；手动输入单元407用于设置系统的初始时间、查询监测数据以及对存储单元405内的监测数据清零处理；监测装置4通过串行通道404与上位机5进行数据传输。

互感单元1采用三相电流互感器，光电隔离单元2采用光电隔离器，信号处理单元3采用桥式整流滤波电路，上位机5采用计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，微控制器401为STM32F103单片机，语音单元402为扬声器，显示单元403为LCD显示器，串行通道404采用RS485串行通信接口，存储单元405为FLASH存储器，掉电保护单元406采用锂电池。

本发明的一个具体应用方式为：本发明是针对三相组合式过电压保护器而设计的监测系统，它用于跨接母线与地之间的三相组合式过电压保护器，其使用方式参见图2。在过电压保护器电缆串接有三相电流互感器1，通过八芯屏蔽信号线连接到光电隔离单元2，再经八芯屏蔽信号线连接到信号处理单元3，再经八芯屏蔽信号线连接监测装置4，监测装置4里的微控制器401对过电压发生的次数、相别以及相应时间进行查寻、分析处理和记录，通过显示单元403显示出来，同时通过语音单元402进行语音提示，进而提醒现场人员及时发现故障和排故；现场操作人员可以通过手动输入单元407对系统的初始时间进行设置、查询监控记录，必要时对存储单元405的记录结果进行清零处理；监测装置4通过其串行通道404与上位机5进行双向通信，从而实现远程实时监控、查询，从而提高监控和排故效率，另外，上位机5的监控人员通过上位机的输入端口也可对系统的初始时间进行设置、查询监控记录，必要时对存储单元405的记录结果进行清零处理；掉电保护单元406用于意外断电情况下为微控制器401应急供电，以保证微控制器401能及时存储当前所有的监控数据，从而避免监控数据的丢失。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料过着特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，包括互感单元(1)和信号处理单元(3)，其特征在于：还包括光电隔离单元(2)、信号处理单元(3)、监测装置(4)和上位机(5)，所述互感单元(1)的输出端与光电隔离单元(2)的输入端电连接，所述光电隔离单元(2)的输出端与信号处理单元(3)的输入端电连接，所述信号处理单元(3)的输出端与监测装置(4)的输入端电连接，所述监测装置(4)与上位机(5)相连；

所述监测装置(4)包括微控制器(401)、语音单元(402)、显示单元(403)、串行通道(404)、存储单元(405)、掉电保护单元(406)，所述微控制器(401)的输入端分别与信号处理单元(3)、串行通道(404)、存储单元(405)、掉电保护单元(406)和手动输入单元(407)的输出端相连；所述微控制器(401)的输出端分别与语音单元(402)、显示单元(403)、串行通道(404)和存储单元(405)输入端相连，所述串行通道(404)与上位机(5)相连并实现双向通信。

2.根据权利要求1所述的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，其特征在于：所述互感单元(1)用于采集三相电路中的相间和相对地过电压信号，所述过电压信号经光电隔离单元(2)传输至信号处理单元(3)，所述信号处理单元(3)将过电压信号进行整形后传输至监测装置(4)内的微控制器(401)。

3.根据权利要求1所述的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，其特征在于：所述微控制器(401)对与过电压信号相应的相别和相应的时间进行查询，并对过电压保护器的动作次数进行计数，继而微控制器(401)将查询的过电压所属相别、过电压发生的时间和过电压保护器动作次数进行记录和处理；所述相别、时间和动作次数通过显示单元(403)进行显示，同时通过语音单元(402)进行语音提示；所述存储单元(405)用于存储监测数据，所述监测数据包括过电压所属相别、发生时间和动作次数。

4.根据权利要求1所述的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，其特征在于：所述掉电保护单元(406)用于系统复位或掉电情况下给微控制器(401)供电；所述手动输入单元(407)用于设置系统的初始时间、查询监测数据以及对存储单元(405)内的监测数据清零处理；所述监测装置(4)通过串行通道(404)与上位机(5)进行数据传输。

5.根据权利要求1所述的一种用于三相组合式过电压保护器的监控系统，其特征在于：所述互感单元(1)为三相电流互感器，所述光电隔离单元(2)为光电隔离器，所述信号处理单元(3)为桥式整流滤波电路，所述上位机(5)采用计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，所述微控制器(401)为STM32F103单片机，所述语音单元(402)为扬声器，所述显示单元(403)为LCD显示器，所述串行通道(404)采用RS485串行通信接口，所述存储单元(405)为FLASH存储器，所述掉电保护单元(406)采用锂电池。