CN107356808A - 强抗干扰性的过电压在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了强抗干扰性的过电压在线监测系统，涉及电路保护系统技术领域。包括采样模块、控制模块、电压监测模块和人机交互模块；过电压放电时，CT和光耦中有电流流过，信号经调理后进入单片机，经内部逻辑处理将当次过电压发生的时间、相次存入存储模块，显示单元显示存储模块的数据。本发明通过设置CT和光耦实现双重隔离，提高了信噪比，减小信号失真，抗干扰能力强，有效防止由于干扰信号串入造成的误记、漏记；通过采用软件狗、硬件狗对系统进行双重保护，有力保证在极端条件下，装置可靠运行；内存的数据具有掉电保护功能，可保证所记录的数据在保存期内不会发生丢失现象，方便用户随时查看数据。
Description
技术领域
本发明属于电路保护系统技术领域，特别是涉及强抗干扰性的过电压在线监测系统。
背景技术
电力系统过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过正常工作电压的异常电压升高的现象。电力系统过电压分为外部过电压和内部过电压。外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，它是由大气中的雷云对地面放电而引起的过电压；内部过电压是由于电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。
电力系统的安全可靠运行是保证国民经济及其他部门正常运转的前提。统计资料表明，电力系统运行的可靠性在很大程度上取决于系统中各种电气设备的绝缘水平及工作状况，而电力系统中经常出现的外部过电压和内部过电压是影响设备绝缘状态的最主要素之一。外部过电压(雷电过电压)不但使线路产生雷害，甚至有可能引起事故跳闸，影响系统的正常运行，而且雷电波沿着输电线路侵入发电厂和变电所，还会给电气设备带来危害。当系统中存在绝缘弱点、绝缘劣化或系统在绝缘脏污、潮湿或高温等恶劣环境下运行时，就必须充分考虑到内部过电压的危害，它可能引起单相对地闪络，极端情况下还会扩展到相间短路，引起飞弧，如果断路器延时开断，或继电保护拒动或失灵，会导致电气设备和配电间隔烧毁。
因此为了保障电力系统的安全可靠运行，必须确保系统内的电气设备有较高的绝缘水平来承受各种类型的过电压，而一味地追求较高的绝缘水平，无疑会增加电力系统的建设成本、影响经济效益。为了把电力系统的运行可靠性以及电力系统的建设成本都控制在比较合理的水平，就需要分析电力系统中各种过电压事故发生的原因和过电压事故对电力系统造成的影响，并以此为依据，结合各种保护装置的保护特性和设备的绝缘特性，确定合理的设备绝缘水平，实现良好的绝缘配合和过电压防护。
为了实现上述目的，对过电压的监测与记录就显得尤为重要，它能为分析过电压事故的原因提供真实资料和重要依据。当三相电路发生过电压时，过电压保护器通过自身增加电流泄放过电压能量，电流互感器CT(Current Transformer)电流互感产生电流，CT和光耦的双重隔离，提高了信号抗干扰能力。
发明内容
本发明的目的在于提供强抗干扰性的过电压在线监测系统，通过设置电流互感器感应过电压保护器动作电流和利用光耦的“电—光—电”转换实现双重隔离，提高了信噪比，减小信号失真，抗干扰能力强，有效防止由于干扰信号串入造成的误记、漏记；通过采用软件狗、硬件狗对系统进行双重保护，有力保证在极端条件下，装置可靠运行；内存的数据具有掉电保护功能，可保证所记录的数据在保存期内不会发生丢失现象，方便用户随时查看数据。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为强抗干扰性的过电压在线监测系统，包括采样模块、控制模块、电压监测模块和人机交互模块；所述采样模块与过电压保护器通过7芯屏蔽线连接；所述采样模块包括取样CT、光电隔离模块和信号调理模块；所述采样模块与过电压保护器直接设置取样CT；所述取样CT与光电隔离模块电相连；所述光电隔离模块与信号调理模块电相连；所述信号调理模块将光电隔离模块输出的信号调理后输入控制模块；所述控制模块包括微处理器、存储模块、计时器、软件狗、串行通信和数据采集模块；所述微处理器：接收并处理信号调理模块传输的信号，接收信号后，对三路电压输入信号进行查询、采集并记录；其中，所述存储模块：记录各相过电压次数，过电压时间及过电压发生的顺序；其中，所述数据采集模块：采集电压检测模块的数据信息；其中，所述电压检测模块：采集三相电路各相过电压的数据信号；其中，所述串行通信：通过RS485串行通信接口，与上位机进行数据传输；其中，所述软件狗：对过电压监测系统软件进行硬件加密；其中，所述计时器：显示实时时间；所述控制模块与人机交互模块电连接；所述人机交互模块包括琴键按钮与显示单元；其中，所述显示单元显示数据存储模块存储的数据；其中，所述琴键按钮控制显示单元显示的内容。
进一步地，所述取样CT用于监测过电压保护器的运作情况，当三相电路发生过电压时，过电压保护器通过增加自身电流泄压，所述取样CT通过电流互感产生电流。
进一步地，所述光电隔离模块采用光耦合器，所述光电隔离模块以光为媒介将取样CT的电流信号耦合到输出端传输至信号调理模块。
进一步地，所述微处理器采用单片机，所述微处理器接收并处理信号调理模块的信号，根据信号查询三相电路各相的过电压次数以及时间；当三相电路产生高电压时，所述取样CT产生电流通过光耦合器传输至信号调理模块，所述信号在信号调理模块内经过缓冲放大电路减小信号失真，并通过A/D转换器将信号转化为数字信号输入微处理器。
进一步地，所述显示单元采用高亮度数码管，根据微处理器输出的信号显示数据。
进一步地，所述存储模块采用NVRAM，保证掉电一年记录数据信息不丢失，备用户随时查看。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过设置电流互感器感应过电压保护器动作电流和利用光耦的“电—光—电”转换实现双重隔离，提高了信噪比，减小信号失真，抗干扰能力强，有效防止由于干扰信号串入造成的误记、漏记。
2、本发明通过采用软件狗、硬件狗对系统进行双重保护，有力保证在极端条件下，装置可靠运行。
3、本发明内存的数据具有掉电保护功能，可保证所记录的数据在保存期内不会发生丢失现象，方便用户随时查看数据。
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为强抗干扰性的过电压在线监测系统的系统框图。
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，本发明为强抗干扰性的过电压在线监测系统，包括采样模块、控制模块、电压监测模块和人机交互模块；采样模块与过电压保护器通过7芯屏蔽线连接；采样模块包括取样CT、光电隔离模块和信号调理模块；采样模块与过电压保护器直接设置取样CT；取样CT与光电隔离模块电相连；光电隔离模块与信号调理模块电相连；信号调理模块将光电隔离模块输出的信号调理后输入控制模块；控制模块包括微处理器、存储模块、计时器、软件狗、串行通信和数据采集模块；微处理器：接收并处理信号调理模块传输的信号，接收信号后，对三路电压输入信号进行查询、采集并记录；其中，存储模块：记录各相过电压次数，过电压时间及过电压发生的顺序；其中，数据采集模块：采集电压检测模块的数据信息；其中，电压检测模块：采集三相电路各相过电压的数据信号；其中，串行通信：通过RS485串行通信接口，与上位机进行数据传输；其中，软件狗：对过电压监测系统软件进行硬件加密；其中，计时器：显示实时时间；控制模块与人机交互模块电连接；人机交互模块包括琴键按钮与显示单元；其中，显示单元显示数据存储模块存储的数据；其中，琴键按钮控制显示单元显示的内容。
进一步地，取样CT用于监测过电压保护器的运作情况，当三相电路发生过电压时，过电压保护器通过增加自身电流泄压，取样CT通过电流互感产生电流。
进一步地，光电隔离模块采用光耦合器，光电隔离模块以光为媒介将取样CT的电流信号耦合到输出端传输至信号调理模块。
进一步地，微处理器采用单片机，微处理器接收并处理信号调理模块的信号，根据信号查询三相电路各相的过电压次数以及时间；当三相电路产生高电压时，取样CT产生电流通过光耦合器传输至信号调理模块，信号在信号调理模块内经过缓冲放大电路减小信号失真，并通过A/D转换器将信号转化为数字信号输入微处理器。
进一步地，显示单元采用高亮度数码管，根据微处理器输出的信号显示数据。
进一步地，存储模块采用NVRAM，保证掉电一年记录数据信息不丢失，备用户随时查看。
本发明的进一步阐释为：
外壳采用全金属结构有效阻止现场电磁辐射对装置的影响，在使用时机器外壳要求与大地可靠连接。七芯信号输入电缆屏蔽线也要求与大地可靠连接。
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、材料或者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。
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 (6)
1.强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于：包括采样模块、控制模块、电压监测模块和人机交互模块；
所述采样模块与过电压保护器通过7芯屏蔽线连接；所述采样模块包括取样CT、光电隔离模块和信号调理模块；
所述采样模块与过电压保护器直接设置取样CT；所述取样CT与光电隔离模块电相连；
所述光电隔离模块与信号调理模块电相连；所述信号调理模块将光电隔离模块输出的信号调理后输入控制模块；
所述控制模块包括微处理器、存储模块、计时器、软件狗、串行通信和数据采集模块；
所述微处理器：接收并处理信号调理模块传输的信号，接收信号后，对三路电压输入信号进行查询、采集并记录；
其中，所述存储模块：记录各相过电压次数，过电压时间及过电压发生的顺序；
其中，所述数据采集模块：采集电压检测模块的数据信息；
其中，所述电压检测模块：采集三相电路各相过电压的数据信号；
其中，所述串行通信：通过RS485串行通信接口，与上位机进行数据传输；
其中，所述软件狗：对过电压监测系统软件进行硬件加密；
其中，所述计时器：显示实时时间；
所述控制模块与人机交互模块电连接；所述人机交互模块包括琴键按钮与显示单元；
其中，所述显示单元显示数据存储模块存储的数据；
其中，所述琴键按钮控制显示单元显示的内容。
2.根据权利要求1所述的强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于，所述取样CT用于监测过电压保护器的运作情况，当三相电路发生过电压时，过电压保护器通过增加自身电流泄压，所述取样CT通过电流互感产生电流。
3.根据权利要求1所述的强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于，所述光电隔离模块采用光耦合器，所述光电隔离模块以光为媒介将取样CT的电流信号耦合到输出端传输至信号调理模块。
4.根据权利要求1所述的强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于，所述微处理器采用单片机，所述微处理器接收并处理信号调理模块的信号，根据信号查询三相电路各相的过电压次数以及时间。
5.根据权利要求1所述的强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于，所述显示单元采用高亮度数码管。
6.根据权利要求1所述的强抗干扰性的过电压在线监测系统，其特征在于，所述存储模块采用NVRAM。
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