CN107807585A - 一种电力设备监控系统 - Google Patents

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王洪涛
韩梁
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Abstract

本发明属于电力设备技术领域，公开了一种电力设备监控系统，所述电力设备监控系统包括：DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、中央控制模块、无线通信模块、电记忆体模块、电流控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块。DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块分别通过电路线连接中央控制模块。本发明控制设定简单，调整方便便；控制路数多，安全稳定性较强；通过无线通信模块实现远程网络控制；同时通过环境数据采集模块可以对电力设备周围气候条件进行监控，如果气候变化幅度较大，可以就可能出现的问题进行提前准备，防止一旦出现问题，应对不及时，造成损失。

Description

一种电力设备监控系统
技术领域
本发明属于电力设备技术领域，尤其涉及一种电力设备监控系统。
背景技术
电力设备(power system)主要包括以发电设备和供电设备两大类，发电设备主要是电站锅炉、蒸汽轮机、燃气轮机、水轮机、发电机、变压器等等，供电设备主要是各种电压等级的输电线路、互感器、接触器等等。然而，现有的电力设备监控系统控制设定复杂，调整不便；控制路数少，安全稳定性较差等缺陷；并难以实现远程网络控制；同时无法检测电力设备周围气候环境数据，导致设备因气候而出现故障。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有的电力设备监控系统控制设定复杂，调整不便；控制路数少，安全稳定性较差等缺陷；并难以实现远程网络控制；同时无法检测电力设备周围气候环境数据，导致设备因气候而出现故障。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种电力设备监控系统。
本发明是这样实现的，一种电力设备监控系统包括：
DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、中央控制模块、无线通信模块、电记忆体模块、电流控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块；
DC/DC自适应电源模块，与中央控制模块连接，用于提供电源；
环境数据采集模块，与中央控制模块连接，用于对电器设备周边环境气候进行实时检测；
数据检测模块，与中央控制模块连接，用于对电力设备的各个参数状态进行检查；
中央控制模块，与DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、无线通信模块、电记忆体模块、电流控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块连接，用于将环境数据采集模块、数据检测模块检测的数据信息进行处理分析；实现电力设备的电量监测、配电保护以及无功补偿；
无线通信模块，与中央控制模块连接，用于通过设在微处理控制模块上的串口电连接至CPU，无线通信模块接收外部终端指令；该无线通信模块包括用于与微处理器控制模块相连、发送控制指令、接收反馈信号的Zigbee模块、手机蓝牙模块、Wifi模块；
电记忆体模块，与中央控制模块连接，用于存储及记忆信号代码和电力负载设备控制信息；电记忆体模块包括左电极、主存储器、辅助存储器、右电极；左电极设置在电记忆体的前侧，主存储器连接在左电极和右电极之间，辅助存储器设置在主存储器的上侧，右电极设置在主存储器的后侧；
电流控制模块，与中央控制模块连接，用于根据电流检测模块反馈得到的电流信号控制反激式开关模块自动调整电力负载的工作电流；
配电保护模块，与中央控制模块连接，包括配电控制器，配电控制器连接有短路保护器，配电控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，短路保护器实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且短路保护器切断电力设备的供电电源。
过载保护模块，与中央控制模块连接，用于防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备；
模块报警模块，与中央控制模块连接，用于对检测数据的判断分析，如果异常则发出报警声。
进一步，所述DC/DC自适应电源模块1，包括EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块、驱动开关电源模块、独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流电源输出模块、稳流控制模块；
交流电经过EMI滤波模块和直流变换模块后输出到开关转换模块，模拟光电隔离模块将检测的输出电压通过模拟光电隔离输入到独立循环控制模块，驱动开关电源模块分别给独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块供电，独立循环控制模块控制开关转换模块输出期望电压，稳流控制模块控制稳流电源输出模块输出期望电流；
DC/DC自适应电源模块1还包括与电源输入端相连的输入滤波模块，与输入滤波模块输出端相连的PFC模块，与PCF模块输出端相连的电压变换模块；与电压变换模块输出端相连的输出模块；输出模块与EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块依次连接，并连接到稳流电源输出模块，开关转换模块的输出端连接驱动开关电源模块，驱动开关电源模块的输出分别连接独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块，模拟光电隔离模块的输出端通过独立循环控制模块连接开关转换模块。
进一步，所述数据检测模块包括局部放电监测模块、掉电检测模块、网络设备检测模块、电流检测模块、电量检测模块；
局部放电监测模块包括：
市电滤波输入端，用于把AC交流电变换高压直流电；
反激式开关模块，用于把高压直流电变换为低压直流电；
掉电检测模块，用于检测电力负载设备开关状态，该掉电检测模块包括网络设备检测模块、电压检测模块、第一比较器、第二比较器以及单片机；
网络设备检测模块，用于检测无线通信模块的数据传输是否正常；
电压检测模块的输入端与电源相连；电压检测模块的输出端分别与第一比较器和第二比较器相连；第一比较器和第二比较器的输出端与单片机相连；
电流检测模块，用于跟踪检测电力负载的电流信号；
电量检测模块，用于检测不同控制点的电力负载的耗电量；
进一步，所述中央控制模块包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，用于接收开关信号及根据信号对负载设备做出对应的控制指令，CPU判断掉电检测模块电压信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波。
本发明的优点及积极效果为：本发明控制设定简单，调整方便便；控制路数多，安全稳定性较强；通过无线通信模块实现远程网络控制；同时通过环境数据采集模块可以对电力设备周围气候条件进行监控，如果气候变化幅度较大，可以就可能出现的问题进行提前准备，防止一旦出现问题，应对不及时，造成损失。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电力设备监控系统结构框图。
图中：1、DC/DC自适应电源模块；2、环境数据采集模块；3、数据检测模块；4、中央控制模块；5、无线通信模块；6、电记忆体模块；7、电流控制模块；8、配电保护模块；9、过载保护模块；10、模块报警模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的电力设备监控系统包括：DC/DC自适应电源模块1、环境数据采集模块2、数据检测模块3、中央控制模块4、无线通信模块5、电记忆体模块6、电流控制模块7、配电保护模块8、过载保护模块9、模块报警模块10。
DC/DC自适应电源模块1，与中央控制模块4连接，用于提供电源；
环境数据采集模块2，与中央控制模块4连接，用于对电器设备周边环境气候进行实时检测；
数据检测模块3，与中央控制模块4连接，用于对电力设备的各个参数状态进行检查；
中央控制模块4，与DC/DC自适应电源模块1、环境数据采集模块2、数据检测模块3、无线通信模块5、电记忆体模块6、电流控制模块7、配电保护模块8、过载保护模块9、模块报警模块10连接，用于将环境数据采集模块2、数据检测模块3检测的数据信息进行处理分析；实现电力设备的电量监测、配电保护以及无功补偿；
无线通信模块5，与中央控制模块4连接，用于通过设在微处理控制模块上的串口电连接至CPU，无线通信模块接收外部终端指令；该无线通信模块包括用于与微处理器控制模块相连、发送控制指令、接收反馈信号的Zigbee模块、手机蓝牙模块、Wifi模块；
电记忆体模块6，与中央控制模块4连接，用于存储及记忆信号代码和电力负载设备控制信息；电记忆体模块包括左电极、主存储器、辅助存储器、右电极；左电极设置在电记忆体的前侧，主存储器连接在左电极和右电极之间，辅助存储器设置在主存储器的上侧，右电极设置在主存储器的后侧；
电流控制模块7，与中央控制模块4连接，用于根据电流检测模块反馈得到的电流信号控制反激式开关模块自动调整电力负载的工作电流；
配电保护模块8，与中央控制模块4连接，包括配电控制器，配电控制器连接有短路保护器，配电控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，短路保护器实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且短路保护器切断电力设备的供电电源。
过载保护模块9，与中央控制模块4连接，用于防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备；
模块报警模块10，与中央控制模块4连接，用于对检测数据的判断分析，如果异常则发出报警声。
本发明提供的DC/DC自适应电源模块1，包括EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块、驱动开关电源模块、独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流电源输出模块、稳流控制模块；
交流电经过EMI滤波模块和直流变换模块后输出到开关转换模块，模拟光电隔离模块将检测的输出电压通过模拟光电隔离输入到独立循环控制模块，驱动开关电源模块分别给独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块供电，独立循环控制模块控制开关转换模块输出期望电压，稳流控制模块控制稳流电源输出模块输出期望电流；
DC/DC自适应电源模块1还包括与电源输入端相连的输入滤波模块，与输入滤波模块输出端相连的PFC模块，与PCF模块输出端相连的电压变换模块；与电压变换模块输出端相连的输出模块；输出模块与EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块依次连接，并连接到稳流电源输出模块，开关转换模块的输出端连接驱动开关电源模块，驱动开关电源模块的输出分别连接独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块，模拟光电隔离模块的输出端通过独立循环控制模块连接开关转换模块。
本发明提供的数据检测模块3包括局部放电监测模块、掉电检测模块、网络设备检测模块、电流检测模块、电量检测模块；
局部放电监测模块包括：
市电滤波输入端，用于把AC交流电变换高压直流电；
反激式开关模块，用于把高压直流电变换为低压直流电；
掉电检测模块，用于检测电力负载设备开关状态，该掉电检测模块包括网络设备检测模块、电压检测模块、第一比较器、第二比较器以及单片机；
网络设备检测模块，用于检测无线通信模块的数据传输是否正常；
电压检测模块的输入端与电源相连；电压检测模块的输出端分别与第一比较器和第二比较器相连；第一比较器和第二比较器的输出端与单片机相连；
电流检测模块，用于跟踪检测电力负载的电流信号；
电量检测模块，用于检测不同控制点的电力负载的耗电量；
本发明提供的中央控制模块4包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，用于接收开关信号及根据信号对负载设备做出对应的控制指令，CPU判断掉电检测模块电压信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波。
本发明DC/DC自适应电源模块1进行供电，环境数据采集模块2、数据检测模块3检测的数据信息通过中央控制模块4进行处理分析；实现电力设备的电量监测、配电保护以及无功补偿；由电记忆体模块6存储及记忆信号代码和电力负载设备控制信息；通过电流控制模块7反馈得到的电流信号控制反激式开关模块自动调整电力负载的工作电流；配电保护模块8包括配电控制器，配电控制器连接有短路保护器，配电控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，短路保护器实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且短路保护器切断电力设备的供电电源；通过过载保护模块9防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备；通过模块报警模块10对检测数据的判断分析，如果异常则发出报警声；通过无线通信模块5接收外部终端指令；实现远程控制。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种电力设备监控系统，其特征在于，所述电力设备监控系统包括：
DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、中央控制模块、无线通信模块、电记忆体模块、电流控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块；
DC/DC自适应电源模块，与中央控制模块连接，用于提供电源；
环境数据采集模块，与中央控制模块连接，用于对电器设备周边环境气候进行实时检测；
数据检测模块，与中央控制模块连接，用于对电力设备的各个参数状态进行检查；
中央控制模块，与DC/DC自适应电源模块、环境数据采集模块、数据检测模块、无线通信模块、电记忆体模块、电流控制模块、配电保护模块、过载保护模块、模块报警模块连接，用于将环境数据采集模块、数据检测模块检测的数据信息进行处理分析；实现电力设备的电量监测、配电保护以及无功补偿；
无线通信模块，与中央控制模块连接，用于通过设在微处理控制模块上的串口电连接至CPU，无线通信模块接收外部终端指令；该无线通信模块包括用于与微处理器控制模块相连、发送控制指令、接收反馈信号的Zigbee模块、手机蓝牙模块、Wifi模块；
电记忆体模块，与中央控制模块连接，用于存储及记忆信号代码和电力负载设备控制信息；电记忆体模块包括左电极、主存储器、辅助存储器、右电极；左电极设置在电记忆体的前侧，主存储器连接在左电极和右电极之间，辅助存储器设置在主存储器的上侧，右电极设置在主存储器的后侧；
电流控制模块，与中央控制模块连接，用于根据电流检测模块反馈得到的电流信号控制反激式开关模块自动调整电力负载的工作电流；
配电保护模块，与中央控制模块连接，包括配电控制器，配电控制器连接有短路保护器，配电控制器根据电力设备的参数确定供电设备的预期短路电流，短路保护器实时监测电力设备的运行短路电流，当监测的运行短路电流达到预期短路电流，且短路时间超出第一预设阀值时，通过显示器进行显示，且短路保护器切断电力设备的供电电源。
过载保护模块，与中央控制模块连接，用于防止主电源线路因过载导致保护器过热损坏而加装的过载保护设备；
模块报警模块，与中央控制模块连接，用于对检测数据的判断分析，如果异常则发出报警声。
2.如权利要求1所述电力设备监控系统，其特征在于，所述DC/DC自适应电源模块1，包括EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块、驱动开关电源模块、独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流电源输出模块、稳流控制模块；
交流电经过EMI滤波模块和直流变换模块后输出到开关转换模块，模拟光电隔离模块将检测的输出电压通过模拟光电隔离输入到独立循环控制模块，驱动开关电源模块分别给独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块供电，独立循环控制模块控制开关转换模块输出期望电压，稳流控制模块控制稳流电源输出模块输出期望电流；
DC/DC自适应电源模块1还包括与电源输入端相连的输入滤波模块，与输入滤波模块输出端相连的PFC模块，与PCF模块输出端相连的电压变换模块；与电压变换模块输出端相连的输出模块；输出模块与EMI滤波模块、直流变换模块、开关转换模块依次连接，并连接到稳流电源输出模块，开关转换模块的输出端连接驱动开关电源模块，驱动开关电源模块的输出分别连接独立循环控制模块、模拟光电隔离模块、稳流控制模块，模拟光电隔离模块的输出端通过独立循环控制模块连接开关转换模块。
3.如权利要求1所述电力设备监控系统，其特征在于，所述数据检测模块包括局部放电监测模块、掉电检测模块、网络设备检测模块、电流检测模块、电量检测模块；
局部放电监测模块包括：
市电滤波输入端，用于把AC交流电变换高压直流电；
反激式开关模块，用于把高压直流电变换为低压直流电；
掉电检测模块，用于检测电力负载设备开关状态，该掉电检测模块包括网络设备检测模块、电压检测模块、第一比较器、第二比较器以及单片机；
网络设备检测模块，用于检测无线通信模块的数据传输是否正常；
电压检测模块的输入端与电源相连；电压检测模块的输出端分别与第一比较器和第二比较器相连；第一比较器和第二比较器的输出端与单片机相连；
电流检测模块，用于跟踪检测电力负载的电流信号；
电量检测模块，用于检测不同控制点的电力负载的耗电量。
4.如权利要求1所述电力设备监控系统，其特征在于，所述中央控制模块包括CPU及PWM模块，CPU与掉电检测模块及无线通信模块电连接，用于接收开关信号及根据信号对负载设备做出对应的控制指令，CPU判断掉电检测模块电压信号或接收无线通信模块信号并向PWM模块发送指令生成PWM波。
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