CN109274182A - 直流电源远程一体化监测平台 - Google Patents

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贾涛
常喜强
刘新宇
董腾华
周凡
宋玉涛
王浩彬
王春英
张磊
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HEBEI CHUANGKE ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Urumqi Power Supply Co Of Xinjiang Power Co Ltd
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Urumqi Power Supply Co Of Xinjiang Power Co Ltd
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Abstract

本发明属于直流系统运维管理技术领域，具体涉及一种直流电源远程一体化监测平台。本发明采用本地监控装置将本地各种设备信息通过通讯线路进行收集，整合后上报给远程监控系统，方便远程工作人员对现场情况进行实时了解和监视，设置的蓄电池参数采集模块能够获取单个蓄电池的电压参数，方便对蓄电池组进行维护和管理，提高直流电源的远程监测水平。

Description

直流电源远程一体化监测平台
技术领域
本发明属于直流系统运维管理技术领域，具体涉及一种直流电源远程一体化监测平台。
背景技术
变电站的直流系统在正常状态下为断路器跳/合闸、继电保护及安自装置、通信设备等提供直流电源。在站用电中断的情况下，直流蓄电池组发挥其独立电源的作用——为断路器跳/合闸、继电保护及安自装置、通信设备事故照明等提供直流电源。直流系统一旦发生故障，此时如果电力系统同时发生故障，站内继电保护装置、安全自动装置、因失去直流电源的供应无法发出跳闸指令跳开相应故障点，造成断路器拒动，扩大事故影响范围，危及整个电力系统安全。近年来因直流电源出现问题导致电力系统重大事故的案例时有发生,造成重大的经济损失和不良的社会影响；2016年6月18日，陕西330kV南郊变电站在电缆沟着火后，站内直流系统出现异常，保护装置、安全自动装置无法运行导致事故扩大，最终造成3台主变烧毁，8座110kV变电站失压，损失负荷28万千瓦，事故暴露出直流电源系统在运维管理方面存在严重缺失、在直流系统监控全覆盖方面存在严重不足。
变电站直流蓄电池组一般采用串接方式备用供电，当直流主供站用交流失电或直流充电模块故障，备用供电的蓄电池组便承担全站直流负荷，如果此时蓄电池组中存在单体蓄电池开路或蓄电池组脱离母线，将直接造成直流母线失压，此时发生故障将会导致保护装置拒动，断路器无法将故障隔离、扩大事故范围，发生类似330kV南郊变主变烧毁、大面积停电的重大恶性事故，因此提供一种能够及时将开路蓄电池跨接的装置及远程的监测装置成为了当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了直流电源远程一体化监测平台，能够全面整合直流电源、母线、蓄电池、继电器等设备监测信息，建立一体化监控平台，解决目前各监测设备装置分散、界面和信息未有效整合，远传功能不完善等问题，将分散的直流电源信息由人工巡检变为实时监测，对直流电源系统进行远程自动监测控制、智能化诊断和缺陷自主处理，实现直流电源的状态检修和维护，提升直流电源系统运行安全性。
本发明采用的具体技术方案是：
直流电源远程一体化监测平台，包括本地监控系统及远程监控系统，所述的本地监控系统包括本地监控装置及分别与本地监控装置通讯连接的蓄电池跨接装置、蓄电池均衡巡检模块、馈线开关量模块、脱离母线监测模块、放电负载、稳压稳流精度及纹波系数测试仪、充电机，所述的本地监控装置与远程监控系统通讯连接，所述的本地监控系统增设有蓄电池参数采集模块，所述的蓄电池参数采集模块包括蓄电池切换模块、调理模块及AD转换模块，所述的蓄电池切换模块输入端与变电站直流蓄电池组连接，所述的蓄电池切换模块输出端与调理模块输入端连接，调理模块输出端与AD转换模块输入端连接，AD转换模块的输出端借助单片机与本地监控装置通信连接。
所述的蓄电池切换模块包括一组继电器，所述的继电器为双刀继电器，所述的继电器与蓄电池的数量相同并一一对应，每个蓄电池分别借助一个继电器与调理模块连接。
所述的调理模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及运放芯片U1，所述的第六电阻R6与第七电阻R7串联形成检测电路，该检测电路借助继电器与待测的蓄电池连接，所述的第八电阻R8串联在第六电阻R6与第七电阻R7的串联节点与运放芯片U1的反向输入端之间，所述的第九电阻R9串联在第七电阻R7末端与运放芯片U1的同向输入端之间，所述的运放芯片U1的反向输入端与输出端之间还串联有第十电阻R10，所述的运放芯片U1的输出端借助AD转换模块与单片机连接。
所述的第七电阻R7的阻值小于第六电阻R6的阻值。
所述的第七电阻R7两端还并联有第三电容C3。
所述的远程监控系统包括运行终端、维护终端、班组终端及服务器终端，所述的服务器终端借助英特网与本地监控装置形成网络连接，所述的运行终端、维护终端及班组终端借助局域网与服务器终端、并借助英特网与本地监控装置连接，所述的服务器终端还连接有短信模块。
所述的本地监控装置为工控机。
本发明的有益效果是：
本发明采用本地监控装置将本地各种设备信息通过通讯线路进行收集，整合后上报给远程监控系统，方便远程工作人员对现场情况进行实时了解和监视，设置的蓄电池参数采集模块能够获取单个蓄电池的电压参数，方便对蓄电池组进行维护和管理，提高直流电源的远程监测水平。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明蓄电池参数采集模块的原理图；
附图中，1、蓄电池均衡巡检模块，2、馈线开关量模块，3、脱离母线监测模块，4、蓄电池跨接装置，5、放电负载，6、稳压稳流精度及纹波系数测试仪，7、充电机，8、本地监控装置，9、蓄电池参数采集模块，10、AD转换模块，11、单片机，12、运行终端，13、维护终端，14、班组终端，15、服务器终端，16、英特网，17、短信模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例如图1所示，直流电源远程一体化监测平台，包括本地监控系统及远程监控系统，所述的本地监控系统包括本地监控装置8及分别与本地监控装置8通讯连接的蓄电池跨接装置4、蓄电池均衡巡检模块1、馈线开关量模块2、脱离母线监测模块3、放电负载5、稳压稳流精度及纹波系数测试仪6、充电机7，所述的本地监控装置8与远程监控系统通讯连接，所述的本地监控系统增设有蓄电池参数采集模块9，所述的蓄电池参数采集模块9包括蓄电池切换模块、调理模块及AD转换模块10，所述的蓄电池切换模块输入端与变电站直流蓄电池组连接，所述的蓄电池切换模块输出端与调理模块输入端连接，调理模块输出端与AD转换模块10输入端连接，AD转换模块10的输出端借助单片机11与本地监控装置8通信连接。本地监控装置通过通讯线路与所有本地设备建立通讯连接，并获取相应的运行参数，通过网络信号传输到远程监控系统，方便远程工作人员进行监控，设置的蓄电池均衡巡检模块1、馈线开关量模块2、脱离母线监测模块3、放电负载5、稳压稳流精度及纹波系数测试仪6、充电机7为变电站的本地现有设备，蓄电池参数采集模块9及蓄电池跨接装置4为增设设备，通过该增设的设备提高了蓄电池组的监测准确性及运行安全性，大大提高了直流电源的运行监控状态，实现了远程的平台化管理。
进一步的，如图2所示，所述的蓄电池切换模块包括一组继电器，所述的继电器为双刀继电器，所述的继电器与蓄电池的数量相同并一一对应，每个蓄电池分别借助一个继电器与调理模块连接。借助继电器的依次、逐个闭合将蓄电池逐个的接入到调理模块中，借助调理模块将蓄电池的电压信号逐个采集后经过AD转换模块10及单片机11整理后上传给本地监控装置8从而完成数据的上报。所述的蓄电池切换模块的作用是借助继电器将蓄电池逐个接入进行检测，实现单个蓄电池的参数采样，原理是通过对应的继电器闭合，从而对单个蓄电池形成闭合回路，借助电阻采样进行相关参数的获取，实现精细化的电池性能监测。
进一步的，如图2所示，所述的调理模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及运放芯片U1，所述的第六电阻R6与第七电阻R7串联形成检测电路，该检测电路借助继电器与待测的蓄电池连接，所述的第八电阻R8串联在第六电阻R6与第七电阻R7的串联节点与运放芯片U1的反向输入端之间，所述的第九电阻R9串联在第七电阻R7末端与运放芯片U1的同向输入端之间，所述的运放芯片U1的反向输入端与输出端之间还串联有第十电阻R10，所述的运放芯片U1的输出端借助AD转换模块10与单片机11连接。
在某个继电器借助单片机11驱动闭合后，该继电器所对应的蓄电池与第六电阻R6与第七电阻R7组成闭合回路，由于第六电阻R6与第七电阻R7阻值大，电流微小，避免出现短路风险，设置的运放芯片U1搭建构成减法电路结构，从而采集到第七电阻R7两端的电压，整体电流小，对元器件的要求低，便于降低元器件的成本，适合大面积推广应用。
进一步的，所述的第七电阻R7的阻值小于第六电阻R6的阻值。使得第七电阻R7的分压较小，避免大电压冲击器件导致的击穿等危险，保证了设备的安全运行。
进一步的，由于双触点继电器的双触点闭合可能存在一定时差或者接触不稳导致电压波动，为避免出现电压波动导致的影响，所述的第七电阻R7两端还并联有第三电容C3。借助第三电容C3滤除第七电阻R7两端电压突变情况，保证采样的精确进行。
进一步的，所述的远程监控系统包括运行终端12、维护终端13、班组终端14及服务器终端15，所述的服务器终端15借助英特网16与本地监控装置8形成网络连接，所述的运行终端12、维护终端13及班组终端14借助局域网与服务器终端、并借助英特网16与本地监控装置8连接，所述的服务器终端15还连接有短信模块17。所述的运行终端12、维护终端13、班组终端14及服务器终端15均为PC设备，远程的监控人员通过对参数的远程获取进行巡检及维护的远程参与，大大降低了运维成本，提高运维效率，而设置的短信模块17在必要时可发出短信到相关责任人员手机等手持设备，保证了信息的及时提醒。
进一步的，所述的本地监控装置8为工控机。本发明采用成本较低，便于操作和使用的工控机将本地各种设备信息通过通讯线路进行收集，整合后上报给远程监控系统，方便远程工作人员对现场情况进行实时了解和监视。

Claims (7)

1.直流电源远程一体化监测平台，包括本地监控系统及远程监控系统，所述的本地监控系统包括本地监控装置(8)及分别与本地监控装置(8)通讯连接的蓄电池跨接装置(4)、蓄电池均衡巡检模块(1)、馈线开关量模块(2)、脱离母线监测模块(3)、放电负载(5)、稳压稳流精度及纹波系数测试仪(6)、充电机(7)，所述的本地监控装置(8)与远程监控系统通讯连接，其特征在于：所述的本地监控系统增设有蓄电池参数采集模块(9)，所述的蓄电池参数采集模块(9)包括蓄电池切换模块、调理模块及AD转换模块(10)，所述的蓄电池切换模块输入端与变电站直流蓄电池组连接，所述的蓄电池切换模块输出端与调理模块输入端连接，调理模块输出端与AD转换模块(10)输入端连接，AD转换模块(10)的输出端借助单片机(11)与本地监控装置(8)通信连接。
2.根据权利要求1所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的蓄电池切换模块包括一组继电器，所述的继电器为双刀继电器，所述的继电器与蓄电池的数量相同并一一对应，每个蓄电池分别借助一个继电器与调理模块连接。
3.根据权利要求2所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的调理模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9及运放芯片U1，所述的第六电阻R6与第七电阻R7串联形成检测电路，该检测电路借助继电器与待测的蓄电池连接，所述的第八电阻R8串联在第六电阻R6与第七电阻R7的串联节点与运放芯片U1的反向输入端之间，所述的第九电阻R9串联在第七电阻R7末端与运放芯片U1的同向输入端之间，所述的运放芯片U1的反向输入端与输出端之间还串联有第十电阻R10，所述的运放芯片U1的输出端借助AD转换模块(10)与单片机(11)连接。
4.根据权利要求3所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的第七电阻R7的阻值小于第六电阻R6的阻值。
5.根据权利要求3所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的第七电阻R7两端还并联有第三电容C3。
6.根据权利要求1所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的远程监控系统包括运行终端(12)、维护终端(13)、班组终端(14)及服务器终端(15)，所述的服务器终端(15)借助英特网(16)与本地监控装置(8)形成网络连接，所述的运行终端(12)、维护终端(13)及班组终端(14)借助局域网与服务器终端、并借助英特网(16)与本地监控装置(8)连接，所述的服务器终端(15)还连接有短信模块(17)。
7.根据权利要求1所述的直流电源远程一体化监测平台，其特征在于：所述的本地监控装置(8)为工控机。
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