CN112039050A - 基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱，是应用于低压配电系统中，该电源控制箱由3个32位ARM嵌入式子系统构成，其中1个32位ARM嵌入式子系统作为管理单元，另外2个32位ARM嵌入式子系统作为测控单元；管理单元用于实现管理和通信的功能；测控单元用于实现测量、保护和输出控制的功能；3个单元之间通过SPI总线进行通信。本发明能对低压配电线路实现远程实时在线监测、保护和控制，防止和避免事故的发生，从而大大提高配电安全运行水平和供电可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及交流电源在线测控设备，尤其涉及变电站站用交流电在线测控的一种低压智能交流电源控制箱。
背景技术
随着我国的经济发展，社会用电量也日益增加。目前我国的电力系统正在向着大电网、高可靠性、高自动化水平的方向迅猛发展，对电网运行自动化、智能化的监控水平已成为我国电力系统发展的关键问题。
目前变电所通常使用普通低压电源控制系统，对运行中的电气设备的运行状态进行定期的人工巡查检测的技术手段已远远适应不了变电运行管理的自动化的要求，迫切要求对配电线路实现智能化在线实时监测与控制。
发明内容
本发明为解决上述现有技术存在的不足之处，提供基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱，以期能对低压配电线路实现远程实时在线监测、保护和控制，防止和避免事故的发生，从而大大提高配电安全运行水平和供电可靠性，方便运维人员及时发现和排除故障。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱的特点是应用于由一个远程服务器、若干个智能单相低压交流电源控制箱构成的低压配电系统中，所述智能单相低压交流电源控制箱是由3个32位ARM嵌入式子系统构成，其中1个32位ARM嵌入式子系统作为管理单元，另外2个32位ARM嵌入式子系统作为测控单元；
所述管理单元用于实现通信管理功能；
所述测控单元用于实现测量、保护和输出控制功能；
所述3个32位ARM子系统之间通过SPI总线进行通信。
本发明所述的智能单相低压交流电源控制箱的特点也在于：
所述管理单元包括：32位ARM芯片、以太网通信接口和RS485总线通信接口；
所述测控单元包括：32位ARM芯片、A/D采样芯片和输出控制电路；
所述管理单元利用自身ARM芯片控制所述以太网通信接口或RS485总线通信接口获取所述远程服务器发送的控制命令，并通过所述SPI总线发送给2个测控单元，2个测控单元通过所述SPI总线获取所述控制命令并利用自身ARM芯片驱动自身输出控制电路对相应配电线路进行闭合或断开的控制与保护操作；
2个测控单元利用自身ARM芯片控制所述A/D采样芯片实时采样各路电压、电流量的瞬时值并进行判断后，利用自身输出控制电路执行配电线路保护控制；
2个测控单元将所采集的各配电线路的电气参数与控制状态通过所述SPI总线传送给所述管理单元，从而通过所述管理单元的以太网通信接口或RS485总线通信接口上传至所述远程服务器用于实现远程监控。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明采用以太网通信接口或RS485总线通信接口与远程监控室的服务器联网通信，从而实现对各供配电回路的电压、电流等电参数进行监测以及对断路器的分合状态、故障信息进行监视和集中分析处理，根据系统状况智能地调整运行方式，并对配电回路的分合状态进行控制，从而可远程对变电站站用交流一体化智能电源箱实现“遥测”、“遥信”、“遥控”和“遥调”的“四遥”操作功能。
2、本发明具有瞬动和定时限的过流保护功能，欠压与过压保护功能，保护整定值可根据需要灵活设置。
3、本发明采用模块化技术、多处理器技术设计，3个子系统之间既相互配合又功能独立，其中一个子系统功能失效并不会影响到其它子系统的正常工作，提高了整个系统的运行可靠性。
附图说明
图1为本发明系统结构框图。
具体实施方式
如图1所示，基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱是应用于包含一个远程服务器和若干个基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱的低压配电系统中，基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱的组成包括：1个用于实现通信等管理功能的管理单元，2个用于实现测量、保护和输出控制功能的测控单元；3个单元之间通过SPI总线进行通信，实现数据交换；
管理单元包括：1个32位ARM芯片LPC2136、1个以太网接口和1个RS485总线通信接口；测控单元包括1个32位ARM芯片LPC2136、1个A/D采样芯片AD7606和六路输出控制电路；整个系统由3个32位ARM芯片LPC2136构成多嵌入式处理器结构；并采用高级语言编程，具有快速、精确数据采集与分析判断能力，支持多种通信方式，提供友好的人机交互功能，使用灵活简洁。
3个子系统之间通过SPI总线通信，实现相互间数据的传输与共享。3个子系统之间既功能独立，其中一个子系统失效并不会影响到其它子系统正常工作；3个子系统之间又相互联系，相互监视，能及时发现对方失效状态并发出警示信号；
管理单元利用ARM芯片LPC2136控制以太网通信接口或RS485总线通信接口获取远程服务器下发的控制命令及各种操作命令，并通过SPI总线通信转发给测控单元；管理单元利用ARM芯片LPC2136控制通过SPI总线通信获取测控单元通采集的各配电线路的电压、电流等电气参数与控制状态，并通过以太网通信接口或RS485总线通信接口上传远程服务器；
测控单元利用ARM芯片LPC2136控制A/D采样芯片AD7606，实时采样各配电线路电压、电流量的瞬时值并保存，ARM芯片LPC2136对采样值的进行计算，并依据程序预先编制的保护判据，实现瞬动和定时限的过流保护、欠压与过压保护的动作，同时记录并保存各种事件信息；测控单元将所采集的各配电线路的电压、电流等电气参数与控制状态通过SPI总线传递给管理单元，从而通过管理单元的以太网通信接口或RS485总线通信接口上传至远程服务器用于监控；
主站根据电气参数与控制状态实现对各供配电回路的电压、电流等电气参数进行监测以及对断路器的分合状态、故障信息进行监视、对配电回路的分合状态进行控制，配合完善的服务器监控软件，从而实现“遥测”、“遥信”、“遥控”和“遥调”的“四遥”功能。
Claims (2)
1.一种基于多处理器技术的智能单相低压交流电源控制箱，其特征是应用于由一个远程服务器、若干个智能单相低压交流电源控制箱构成的低压配电系统中，所述智能单相低压交流电源控制箱是由3个32位ARM嵌入式子系统构成，其中1个32位ARM嵌入式子系统作为管理单元，另外2个32位ARM嵌入式子系统作为测控单元；
所述管理单元用于实现通信管理功能；
所述测控单元用于实现测量、保护和输出控制功能；
所述3个32位ARM子系统之间通过SPI总线进行通信。
2.根据权利要求1所述的智能单相低压交流电源控制箱，其特征是：
所述管理单元包括：32位ARM芯片、以太网通信接口和RS485总线通信接口；
所述测控单元包括：32位ARM芯片、A/D采样芯片和输出控制电路；
所述管理单元利用自身ARM芯片控制所述以太网通信接口或RS485总线通信接口获取所述远程服务器发送的控制命令，并通过所述SPI总线发送给2个测控单元，2个测控单元通过所述SPI总线获取所述控制命令并利用自身ARM芯片驱动自身输出控制电路对相应配电线路进行闭合或断开的控制与保护操作；
2个测控单元利用自身ARM芯片控制所述A/D采样芯片实时采样各路电压、电流量的瞬时值并进行判断后，利用自身输出控制电路执行配电线路保护控制；
2个测控单元将所采集的各配电线路的电气参数与控制状态通过所述SPI总线传送给所述管理单元，从而通过所述管理单元的以太网通信接口或RS485总线通信接口上传至所述远程服务器用于实现远程监控。
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2020
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