CN113904287A - 屏顶小母线智能跨接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电力系统连接保护技术领域，具体涉及屏顶小母线智能跨接装置，包括壳体，壳体上设置有面板，所述的壳体内包括ADC采集模块、与其连接的CPU，所述的ADC采集模块连接有多个滤波放大模块，所述的滤波放大模块与屏顶小母线电压回路的电压互感器连接进行信号采集，所述的CPU与显示模块连接，所述的显示模块包括设置在壳体上的触控显示屏。该装置将测量、监测、连接功能集成到一起，简化作业流程，确保跨接母线安全运行，提高作业现场安全管控质量。
Description
技术领域
本发明属于电力系统连接保护技术领域，具体涉及屏顶小母线智能跨接装置。
背景技术
变电站中，保护屏间大都采用屏顶小母线连接，屏顶小母线通常采用直径为6mm或8mm的铜棒，为继电保护装置提供电源及二次电压。
屏顶小母线大多采用整根连通敷设，当中间某保护屏需要更换时，为了保证其相邻运行设备正常工作，继电保护人员需要跨接小母线。目前的工作方法是跨过待更换保护屏搭接临时电缆，随后截断待更换保护屏相邻的屏顶小母线。
因临时电缆搭接及拆除作业时小母线带电，而且作业空间狭小(同层小母线轴心间距只有30mm，上下两层小母线间距只有60mm)，接线螺丝全部位于运行小母线下端，使用螺丝刀拆卸螺丝、压接硬导线时难以下手，稍有不慎，将引起交、直流短路、接地，导致保护二次PT断线或保护装置直流失电，给电网、设备运行带来很大安全风险。与此同时，进行两段小母线连接前，作业人员需要利用万用表核相正确后方可连接。由于作业时属于高空作业，且跨接工具体积较大，留给作业人员操作仪器仪表的空间有限，一次跨接作业需要跨接多根小母线，作业时间长，给现场安全管控带来隐患。
公告号为CN209184184U的专利文献公开了一种组合式屏顶小母线跨接工具，包括铜棒，所述铜棒上覆盖设置有绝缘热缩护套，两端均与多股软铜线相连接，其上靠近两端的位置上均设置有支架，且其中间位置上卡合设置有限位固定装置，所述多股软铜线的另一端连接有专用导电线夹，所述铜棒支架的底端与底座相连接，该装置结构简单，安装稳固，能够有效提高设备使用的安全性。但是其功能单一，不能满足需要。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种屏顶小母线智能跨接装置，该装置将测量、监测、连接功能集成到一起，简化作业流程，确保跨接母线安全运行，提高作业现场安全管控质量。
本发明的技术方案是：
屏顶小母线智能跨接装置，包括壳体，壳体上设置有面板，所述的壳体内包括ADC采集模块、与其连接的CPU，所述的ADC采集模块连接有多个滤波放大模块，所述的滤波放大模块与屏顶小母线电压回路的电压互感器连接进行信号采集，所述的CPU与显示模块连接，所述的显示模块包括设置在壳体上的触控显示屏。
具体的，所述的滤波放大模块有六个，分别连接六路隔离电压输入。
具体的，所述的ADC采集模块采用ADS8556，所述的ADS8556为16bit分辨率芯片，具有六路并行输入接口。
具体的，所述的CPU采用STM32F407VGT6芯片，该CPU主频168MHz，1MBFlash空间，并且具有192KB片上RAM。
具体的，壳体内还包括有蜂鸣器，所述的蜂鸣器与CPU连接进行蜂鸣报警提示。
具体的，所述的面板分为上下两部分，面板的上部设置有接线端子，面板的下部为触控显示屏。
具体的，所述的面板的上部还设置有指示灯，所述指示灯有三个分别与CPU连接。
继电保护技改大修过程中，新建或扩建线路间隔，执行安全措施时，需要对保护屏顶小母线进行跨接，跨接工作过程中为确保其它运行的保护屏不失电，必须带电进行。安全、快速的跨接屏顶小母线是保护改造工作顺利进行的前提。该发明装置针对现场屏顶小母线跨接工作中存在的作业流程复杂、安全风险高等问题，研制一种具备实时监测功能的屏顶小母线专用跨接工具，对跨接母线实现实时监测，规范现场作业流程，提高作业现场的安全管控质量。
本发明的有益效果是：本发明提供的屏顶小母线跨接装置支持6路隔离电压输入，采用隔离电压2000V的精密电压互感器完成一二次电气隔离变换，当用户错接线时不会导致一次供电出现短路危险，保证了系统侧的安全运行。
滤波放大模块可以将电压互感器二次侧的小电压信号进行滤波放大，去除噪声信号，提高信噪比，并将二次信号放大到适合ADC采集的电压幅值。
ADC采集模块采用ADS8556为16bit分辨率芯片，具有6路并行输入接口，该芯片接口时序简单，由于是并行接口，因此采集一个数据只需要几个时钟周期即可完成。
CPU采用STM32F407VGT6芯片，该CPU主频168MHz，1MBFlash空间，并且具有192KB片上RAM，主频和内存容量保证了FFT运算的要求。
该装置壳体上外接串口触控显示屏，该屏幕为320*240分辨率，带有触控功能，与CPU之间采用串口进行通信。屏幕可显示各个通道的电压幅值和相差等信息，还可以通过点击液晶上的按钮图标进行模式切换或报警信息查看等功能。
附图说明
图1是本发明的原理结构示意图。
图2是本发明提供的装置的面板示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细的描述。
如图1所示为本发明的原理结构示意图，本发明提供的屏顶小母线智能跨接装置，包括壳体，壳体上设置有面板，所述的壳体内包括ADC采集模块、与其连接的CPU，所述的ADC采集模块连接有多个滤波放大模块，所述的滤波放大模块与屏顶小母线电压回路的电压互感器连接进行信号采集，所述的CPU与显示模块连接，所述的显示模块包括设置在壳体上的触控显示屏，如图1所示。
壳体内还包括有蜂鸣器，所述的蜂鸣器与CPU连接进行蜂鸣报警提示。
所述的面板分为上下两部分，面板的上部设置有接线端子，面板的下部为触控显示屏。所述的面板的上部还设置有指示灯，所述指示灯有三个分别与CPU连接。
本发明屏顶小母线跨接装置支持6路隔离电压输入，采用隔离电压2000V的精密电压互感器完成一二次电气隔离变换，当用户错接线时不会导致一次供电出现短路危险，保证了系统侧的安全运行。
滤波放大模块可以将电压互感器二次侧的小电压信号进行滤波放大，去除噪声信号，提高信噪比，并将二次信号放大到适合ADC采集模块的电压幅值。
ADC采集模块采用ADS8556为16bit分辨率芯片，具有6路并行输入接口，该芯片接口时序简单，由于是并行接口，因此采集一个数据只需要几个时钟周期即可完成，采集精度:0.2°，准确度：0～300V准确度误差≤±0.5%±3mV；分辨率：1mV。
CPU采用STM32F407VGT6芯片，该CPU主频168MHz，1MBFlash空间，并且具有192KB片上RAM。主频和内存容量保证了FFT运算的要求。
触控显示屏采用外接串口进行连接，该屏幕为320*240分辨率，带有触控功能，与CPU之间采用串口进行通信。屏幕可显示各个通道的电压幅值和相差等信息，还可以通过点击液晶上的按钮图标进行模式切换或报警信息查看等功能。
本发明装置面板上部分共有10个接线端子，其中Ua1和Ua2为一组、 Ub1和Ub2为一组、L1和L2为一组，UN1为Ua1和Ub1的公共地， UN2为Ua2和Ub2的公共地，N1为L1的地，N2为L2的地。
面板上有3个指示灯，如果指示灯点亮，表明指示灯两端的端子上的输入电压幅值和相位差小于允许值，装置判定是同一路信号；如果指示灯熄灭，表示指示灯两端的电压不是同一相电压，需要检查接线是否正确。
面板下部触控显示屏，用来显示6路电压的幅值和相位差，通过液晶屏可以切换装置的工作模式。
另外本发明装置采用8.4V锂电池6000mAH供电，续航时间大于48小时，配备电池管理单元用来实现电池充放电等管理功能，也用来进行电压变换，为ADC采集模块和触控显示屏提供供电电源。
本发明提供的跨接装置具有两种工作模式：对线模式和监测模式。使用本发明时，接好跨接装置外接电源，装置开机，进入监测模式。
首先，分别将母线两端的电压信号接到本发明跨接装置的面板输出端子，如果面板上的3个指示灯点亮，表明接线正确，否则需要检查接线；面板上的3个指示灯点亮后，并结合触控显示屏上显示的电压幅值和相位差，确认接线正确；
然后，用短接线分别将Ua1Ua2、Ub1 Ub2、UL1 UL2、UN1 UN2、L1 L2短接，确保接线牢固；
最后，按下液晶上的监视模式按钮，进入监视模式，进入监视模式后，装置会监视输入端子的电压幅值变动情况，记录进入监测模式时的Ua1/Ub1/UL1/Ua2/Ub2/UL2电压初始幅值，一般分别为61V，61V，220V左右。装置不断采集6路电压的信号，并计算这6相电压的有效值， 如果电压值和进入监测模式时的初始值相比变化幅值大于5 V，则认为电压出现问题，则蜂鸣器持续周期为1秒的鸣叫，提示运行人员进行查看和消缺，仪器可记录异常电压的信息，便于运行人员进行查看和记录。
对线模式：对线模式主要是检测Ua1和Ua2、Ub1和Ub2、UL1和UL2的幅值和相位是否相同。判别逻辑如下(以Ua1和Ua2为例)：
Ua1和Ua2的幅值大于50V，并且幅值差值小于1%；
Ua1和Ua2的相位差小于1°；
Ua1和Ua2频率在50Hz±0.5Hz以内
如果同时满足以上条件，则认为Ua1和Ua2为同一路信号，OK灯点亮，否则OK灯熄灭。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (7)
1.屏顶小母线智能跨接装置，包括壳体，壳体上设置有面板，其特征在于，所述的壳体内包括ADC采集模块、与其连接的CPU，所述的ADC采集模块连接有多个滤波放大模块，所述的滤波放大模块与屏顶小母线电压回路的电压互感器连接进行信号采集，所述的CPU与显示模块连接，所述的显示模块包括设置在壳体上的触控显示屏。
2.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，所述的滤波放大模块有六个，分别连接六路隔离电压输入。
3.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，所述的ADC采集模块采用ADS8556，所述的ADS8556为16bit分辨率芯片，具有六路并行输入接口。
4.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，所述的CPU采用STM32F407VGT6芯片，该CPU主频168MHz，1MBFlash空间，并且具有192KB片上RAM。
5.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，壳体内还包括有蜂鸣器，所述的蜂鸣器与CPU连接进行蜂鸣报警提示。
6.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，所述的面板分为上下两部分，面板的上部设置有接线端子，面板的下部为触控显示屏。
7.根据权利要求1所述屏顶小母线智能跨接装置，其特征在于，所述的面板的上部还设置有指示灯，所述指示灯有三个分别与CPU连接。
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