CN202059213U - 一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器 - Google Patents

一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器 Download PDF

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曾庆军
康安明
黄巧亮
李春华
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Abstract

本实用新型公开一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器，由开关柜监控单元及分别与开关柜监控单元连接的温湿度检测单元、绝缘在线监测单元、机械特性在线监测单元、智能测控单元、柜内环境控制单元、系统电源单元、网络通信单元和人机界面单元组成，开关柜监控单元由DSP及分别与DSP互连的CPLD、双口RAM存储器、时钟电路、铁电存储器及RAM存储器组成；可安装于传统的高压开关柜内，同时实现对高压开关柜内设备状态的在线监测与网络通信，并对高压开关柜内设备的故障进行在线诊断，智能程度高。

Description

一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器
技术领域
本实用新型属于高压电器技术领域，具体涉及一种高压开关柜的控制器。
背景技术
高压开关柜是一种常用的高压设备，是电网的重要组成部分。随着智能电网的逐步推广，智能高压开关柜除具有传统高压开关柜的基本功能外，还具有智能操控功能、机械特性在线监测功能、绝缘在线监测功能和稳定、快速及可靠的通信功能，以适应智能电网的要求。目前，常用的智能高压开关柜大多功能单一，不能可靠地同时实现在线监测和网络通信功能。
发明内容
本实用新型的目的是为适应智能电网的新要求而提供一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器，实现数字测量、液晶显示、智能测控和RS485、以太网及CAN通信。
本实用新型采用的技术方案是：由开关柜监控单元及分别与开关柜监控单元连接的温湿度检测单元、绝缘在线监测单元、机械特性在线监测单元、智能测控单元、柜内环境控制单元、系统电源单元、网络通信单元和人机界面单元组成，开关柜监控单元由DSP及分别与DSP互连的CPLD、双口RAM存储器、时钟电路、铁电存储器及RAM存储器组成；绝缘在线监测单元、机械特性在线监测单元和网络通信单元分别与DSP相连，智能测控单元通过不同的端口分别与DSP和CPLD相连，柜内环境控制单元与CPLD相连，人机界面单元连接双端口RAM存储器，系统电源单元分别连接各个所述单元。
本实用新型可安装于传统的高压开关柜内，同时实现对高压开关柜内设备状态的在线监测与网络通信，并对高压开关柜内设备的故障进行在线诊断，智能程度高。
附图说明
图1是本实用新型的结构连接图；
图中：1.开关柜监控单元；2.温湿度检测单元；3.绝缘在线监测单元；4.机械特性在线监测单元；5.智能测控单元；6.柜内环境控制单元；7.系统电源单元；8.网络通信单元；9.人机界面单元；10.DSP；11.CPLD；12.双口RAM存储器；13.时钟电路；14.铁电存储器；15.RAM存储器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型由开关柜监控单元1、温湿度检测单元2、绝缘在线监测单元3、机械特性在线监测单元4、智能测控单元5、柜内环境控制单元6、系统电源单元7、网络通信单元8以及人机界面单元9组成。开关柜监控单元1分别连接温湿度检测单元2、绝缘在线监测单元3、机械特性在线监测单元4、智能测控单元5、柜内环境控制单元6、系统电源单元7、网络通信单元8和人机界面单元9。其中开关柜监控单元1由DSP(数字信号处理器)10、CPLD(复杂可编程逻辑器件)11、双口RAM存储器12、时钟电路13、铁电存储器14及RAM存储器15组成。开关柜监控单元1内的DSP10通过IO口与CPLD11互连、通过数据总线口与双口RAM存储器12和RAM存储器15的数据总线互连、通过IO口与时钟电路13互连、通过SPI口与铁电存储器14互连。DSP10作为开关柜监控单元1的主CPU完成相关的控制与计算功能。CPLD11作为开关柜监控单元1的硬件逻辑闭锁实现器件完成按编程后控制要求的逻辑闭锁功能。双口RAM存储器12作为开关柜监控单元1与人机界面单元9的接口器件，以其双端口的优势避免了DSP10与人机界面单元9中的CPU在数据交互时可能发生的总线冲突。时钟电路13作为整个控制器的时间基准，通过DSP10传送给控制器各相关部分。铁电存储器14作为控制器的参数存储器，具有掉电保持特性和读写方便性。RAM存储器15作为开关柜监控单元1中DSP10的外部储器，为DSP10运算提供必要的数据空间。
温湿度检测单元2与开关柜监控单元1通过RS485总线互连，温湿度检测单元2内设置有无线接收器，温湿度检测单元2经过无线接收器接收高压开关柜中各温度、湿度传感器传来的温度、湿度信息，高压开关柜中各温度传感器和湿度传感器采用接触式无线传感器，采集到温度、湿度信号后，无线发射给温湿度检测单元2内的无线接收器。
绝缘在线监测单元3检测高压开关柜内的泄漏电流信号和超声信号，与开关柜监控单元1中的DSP10相连。绝缘特性在线监测单元3由泄漏电流检测部分和超声波检测部分组成，这两个检测部分分别将检测到的信号经调理后按约定的4-20mA格式送到开关柜监控单元1，其中，泄漏电流检测部分中的泄漏电流检测元件采集信号，经电流传感后产生电压信号，电压信号经过放大与滤波后信号变换至4-20mA格式送至DSP10的AD处理电路；超声波检测部分中的超声波接收器采集超声波信号，经过带通滤波与放大后信号变换至4-20mA格式送至DSP10的AD处理电路。
机械特性在线监测单元4检测高压开关柜内断路器的直线位移与角位移信号与开关柜监控单元1中的DSP10相连。机械特性在线监测单元4由直线位移检测电路和角位移检测电路组成，将表征高压开关柜内内的断路器分合闸过程的直线位移信号和角位移信号传送给开关柜监控单元1。
智能测控单元5通过不同的端口分别与高压开关柜中的主回路电流、电压互感器和开关柜监控单元1中的DSP10、CPLD11相连。智能测控单元5由电流信号处理电路、电压信号处理电路和分合闸控制电路组成，具有模拟脱扣功能、分合闸控制功能和电压、电流信号的变换功能，电压、电流信号处理电路均由滤波电路、放大电路和限幅电路组成；分合闸控制电路由光电隔离电路和继电器组成。智能测控单元5将电压互感器、电流互感器的主回路信号、高压开关的分合状态信号传送给开关柜监控单元1，在大电流的情况下可进行模拟脱扣的功能，将开关柜监控单元1的控制信号传送给开关的相应控制端。
柜内环境控制单元6输入端与开关柜监控单元1中的CPLD11相连，执行开关柜监控单元1发出的风机与加热器控制信号。
系统电源单元7分别连接开关柜监控单元1、温湿度检测单元2、绝缘在线监测单元3、机械特性在线监测单元4、智能测控单元5、柜内环境控制单元6、网络通信单元8和人机界面单元9，负责全系统中开关柜监控单元1以及与开关柜监控单元1相连接的各单元的供电。
网络通信单元8与开关柜监控单元1中的DSP10互连，提供RS485、CAN和以太网三种接口，通过这些接口与上位站控计算机相连。网络通信单元8由CAN总线通信模块、RS485总线通信模块和以太网通信模块组成。CAN总线通信模块由高速光耦和CAN总线收发器组成；RS485总线通信模块由高速光耦和RS485总线收发器组成；以太网通信模块由网络控制器和隔离变压器组成。
人机界面单元9连接双端口RAM存储器12，通过双端口RAM存储器12与开关柜监控单元1相连，实现与开关柜监控单元1的数据交换，人机交互。

Claims (2)

1.一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器，由开关柜监控单元(1)及分别与开关柜监控单元(1)连接的温湿度检测单元(2)、绝缘在线监测单元(3)、机械特性在线监测单元(4)、智能测控单元(5)、柜内环境控制单元(6)、系统电源单元(7)、网络通信单元(8)和人机界面单元(9)组成，其特征是：所述开关柜监控单元(1)由DSP(10)及分别与DSP(10)互连的CPLD(11)、双口RAM存储器(12)、时钟电路(13)、铁电存储器(14)及RAM存储器(15)组成；绝缘在线监测单元(3)、机械特性在线监测单元(4)和网络通信单元(8)分别与DSP(10)相连，智能测控单元(5)通过不同的端口分别与DSP(10)和CPLD(11)相连，柜内环境控制单元(6)与CPLD(11)相连，人机界面单元(9)连接双端口RAM存储器(12)，系统电源单元(7)分别连接各个所述单元。
2.根据权利要求1所述的一种具有在线监测和网络通信功能的高压开关柜控制器，其特征是：所述绝缘特性在线监测单元(3)由泄漏电流检测部分和超声波检测部分组成；所述智能测控单元(5)由电流、电压信号处理电路和分合闸控制电路组成，电压、电流信号处理电路均由滤波电路、放大电路和限幅电路组成；分合闸控制电路由光电隔离电路和继电器组成；所述网络通信单元(8)由CAN总线通信模块、RS485总线通信模块和以太网通信模块组成，CAN总线通信模块由高速光耦和CAN总线收发器组成，RS485总线通信模块由高速光耦和RS485总线收发器组成，以太网通信模块由网络控制器和隔离变压器组成。
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Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Zhenjiang Jiangdao Electrical Mfg. Co., Ltd.

Assignor: Jiangsu University of Science and Technology

Contract record no.: 2012320000836

Denomination of utility model: High tension switchgear controller possessing on-line monitoring and network communication functions

Granted publication date: 20111130

License type: Exclusive License

Record date: 20120626

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111130

Termination date: 20140407