CN203365570U - 一种开关柜负荷指数预测装置 - Google Patents

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李勇
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Abstract

本实用新型一种开关柜负荷指数预测装置，属于开关柜技术领域，该装置包括电流传感器、电压传感器、功率测量仪、温度传感器、数据采集芯片、中央处理器、工控机和无线通讯模块；本实用新型能够了解开关柜的负荷状态，减少过早或不必要的停电试验和检修，做到应修则修，显著提高了电力系统可靠性和经济性，对生产企业自行研发并制造生产的新型户内开关柜气体绝缘强度进行预测分析，可以方便维修人员进行检修。

Description

一种开关柜负荷指数预测装置
技术领域
属于开关柜技术领域，特别涉及一种开关柜负荷指数预测装置。
背景技术
开关电器在电力系统中起着控制和保护等重要作用。随着电力系统自动化水平的不断提高，要求开关电器逐步实现智能化，能够与变电站综合自动化、配电自动化的发展相适应和配套。智能化开关电器是在传统的开关设备中引入计算机技术、数字处理技术和网络通信技术而发展起来的新一代开关电器。智能化日渐成为开关电器的一个重要发展方向。无论是高压电器还是低压电器，无论是电器元件还是成套开关设备，都出现了智能化的发展趋势。开关柜是机、电、磁三种相结合的复杂装置，为了提高其工作的可靠性，对柜体自身工作状态的监测与控制就变得十分重要，它是开关柜智能化的重要内容。但是开关柜本身、开关柜控制对象和开关柜组成的电力网三者都具有物理过程的复杂性、不确定性和模糊性，难以有精确的数学模型，所以开关柜的状态监测需要采用各种先进理论和技术，通过感知、学习、记忆和大范围的自适应手段来进行有效的处理和控制，以便各方面都基本达到最佳性能指标。
发明内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出一种开关柜负荷指数预测装置，以达到减少过早或不必要的停电试验和检修，提高电力系统可靠性、经济性和检修的便捷性的目的。
一种开关柜负荷指数预测装置，包括电流传感器、电压传感器、功率测量仪、温度传感器、数据采集芯片、中央处理器、工控机和无线通讯模块，其中，电流传感器的输出端、电压传感器的输出端、功率测量仪的输出端和温度传感器的输出端依次连接数据采集芯片的四路输入端，数据采集芯片的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的两路输出端分别连接工控机的输入端和无线通信模块的输入端。
本实用新型优点：
本实用新型一种开关柜负荷指数预测装置，能够了解开关柜的负荷状态，减少过早或不必要的停电试验和检修，做到应修则修，显著提高了电力系统可靠性和经济性，对生产企业自行研发并制造生产的新型户内开关柜气体绝缘强度进行预测分析，可以方便维修人员进行检修。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的开关柜负荷指数预测装置结构框图；
图2为本实用新型一种实施例的开关柜负荷指数预测装置工作示意图；
图3为本实用新型一种实施例的开关柜负荷指数预测装置的A/D转换器与处理器电路原理图；
图4为本实用新型一种实施例的电平变换电路原理图；
图5为本实用新型一种实施例的预测负荷指数曲线与实际负荷指数曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型一种实施例做进一步说明。
如图1所示，一种开关柜负荷指数预测装置，包括电流传感器、电压传感器、功率测量仪、温度传感器、数据采集芯片、中央处理器、工控机和无线通讯模块，其中，电流传感器的输出端、电压传感器的输出端、功率测量仪的输出端和温度传感器的输出端依次连接数据采集芯片的四路输入端，数据采集芯片的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的两路输出端分别连接工控机的输入端和无线通信模块的输入端。
本实用新型实施例中，开关柜采用KYN61-40.5，该开关柜已使用6年；如图2所示，通过对开关柜负荷指数预测，将预测的结果通过无线模块发送，通过3G网络发送至远方调度终端。
本实用新型实施例中的信号采集模块包括电压互感器、电流互感器、温度传感器、功率测量仪，其中，电压传感器采用JDG4-1.5500/50型号，电流传感器采用LZJC-10Q1000/5型号电流互感器，功率测量仪采用AC103，安装到开关柜进线端，温度传感器选用PCMini70，安放到开关柜中。
本实用新型实施例中，如图3所示，所述的数据采集芯片，即A/D转换器，选用TLC2044型号的12位串行A/D转换器，其中，AIN0-AIN10为模拟输入端；CS为片选端；DIN为串行数据输入端；DOUT为A/D转换结果的三态串行输出端；EOC为转换结束端；CLK为I/O时钟；REF+为正基准电压端；REF-为负基准电压端；VCC为电源；GND为地。
本实用新型实施例中，如图3所示，中央处理器选用型号为CS8051的单片机，使用单片机自带的串行口，可实现与工控机的串行通信；现在PC机提供的COM1、COM2是采用RS-232接口标准的，而RS-232是用正负电压来表示逻辑状态，与TTL以高低电平来表示逻辑状态的规定不同，因此，为了能够同计算机接口或与终端的TTL器件(如单片机)连接，必须在RS-232与TTL电路之间进行电平和逻辑关系的变换，如图4所示，本实施例中的变换电路选用MAX232，该器件包含2个驱动器、2个接收器和一个电压发生器电路，该电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平，该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5VTTL/CMOS电平，每一个发生器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平，单片机是整个装置的核心，串行A/D转换器TLC2044对输入的模拟信号进行采集，采样分辨率、转换通道及输出极性由软件进行选择，由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源，单片机采集的数据通过串口RXD、TXD引脚(10、11引脚)经MAX232转换成RS232电平与工控机间实现传输。
本实用新型实施例中，工控机选用采用UNO-3072系列Pentium M/Celeron M嵌入式工控机。
本实用新型实施例中，无线通讯模块采用H7000系列无线通信系统。
如图3所示，电压互感器、电流互感器、频率传感器、绝缘测试仪的输出端分别连接到A/D转换器TLC2044的输入端AIN0-AIN3，A/D转换器TLC2044的输出端EOC、CLK、DIN、DOUT分别连接到单片机的P10、P11、P12、P13，单片机CS8051的10引脚（RXD）、11引脚（TXD）与变换电路MAX232的R2ou引脚和T2in引脚连接，工控机输入端和无线通讯模块的输入端依次与单片机输出端P00、P01连接；开关柜的电气信息经由相应的器件由采样芯片进行同步采样、保持、A/D转换，变为数字信号，送入单片机进行计算和数据处理，通过通信接口与工控机相连并将数据送到传输模块，为与远方调度通讯做好准备。
开关柜负荷指数预测模型的预测结果与实测值比较如图5所示，所建立的开关柜负荷指数预测模型中，开关柜负荷指数预测的误差基本上控制在±6%之内。

Claims (1)

1.一种开关柜负荷指数预测装置，其特征在于：包括电流传感器、电压传感器、功率测量仪、温度传感器、数据采集芯片、中央处理器、工控机和无线通讯模块，其中，电流传感器的输出端、电压传感器的输出端、功率测量仪的输出端和温度传感器的输出端依次连接数据采集芯片的四路输入端，数据采集芯片的输出端连接中央处理器的输入端，中央处理器的两路输出端分别连接工控机的输入端和无线通信模块的输入端。
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