CN204089167U - 一种箱式变压器保护测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种箱式变压器保护测控装置，属于箱式变压器的保护测控装置的技术领域；解决的技术问题为：提供一种采用整体化设计，集多种保护测控、通讯和就地控制等功能于一体的箱式变压器保护测控装置；采用的技术方案为：包括：箱体以及设于箱体内部的电路板，电路板上设有主控单元、AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元，箱体的前面板上设置有人机界面单元，箱体的背面板上设置有采样信号输入接口、开关量输入接口、控制信号输出接口、通讯接口和电源输入接口；本实用新型适用于电力系统。

Description

一种箱式变压器保护测控装置

技术领域

本实用新型一种箱式变压器保护测控装置，属于箱式变压器的保护测控装置的技术领域。 

背景技术

在风电厂中，为降低线路损耗，一般会在风机旁配置10/35KV的箱式变压器，由于各风机之间相邻的距离可达数百米，离集控室较远，且风机均处于空旷的野外，自然环境比较恶劣，不方便人工巡视，所以使得各风机旁配置的箱式变压器成为风电厂的监控难点。 

而传统的风电厂监控箱式变压器的装置大都采用如PLC、防雷模块、PT、电流变送器、电压变送器等分散设备来完成对变压器的保护、测控和信息上传等功能，这种传统装置由于采用了多种辅助设备，使得整个系统接线故障点较多，调试、运行、维护难度相对较大，同时牵涉多个厂家的设备，使得产品在投运、调试和维护中的协调难度较大、成本较高。 

实用新型内容

本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种采用整体化设计，集多种保护测控、通讯和就地控制等功能于一体的箱式变压器保护测控装置。 

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种箱式变压器保护测控装置，包括：具有前面板和背面板的箱体，以及设于箱体内部的电路板，所述电路板上设有主控单元、AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元，所述AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元分别与所述主控单元相连，所述箱体的前面板上设置有人机界面单元，所述人机界面单元与所述主控单元相连，所述箱体的背面板上设置有采样信号输入接口、开关量输入接口、控制信号输出接口、通讯接口和电源输入接口，所述采样信号输入接口、开关量输入接口、控制信号输出接口、通讯接口和电源输入接口分别与AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元相连。 

所述AD采样单元包括第一交流电流采集模块、第二交流电流采集模块、第一交流电压采集模块、第二交流电压采集模块和直流信号采集模块，所述采样信号输入接口包括第一交流电流输入接口、第二交流电流输入接口、第一交流电压输入接口、第二交流电压输入接口和直流信号输入接口，所述第一交流电流采集模块、第二交流电流采集模块、第一交流电压采集模块、第二交流电压采集模块和直流信号采集模块分别与所述第一交流电流输入接口、第二交流电流输入接口、第一交流电压输入接口、第二交流电压输入接口和直流信号输入接口相连；所述DI开入单元包括非电量开入模块和常规开入模块，所述开关量输入接口包括非电量信号输入接口、常规开关量输入接口和开入公共端接口，所述非电量开入模块和常规开入模块分别与所述非电量信号输入接口和常规开关量输入接口相连；所述控制信号输出接口包括跳高压侧开关信号输出接口、合高压侧开关信号输出接口、跳低压侧开关信号输出接口、合低压侧开关信号输出接口、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口，所述跳高压侧开关信号输出接口、合高压侧开关信号输出接口、跳低压侧开关信号输出接口、合低压侧开关信号输出接口、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口均与所述DO开出单元相连；所述通讯接口包括第一光纤接口、第二光纤接口、以太网接口和RS485接口，所述第一光纤接口、第二光纤接口、以太网接口和RS485接口均与所述通讯单元相连；所述电源输入接口包括火线接口和零线接口；所述人机界面单元包括显示屏、状态信号灯和按键，所述显示屏位于所述前面板的上端部分，所述状态信号灯位于所述显示屏的右侧，所述按键位于所述前面板的下端部分。 

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果 

本实用新型中，箱式变压器保护测控装置主要由箱体和设置在箱体中的电路板组成，电路板上设有主控单元，以及与主控单元相连的AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元，而在箱体的背面板上设置有分别与AD采样单元、DI开入单元、DO开出单元、通讯单元和电源电路单元相连的采样信号输入接口、开关量输入接口、控制信号输出接口、通讯接口和电源输入接口；这样，通过采样信号输入接口，AD采样单元采集箱式变压器的各种交直流信号，并传递给主控单元；通过开关量输入接口，DI开入单元接收来自外部接点的开入量，并传递给主控单元；当主控单元经过逻辑判断发现满足保护动作的条件后向DO开出单元发出跳闸、信号等命令，DO开出单元执行由主控单元发出的出口动作命令，最后通过控制信号输出接口控制继电器动作；通过通讯接口，可将数据上传至主站；此外，在箱体的前面板上设置有与主控单元相连的人机界面单元，通过人机界面单元，维护巡检人员可就地调阅变压器的监控、保护、开关变位以及历史记录等信息；本实用新型中的箱式变压器保护测控装置采用了整体化设计，集中了多种保护测控、通讯、就地控制等功能，一台设备即可完成多个设备才能协调完成的任务，相对传统的分散装置和仪表组合的监控，降低了接线复杂程度，简化了维护手续和成本，在保证了对变压器的保护、测控、信息交换等相同功能的前提下，降低了装置的使用难度和运行维护成本。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明； 

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的后视图；

图3为本实用新型的侧视图；

图中：1为前面板，2为背面板，3为箱体，4为主控单元，5为AD采样单元，6为DI开入单元，7为DO开出单元，8为通讯单元，9为电源电路单元，10为人机界面单元，11为采样信号输入接口，12为开关量输入接口，13为控制信号输出接口，14为通讯接口，15为电源输入接口，16为第一交流电流采集模块，17为第二交流电流采集模块，18为第一交流电压采集模块，19为第二交流电压采集模块，20为直流信号采集模块，21为第一交流电流输入接口，22为第二交流电流输入接口，23为第一交流电压输入接口，24为第二交流电压输入接口，25为直流信号输入接口，26为非电量开入模块，27为常规开入模块，28为非电量信号输入接口，29为常规开关量输入接口，30为开入公共端接口，31为跳高压侧开关信号输出接口，32为合高压侧开关信号输出接口，33为跳低压侧开关信号输出接口，34为合低压侧开关信号输出接口，35为跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口，36为合低压侧Ⅱ开关信号输出接口，37为第一光纤接口，38为第二光纤接口，39为以太网接口，40为RS485接口，41为显示屏，42为状态信号灯，43为按键。

具体实施方式

如图1~图3所示，一种箱式变压器保护测控装置，包括：具有前面板1和背面板2的箱体3，以及设于箱体3内部的电路板，本实施例中的箱体3可采用标准5U 1/3铝合金的筒形机箱，深度适中，可就地安装与风电箱中；所述电路板上设有主控单元4、AD采样单元5、DI开入单元6、DO开出单元7、通讯单元8和电源电路单元9，所述AD采样单元5、DI开入单元6、DO开出单元7、通讯单元8和电源电路单元9分别与所述主控单元4相连，所述箱体3的前面板1上设置有人机界面单元10，所述人机界面单元10与所述主控单元4相连，所述箱体3的背面板2上设置有采样信号输入接口11、开关量输入接口12、控制信号输出接口13、通讯接口14和电源输入接口15，所述采样信号输入接口11、开关量输入接口12、控制信号输出接口13、通讯接口14和电源输入接口15分别与AD采样单元5、DI开入单元6、DO开出单元7、通讯单元8和电源电路单元9相连。 

所述AD采样单元5包括第一交流电流采集模块16、第二交流电流采集模块17、第一交流电压采集模块18、第二交流电压采集模块19和直流信号采集模块20，所述采样信号输入接口11包括第一交流电流输入接口21、第二交流电流输入接口22、第一交流电压输入接口23、第二交流电压输入接口24和直流信号输入接口25，所述第一交流电流采集模块16、第二交流电流采集模块17、第一交流电压采集模块18、第二交流电压采集模块19和直流信号采集模块20分别与所述第一交流电流输入接口21、第二交流电流输入接口22、第一交流电压输入接口23、第二交流电压输入接口24和直流信号输入接口25相连；本实施例中的AD采样单元5可对三相电流、三相电压、频率、功率因数、有功功率、有功电度和无功电度进行交流测量，也可对2路的4-20mA和1路的热电阻直流测量，采样精度高，测量电流、电压的精度为0.5%。 

所述DI开入单元6包括非电量开入模块26和常规开入模块27，所述开关量输入接口12包括非电量信号输入接口28、常规开关量输入接口29和开入公共端接口30，所述非电量开入模块26和常规开入模块27分别与所述非电量信号输入接口28和常规开关量输入接口29相连；本实施例中的开入量可为20路的AC/DC220V有源开入，其中前6路可固定为非电量保护信号输入，继而使得装置可对变压器进行非电量保护和常规保护，其中非电量保护包括：轻瓦斯保护、重瓦斯保护、高温保护、超高温保护、变压器油位低保护和SF6异常保护，常规保护包括：两段式电流保护、反时限保护、零序电流保护、过电压保护和欠电压保护。 

所述控制信号输出接口13包括跳高压侧开关信号输出接口31、合高压侧开关信号输出接口32、跳低压侧开关信号输出接口33、合低压侧开关信号输出接口34、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口35和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口36，所述跳高压侧开关信号输出接口31、合高压侧开关信号输出接口32、跳低压侧开关信号输出接口33、合低压侧开关信号输出接口34、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口35和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口36均与所述DO开出单元7相连，综上，本实施例中的控制信号输出为6路继电器输出，用于保护输出或普通遥控输出。 

所述通讯接口14包括第一光纤接口37、第二光纤接口38、以太网接口39和RS485接口40，所述第一光纤接口37、第二光纤接口38、以太网接口39和RS485接口40均与所述通讯单元8相连，其中的两路光口支持单模方式和双模方式，上述的通讯接口支持多种通讯协议；本实施例中的供电电源采用交直流宽范围辅助电源，工作范围为AC或DC86~275V，所述电源输入接口15包括火线接口和零线接口；所述人机界面单元10包括显示屏41、状态信号灯42和按键43，所述显示屏41位于所述前面板1的上端部分，所述状态信号灯42位于所述显示屏的右侧，所述按键43位于所述前面板1的下端部分。 

本实用新型中的箱式变电器保护测控装置采用32为处理器，16位AD采样，主要元件全部采用进口器件，保证了装置电气设计上的高可靠性，具有高抗干扰性，保证了装置在恶劣环境下的适应能力和可靠性，能够实现每周波72点采样；本装置将多种分散装置和仪表的功能集中组合，实时监控变压器的电流、电压、油位及油温等电量数据和非电量数据，并可通过双光纤组成光纤环网，将数据上传至主站；本装置还集成了传统变压器继电保护的功能，如三段式过流保护、零序保护、过压及欠压保护等，其保护功能可以投退，方便用户选择使用；本装置还可记录变压器的运行状况，对于变压器的保护跳闸事件、遥控事件、开关变位、非电量变位等SOE事件按时间顺序记录，可以根据用户需求进行删减（需口令），方便用户调阅和检查。 

综上，本实用新型具有实质性特点和进步，上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。 

Claims (7)

1.一种箱式变压器保护测控装置，包括：具有前面板（1）和背面板（2）的箱体（3），以及设于箱体（3）内部的电路板，其特征在于：所述电路板上设有主控单元（4）、AD采样单元（5）、DI开入单元（6）、DO开出单元（7）、通讯单元（8）和电源电路单元（9），所述AD采样单元（5）、DI开入单元（6）、DO开出单元（7）、通讯单元（8）和电源电路单元（9）分别与所述主控单元（4）相连，所述箱体（3）的前面板（1）上设置有人机界面单元（10），所述人机界面单元（10）与所述主控单元（4）相连，所述箱体（3）的背面板（2）上设置有采样信号输入接口（11）、开关量输入接口（12）、控制信号输出接口（13）、通讯接口（14）和电源输入接口（15），所述采样信号输入接口（11）、开关量输入接口（12）、控制信号输出接口（13）、通讯接口（14）和电源输入接口（15）分别与AD采样单元（5）、DI开入单元（6）、DO开出单元（7）、通讯单元（8）和电源电路单元（9）相连。

2.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述AD采样单元（5）包括第一交流电流采集模块（16）、第二交流电流采集模块（17）、第一交流电压采集模块（18）、第二交流电压采集模块（19）和直流信号采集模块（20），所述采样信号输入接口（11）包括第一交流电流输入接口（21）、第二交流电流输入接口（22）、第一交流电压输入接口（23）、第二交流电压输入接口（24）和直流信号输入接口（25），所述第一交流电流采集模块（16）、第二交流电流采集模块（17）、第一交流电压采集模块（18）、第二交流电压采集模块（19）和直流信号采集模块（20）分别与所述第一交流电流输入接口（21）、第二交流电流输入接口（22）、第一交流电压输入接口（23）、第二交流电压输入接口（24）和直流信号输入接口（25）相连。

3.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述DI开入单元（6）包括非电量开入模块（26）和常规开入模块（27），所述开关量输入接口（12）包括非电量信号输入接口（28）、常规开关量输入接口（29）和开入公共端接口（30），所述非电量开入模块（26）和常规开入模块（27）分别与所述非电量信号输入接口（28）和常规开关量输入接口（29）相连。

4.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述控制信号输出接口（13）包括跳高压侧开关信号输出接口（31）、合高压侧开关信号输出接口（32）、跳低压侧开关信号输出接口（33）、合低压侧开关信号输出接口（34）、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口（35）和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口（36），所述跳高压侧开关信号输出接口（31）、合高压侧开关信号输出接口（32）、跳低压侧开关信号输出接口（33）、合低压侧开关信号输出接口（34）、跳低压侧Ⅱ开关信号输出接口（35）和合低压侧Ⅱ开关信号输出接口（36）均与所述DO开出单元（7）相连。

5.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述通讯接口（14）包括第一光纤接口（37）、第二光纤接口（38）、以太网接口（39）和RS485接口（40），所述第一光纤接口（37）、第二光纤接口（38）、以太网接口（39）和RS485接口（40）均与所述通讯单元（8）相连。

6.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述电源输入接口（15）包括火线接口和零线接口。

7.根据权利要求1所述的一种箱式变压器保护测控装置，其特征在于：所述人机界面单元（10）包括显示屏（41）、状态信号灯（42）和按键（43），所述显示屏（41）位于所述前面板（1）的上端部分，所述状态信号灯（42）位于所述显示屏的右侧，所述按键（43）位于所述前面板（1）的下端部分。