CN204615363U

CN204615363U - 一种箱式变压器用智能差动控制器

Info

Publication number: CN204615363U
Application number: CN201520295768.6U
Authority: CN
Inventors: 张田华
Original assignee: Beijing Scene Source Science And Technology Ltd
Current assignee: Beijing Scene Source Science And Technology Ltd
Priority date: 2015-05-08
Filing date: 2015-05-08
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2025-05-08

Abstract

本实用新型公开了一种箱式变压器用智能差动控制器，包括微处理器与其它所有部件连接，微处理器为整个智能控制器提供硬件平台并控制其他部件；外扩存储器为微处理器存储常量定值、设备参数、时间等数值；模拟量处理器采集从输入接口输入的模拟信号，并对模拟信号进行滤波与跟随处理；通信电路接收上位控制器的指令并传递给微处理器以对智能控制器进行调试，通信电路还能将本地的遥测、遥信、SOE信号等信息传送到上位控制器；输入接口从箱式变压器采集交流模拟输入信号，使用电压互感器与电流互感器对交流模拟输入信号进行变换，将交流模拟输入信号从强电信号变换为弱电信号。

Description

一种箱式变压器用智能差动控制器

技术领域

本实用新型涉及输变电技术领域，特别地，涉及一种箱式变压器用智能差动控制器。

背景技术

由于发电厂区与升压变电站之间距离较远，为降低电能传输过程的损耗，需要就地配置35KV箱式变压器，把产生的电能先进行升压，再汇流到110KV/220KV升压站侧输送到主网系统。由于箱式变压器与主控中心距离比较远，35KV箱变的非智能化已经成为影响新能源电站自动化进程的最大障碍，升压站监控中心无法对其实现在线监测，使箱变成为信息孤岛和监控盲区，阻碍了智能化电站的建设。

现有技术中的风电箱变监控系统中主要采用的是单网、手拉手的网络拓扑方式，其中一台变压器有故障就会影响到整个的数据通信；而监控方案普遍采用硬接线的方式将箱变的信息至风机模块，然后通过手拉手的光纤网络拓扑结构上传至监控系统。很多用户还是用保护装置进行监控，用普通的485或者CAN进行采集量的上送，通过手拉手的光纤网络拓扑结构上传至风机监控系统，如果其中一台变压器有故障会造成风场瘫痪，同时要投入大量的人力和财力进行维护和检查，即使这样，也解决不了根本问题；硬接线方案不能实现对箱变的电气量保护，而低压断路器的保护类型及灵敏度无法应付现场的复杂情况，容易使断路器出现误动或拒动，无法对箱变的进行全面保护。

针对现有技术中箱式变压器在单网技术下故障维护成本过高的问题，目前尚未有有效的解决方案。

实用新型内容

针对现有技术中箱式变压器在单网技术下故障维护成本过高的问题，本实用新型的目的在于提出一种箱式变压器用智能差动控制器，能够监控箱变的运行状况并对出现故障的箱变进行保护控制而不影响其他正常工作的箱变，降低了箱变故障维护成本。

基于上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种箱式变压器用智能差动控制器。

根据本实用新型的实施例提供的箱式变压器用智能差动控制器包括：

微处理器，微处理器设置于智能控制器中，微处理器的核心芯片为DSPIC33F，微处理器与其它所有部件连接，微处理器为整个智能控制器提供硬件平台并控制其他部件；

外扩存储器，外扩存储器为EEPROM存储器，外扩存储器连接至微处理器，外扩存储器为微处理器存储常量定值、设备参数、时间等数值；

模拟量处理器，模拟量处理器连接至输入接口与微处理器，模拟量处理器可采集从输入接口输入的模拟信号，并对模拟信号进行滤波与跟随处理；

通信电路，通信电路连接至微处理器与上位控制器，通信电路可与上位控制器通信，接收上位控制器的指令并传递给微处理器以对智能控制器进行调试，通信电路还能将本地的遥测、遥信、SOE信号等信息传送到上位控制器；

输入接口，输入接口连接至箱式变压器与微处理器，输入接口可从箱式变压器采集交流模拟输入信号，使用电压互感器与电流互感器对交流模拟输入信号进行变换，将交流模拟输入信号从强电信号变换为弱电信号。

箱式变压器用智能差动控制器还包括继电器，继电器连接至输入接口与微处理器，当箱式变压器发生故障时，微处理器可控制继电器跳开箱式变压器的高低压侧的断路器。

箱式变压器用智能差动控制器还包括直流模拟量接口，直流模拟量接口连接至箱式变压器与微处理器，直流模拟量接口可从箱式变压器采集直流模拟输入信号，对直流模拟输入信号进行分压、取压与跟随处理，并将处理后的直流模拟输入信号传送到微处理器。

箱式变压器用智能差动控制器还包括现场开关量接口，现场开关量接口连接至箱式变压器与微处理器，现场开关量接口可从箱式变压器采集非电量工作信号，并将非电量工作信号传送到微处理器，非电量工作信号包括以下至少之一：轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、油温高告警、油温超高跳闸、油位低告警、SF6告警。

箱式变压器用智能差动控制器还包括接口显示器，接口显示器连接至微处理器，接口显示器为数码管或液晶显示器，可显示三相电压与电流、以及箱式变压器的告警与故障状态。

上述微处理器以DSPIC33F芯片为核心，DSPIC33F芯片包含100管脚，其中，第13、56、57管脚分别连接至外扩存储器的/MRST、SDA、SCL端，第28管脚与第31管脚均连接至模拟量处理器的AGND端，第20、21、22、23、24、25管脚分别连接至模拟量处理器的Uc”、Ub”、Ic”、Ua”、Ib”、Ia”端，第49、50、51、52管脚分别连接至通信电路的RXD2、TXD2、TXD1、RXD1端，第93、94、100管脚分别连接至继电器的DO1、DO3、DO2端，第42、43管脚分别连接至直流模拟量接口的U2a、U2b端；第88、89、90管脚分别连接至现场开关量接口的DIN1、DIN2、DIN3端；第32、34、41、42、43、44管脚分别连接至所述输入接口的I1c、I1b、I1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端第17、38、58、59、60、61、91、92管脚分别连接至接口显示器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7端。

上述输入接口为两组交流采样电路，输入接口包含6个电流互感器CTA1、CTB1、CTC1、CTA2、CTB2、CTC2，6个电压互感器PTA1、PTB1、PTC1、PTA2、PTB2、PTC2，以及24个电阻R13、R14、R15、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48每种各两个，输入接口的I1c、I1b、I 1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端分别连接至微处理器芯片的第32、34、41、42、43、44管脚。

从上面所述可以看出，本实用新型提供的技术方案通过监控箱变的运行状态并与中控室联网通讯的技术方案，实现变压器的集中监控与管理，弥补了先前的单网技术的缺陷，降低了箱变故障维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的结构框图；

图2为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的微处理器的电路结构图；

图3为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的外扩存储器的电路结构图；

图4为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的模拟量处理器的电路结构图；

图5为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的通信电路的电路结构图；

图6为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的继电器的电路结构图；

图7为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的直流模拟量接口的电路结构图；

图8为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的现场开关量接口的电路结构图；

图9为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的输入接口的电路结构图；

图10为根据本实用新型实施例的箱式变压器用智能差动控制器的接口显示器的电路结构图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进一步进行清楚、完整、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种箱式变压器用智能差动控制器。

如图1所示，根据本实用新型的实施例提供的箱式变压器用智能差动控制器包括：

微处理器11，微处理器11设置于智能控制器中，微处理器11的核心芯片为DSPIC33F，微处理器11与其它所有部件连接，微处理器11为整个智能控制器提供硬件平台并控制其他部件；

外扩存储器12，外扩存储器12为EEPROM存储器，外扩存储器12连接至微处理器11，外扩存储器12为微处理器11存储常量定值、设备参数、时间等数值；

模拟量处理器13，模拟量处理器13连接至输入接口15与微处理器11，模拟量处理器13可采集从输入接口15输入的模拟信号，并对模拟信号进行滤波与跟随处理；

通信电路14，通信电路14连接至微处理器11与上位控制器，通信电路14可与上位控制器通信，接收上位控制器的指令并传递给微处理器11以对智能控制器进行调试，通信电路14还能将本地的遥测、遥信、SOE信号等信息传送到上位控制器；

输入接口15，输入接口15连接至箱式变压器与微处理器11，输入接口15可从箱式变压器采集交流模拟输入信号，使用电压互感器与电流互感器对交流模拟输入信号进行变换，将交流模拟输入信号从强电信号变换为弱电信号。

输入接口包括电压输入接口与电流输入接口，电压输入接口包括电压互感器一次侧和二次侧的电压，其电压输入端到变压器的各相电压，隔离输出端耦合到微处理器的AD输入端口；电流输入接口包括变压器电流互感器和零序电流互感器，其电流互感器输入到变压器各相的电流，经过隔离输出到微处理器的AD输入端；直流模拟量的输入，采集变压器的温度以及DCS等现场设备送上来的4-20mA进行采集，输出到微处理器的AD采样端，以控制变压器能正常的工作。

微处理器根据输入接口采集到的变压器的各项电压、电流参数以及遥信量判断的变压器的工作状态，并生成控制信号，控制信号经输出接口对变压器的高压侧以及低压侧进行保护控制。

图2至图10示出的是箱式变压器用智能差动控制器的各功能部件的电路结构图，本领域技术人员可按照图2至图10示出的电路结构连接电路并实现本发明所述的技术方案。

以图2所示的微处理器为例，微处理器以DSPIC33F芯片为核心，DSPIC33F芯片包含100管脚，其中，第13、56、57管脚分别连接至外扩存储器的/MRST、SDA、SCL端，第28管脚与第31管脚均连接至模拟量处理器的AGND端，第20、21、22、23、24、25管脚分别连接至模拟量处理器的Uc”、Ub”、Ic”、Ua”、Ib”、Ia”端，第49、50、51、52管脚分别连接至通信电路的RXD2、TXD2、TXD1、RXD1端，第93、94、100管脚分别连接至继电器的DO1、DO3、DO2端，第42、43管脚分别连接至直流模拟量接口的U2a、U2b端；第88、89、90管脚分别连接至现场开关量接口的DIN1、DIN2、DIN3端；第32、34、41、42、43、44管脚分别连接至所述输入接口的I1c、I 1b、I 1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端；第17、38、58、59、60、61、91、92管脚分别连接至接口显示器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7端。

对于图9所示的输入接口，输入接口为两组交流采样电路，输入接口包含6个电流互感器CTA1、CTB1、CTC1、CTA2、CTB2、CTC2，6个电压互感器PTA1、PTB1、PTC1、PTA2、PTB2、PTC2，以及24个电阻R13、R14、R15、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48每种各两个，输入接口的I 1c、I1b、I1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端分别连接至微处理器芯片的第32、34、41、42、43、44管脚。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过监控箱变的运行状态，采用自愈式环网技术，与中控室联网通讯，实现变压器的集中监控与管理，弥补了先前的单网技术的缺陷，主要把精力放在监测以及数据传输方面，实时保护变压器，采用微机保护改变了传统保护的方法，对采集到的电量等数据进行实时采样，通过与设定的额定值比较来判断变压器是否有故障，一旦发现变压器运行不正常，微机保护控制器通过对出口继电器的操作来实现对变压器的主回路的控制，同样通过对变压器的高低压侧的断路器的控制，来实现对变压器的保护控制，并对发生故障的原因进行记录，用以对事故原因进行分析，降低了箱变故障维护成本；同时，工作人员在调度室就能监控到每个箱变的运行情况，以备工程师站进行全程监控以及提前维修，可以大大减少现场维护的工作量以及由此带来的人身安全隐患，实现了无人值守的条件。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，包括：

微处理器，所述微处理器设置于所述智能控制器中，所述微处理器的核心芯片为DSPIC33F，所述微处理器与其它所有部件连接，所述微处理器为整个智能控制器提供硬件平台并控制所述其它所有部件；

外扩存储器，所述外扩存储器为EEPROM存储器，所述外扩存储器连接至所述微处理器，所述外扩存储器为所述微处理器存储常量定值、设备参数、时间；

模拟量处理器，所述模拟量处理器连接至输入接口与所述微处理器，所述模拟量处理器可采集从输入接口输入的模拟信号，并对所述模拟信号进行滤波与跟随处理；

通信电路，所述通信电路连接至所述微处理器与上位控制器，所述通信电路可与所述上位控制器通信，接收所述上位控制器的指令并传递给所述微处理器以对所述智能控制器进行调试，所述通信电路还能将本地的遥测、遥信、SOE信号传送到所述上位控制器；

输入接口，所述输入接口连接至所述箱式变压器与所述微处理器，所述输入接口可从所述箱式变压器采集交流模拟输入信号，使用电压互感器与电流互感器对所述交流模拟输入信号进行变换，将所述交流模拟输入信号从强电信号变换为弱电信号。

2.根据权利要求1所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，还包括继电器，所述继电器连接至输入接口与所述微处理器，当所述箱式变压器发生故障时，所述微处理器可控制所述继电器跳开所述箱式变压器的高低压侧的断路器。

3.如权利要求2所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，还包括直流模拟量接口，所述直流模拟量接口连接至所述箱式变压器与所述微处理器，所述直流模拟量接口可从所述箱式变压器采集直流模拟输入信号，对所述直流模拟输入信号进行分压、取压与跟随处理，并将处理后的直流模拟输入信号传送到所述微处理器。

4.如权利要求3所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，还包括现场开关量接口，所述现场开关量接口连接至所述箱式变压器与所述微处理器，所述现场开关量接口可从所述箱式变压器采集非电量工作信号，并将所述非电量工作信号传送到所述微处理器，所述非电量工作信号包括以下至少之一：轻瓦斯告警、重瓦斯跳闸、油温高告警、油温超高跳闸、油位低告警、SF6告警。

5.如权利要求4所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，还包括接口显示器，所述接口显示器连接至所述微处理器，所述接口显示器为数码管或液晶显示器，可显示三相电压与电流、以及所述箱式变压器的告警与故障状态。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，所述微处理器以DSPIC33F芯片为核心，所述DSPIC33F芯片包含100管脚，其中，第13、56、57管脚分别连接至所述外扩存储器的/MRST、SDA、SCL端，第28管脚与第31管脚均连接至所述模拟量处理器的AGND端，第20、21、22、23、24、25管脚分别连接至所述模拟量处理器的Uc”、Ub”、Ic”、Ua”、Ib”、Ia”端，第49、50、51、52管脚分别连接至所述通信电路的RXD2、TXD2、TXD1、RXD1端，第93、94、100管脚分别连接至所述继电器的DO1、DO3、DO2端，第42、43管脚分别连接至所述直流模拟量接口的U2a、U2b端；第88、89、90管脚分别连接至所述现场开关量接口的DIN1、DIN2、DIN3端；第32、34、41、42、43、44管脚分别连接至所述输入接口的I1c、I1b、I1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端；第17、38、58、59、60、61、91、92管脚分别连接至所述接口显示器的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7端。

7.如权利要求1至5中任意一项所述的一种箱式变压器用智能差动控制器，其特征在于，所述输入接口为两组交流采样电路，所述输入接口包含6个电流互感器CTA1、CTB1、CTC1、CTA2、CTB2、CTC2，6个电压互感器PTA1、PTB1、PTC1、PTA2、PTB2、PTC2，以及24个电阻R13、R14、R15、R40、R41、R42、R43、R44、R45、R46、R47、R48每种各两个，所述输入接口的I1c、I1b、I1a、U1a、U1b、U1c端与I2c、I2b、I2a、U2a、U2b、U2c端分别连接至所述微处理器芯片的第32、34、41、42、43、44管脚。