CN205537757U - 一种远程电力监控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种远程电力监控装置，包括海岸基站远程电力监控中心和60MPa高压舱，所述海岸基站远程电力监控中心将低压AC380V交流电升压变流为DC10kV高压直流电传输至安装于深海海底的若干水下接驳盒监控节点，所述水下接驳盒监控节点安装于60MPa高压舱内，且每一个水下接驳盒监控节点连接有若干传感器，所述水下接驳盒监控节点与传感器之间通过水密接插件相连，该电力监控系统通过将水下接驳盒监控节点安装于60MPa高压舱内，并通过水密接插件连接传感器，可应用于深海海底的高压特殊环境，能提高深海海底观测网络电能供给的安全性和自动化水平，从而为我国的深海海底观测平台建设提供关键技术支撑。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种远程电力监控装置，尤其涉及深海海底观测网络远程电力监控系统，属于电力监控技术领域。
背景技术
海洋覆盖了地球表面积的7l％，海底蕴藏着锰结核、富钴结壳、热液硫化物、石油天然气、生物基因和天然气水合物等丰富的资源。勘测和开发海洋尤其是对深海海底的探测和开发，对人类的生存和发展至关重要。深海海底观测网络为探测海底提供了一个新的观测平台，采用各种传感器。观测海底的物理、化学甚至生物系统的变化，可以深入了解海底的科学现象。海岸基站的电能通过海底电缆，被源源不断地输送到接驳盒和海底观测传感器中，使得各种仪器设备能够在深海海底得到不间断的电能供给，对电能供给系统的实时在线远程监控是深海海底观测网络实现的技术关键。
美国和加拿大共同建立了东北太平洋时间系列海底网络实验计划(NEPTUNE)和维多利亚水下实验网络(VENUS)。它们采用单极海水回线运行方式，利用海水作为回路进行电能传输，海岸基站被设置为阳极，海水和接驳盒耐压腔体为阴极(阴极被保护，并且只需一根导线即可传输高压直流电能)，把海岸基站产生的数千伏高压直流电能传输到深海海底的各个接驳盒，然后通过接驳盒内部的DC/DC变换器进行转换，得到各种低压直流电能供接驳盒内部控制电路板和外部各种海底观测传感器使用；接驳盒内部的控制电路板可以采集其内部设备 和外部传感器的电流、电压、温度等运行参数，并能通过海底光缆把采集到的运行参数传输到基站，也能够接收基站的控制指令实现对接驳盒所连接的各观测传感器的电能分配控制；当电流、电压等运行参数超过预先设定的限值时，接驳盒内部的控制电路板能够自动给出报警信息，并切断发生越限的分支电路，实现过流、过压和欠压等故障的隔离。
“九五”和“十五”期间，我国分别建立了上海海洋环境立体监测和信息服务系统以及台湾海峡及毗邻海域海洋动力环境实时立体监测系统，它们主要采用电池给观测传感器供电。2009年同济大学建成的东海海底观测小衢山试验站，由1.1km海底光电复合缆、基站包括特种接驳盒、外接ADCP、CTD、OBS多种仪器组成。小衢山试验站采用基站直接给海底接驳盒及观测传感器供电的方式，实现了电能的长期自动分配供给和监测，但该系统传输电压较低，导致传输功率小、距离短。
实用新型内容
本实用新型的目的是：提供一种远程电力监控装置，该电力监控系统可应用于深海海底的高压特殊环境，能提高深海海底观测网络电能供给的安全性和自动化水平，从而为我国的深海海底观测平台建设提供关键技术支撑，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种远程电力监控装置，包括海岸基站远程电力监控中心和60MPa高压舱，所述海岸基站远程电力监控中心将低压AC380V交流 电升压变流为DC10kV高压直流电传输至安装于深海海底的若干水下接驳盒监控节点，所述水下接驳盒监控节点安装于60MPa高压舱内，且每一个水下接驳盒监控节点连接有若干传感器，所述水下接驳盒监控节点与传感器之间通过水密接插件相连。
优选地，所述水下接驳盒监控节点包括单片机控制电路板，所述单片机控制电路板自带A/D转换器，所述A/D转换器连接有热敏电阻温度测量电路和滤波放大传感器信号调理电路，所述滤波放大传感器信号调理电路连接有若干霍尔传感器和电压测量电路，所述霍尔传感器连接有海底观测传感器，所述单片机控制电路板上的RESET接口连接有复位电路，所述单片机控制电路板上的12C接口连接有实时时钟，所述单片机控制电路板上的JTAG接口连接有仿真器接口电路，所述单片机控制电路板上的两个UART接口分别连接RS-232通讯接口和10M/100M以太网接口模块，所述RS-232通讯接口连接有接驳盒工控机，所述接驳盒工控机连接有光纤以太网交换机，所述光纤以太网交换机与海岸基站远程电力监控中心相接，所述光纤以太网交换机与10M/100M以太网接口模块相连，所述单片机控制电路板上的PI口连接有光耦隔离输出电路，所述光耦隔离输出电路连接有若干机械继电器。
优选地，所述单片机控制电路板采用MSP430F149单片机。
优选地，所述60MPa高压舱上设有两个相互平行的法兰，所述水下接驳盒监控节点通过水密接插件从两个法兰之间穿过60MPa高压舱并与海岸基站远程电力监控中心相接。
本实用新型的有益效果在于，该电力监控系统通过将水下接驳盒监控节点安装于60MPa高压舱内，并通过水密接插件连接传感器，可应用于深海海底的高压特殊环境，能提高深海海底观测网络电能供给的安全性和自动化水平，从而为我国的深海海底观测平台建设提供关键技术支撑，水下接驳盒监控节点采用霍尔电流传感器检测海底观测传感器的工作电流，采用电阻分压的方法测量工作电压，采用热敏电阻来测量接驳盒节点内部的工作温度，并通过接驳盒内部的机械继电器，实现了海底观测传感器的电能分配控制等功能。
附图说明
如图1为本实用新型整体结构示意图；
如图2为本实用新型中水下接驳盒监控节点的结构示意图；
如图3为本实用新型中60MPa高压舱的结构示意图；
其中，1-海岸基站远程电力监控中心；2-60MPa高压舱；3-水下接驳盒监控节点；4-传感器；5-水密接插件；6-单片机控制电路板；7-A/D转换器；8-热敏电阻温度测量电路；9-滤波放大传感器信号调理电路；10-霍尔传感器；11-电压测量电路；12-海底观测传感器；13-RESET接口；14-复位电路；15-12C接口；16-实时时钟；17-UART接口；18-RS-232通讯接口；19-10M/100M以太网接口模块；20-接驳盒工控机；21-光纤以太网交换机；22-PI口；23-光耦隔离输出电路；24-机械继电器；25-法兰；26-JTAG接口；27-仿真器接口电路。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易 于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
实施例1
如图1和图2所示，一种远程电力监控装置，包括海岸基站远程电力监控中心1和60MPa高压舱2，所述海岸基站远程电力监控中心1将低压AC380V交流电升压变流为DC10kV高压直流电传输至安装于深海海底的若干水下接驳盒监控节点3，所述水下接驳盒监控节点3安装于60MPa高压舱2内，且每一个水下接驳盒监控节点3连接有若干传感器4，所述水下接驳盒监控节点3与传感器4之间通过水密接插件5相连；所述水下接驳盒监控节点3包括单片机控制电路板6，所述单片机控制电路板6自带A/D转换器7，所述A/D转换器7连接有热敏电阻温度测量电路8和滤波放大传感器信号调理电路9，所述滤波放大传感器信号调理电路9连接有若干霍尔传感器10和电压测量电路11，所述霍尔传感器10连接有海底观测传感器12，所述单片机控制电路板6上的RESET接口13连接有复位电路14，所述单片机控制电路板6上的12C接口15连接有实时时钟16，所述单片机控制电路板6上的JTAG接口26连接有仿真器接口电路27，所述单片机控制电路板6上的两个UART接口17分别连接RS-232通讯接口18和10M/100M以太网接口模块19，所述RS-232通讯接口18连接有接驳盒工控机20，所述接驳盒工控机20连接有光纤以太网交换机21，所述光纤以太网交换机21与海岸基站远程电力监控中心1相接，所述光纤以太网交换机21与10M/100M以太网接口模块19相连，所述单片机控制电路板6上的PI口22连接有光耦隔离输出电路23，所述 光耦隔离输出电路23连接有若干机械继电器24；所述单片机控制电路板6采用MSP430F149单片机。
实施例2
如图3所示，与实施例1不同之处在于，所述60MPa高压舱2上设有两个相互平行的法兰25，所述水下接驳盒监控节点3通过水密接插件5从两个法兰25之间穿过60MPa高压舱2并与海岸基站远程电力监控中心1相接。
基于上述，该电力监控系统通过将水下接驳盒监控节点3安装于60MPa高压舱2内，并通过水密接插件5连接传感器4，可应用于深海海底的高压特殊环境，能提高深海海底观测网络电能供给的安全性和自动化水平，从而为我国的深海海底观测平台建设提供关键技术支撑，水下接驳盒监控节点4采用霍尔传感器10检测海底观测传感器12的工作电流，采用电阻分压的方法测量工作电压，采用热敏电阻来测量水下接驳盒监控节点3内部的工作温度，并通过接驳盒内部的机械继电器24，实现了海底观测传感器12的电能分配控制等功能。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求范围内。
Claims (4)
1.一种远程电力监控装置，其特征在于，包括海岸基站远程电力监控中心和60MPa高压舱，所述海岸基站远程电力监控中心将低压AC380V交流电升压变流为DC10kV高压直流电传输至安装于深海海底的若干水下接驳盒监控节点，所述水下接驳盒监控节点安装于60MPa高压舱内，且每一个水下接驳盒监控节点连接有若干传感器，所述水下接驳盒监控节点与传感器之间通过水密接插件相连。
2.根据权利要求1所述的一种远程电力监控装置，其特征在于，所述水下接驳盒监控节点包括单片机控制电路板，所述单片机控制电路板自带A/D转换器，所述A/D转换器连接有热敏电阻温度测量电路和滤波放大传感器信号调理电路，所述滤波放大传感器信号调理电路连接有若干霍尔传感器和电压测量电路，所述霍尔传感器连接有海底观测传感器，所述单片机控制电路板上的RESET接口连接有复位电路，所述单片机控制电路板上的12C接口连接有实时时钟，所述单片机控制电路板上的JTAG接口连接有仿真器接口电路，所述单片机控制电路板上的两个UART接口分别连接RS-232通讯接口和10M/100M以太网接口模块，所述RS-232通讯接口连接有接驳盒工控机，所述接驳盒工控机连接有光纤以太网交换机，所述光纤以太网交换机与海岸基站远程电力监控中心相接，所述光纤以太网交换机与10M/100M以太网接口模块相连，所述单片机控制电路板上的PI口连接有光耦隔离输出电路，所述光耦隔离输出电路连接有若干机械继电器。
3.根据权利要求2所述的一种远程电力监控装置，其特征在于，所述单片机控制电路板采用MSP430F149单片机。
4.根据权利要求1所述的一种远程电力监控装置，其特征在于，所述60MPa高压舱上设有两个相互平行的法兰，所述水下接驳盒监控节点通过水密接插件从两个法兰之间穿过60MPa高压舱并与海岸基站远程电力监控中心相接。
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|---|---|---|---|---|
| CN106710184A (zh) * | 2016-11-18 | 2017-05-24 | 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 | 一种双无线网络通信的电力设备状态监测通信装置 |
| CN107741707A (zh) * | 2017-08-31 | 2018-02-27 | 浙江大学 | 一种小型多接口水下观测接驳平台 |
| CN112543058A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-23 | 上海亨通海洋装备有限公司 | 基于集成式接驳盒的海底观测网络系统 |
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