CN205643657U - 一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，属于电力系统继电保护的技术领域。本装置包括通过母板连接在一起的人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件、操作回路模件和开关电源，所述母板插接在5U机箱内，5U机箱安装于变电站开关柜中，所述主控模件通过内部高速总线连接开关电源监视模件，所述主控模件还通过硬连线分别连接人机交互模件、交流采样模件、开入开出模件和操作回路模件，所述主控模件还通过以太网与监控后台相连接；所述开关电源监视模件监视开关电源的输出状态，本实用新型结构简单紧凑，安装使用方便，可提高微机保护装置运行的稳定性，增强电网的安全性，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统继电保护的技术领域，特别涉及一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置。
背景技术
微机保护装置在电网中大量使用，其具有故障判别和隔离的功能，当电网中发生各类故障时，微机保护起到判别、切除和隔离故障的功能，是电网安全运行的基础。现有的微机保护装置并不对开关电源的输出状态进行实时的采样，分析，更不能对开关电源的寿命进行评估和预警。当电源损坏时，也无法对开关电源整个寿命期的运行情况进行再现分析。
实用新型内容
实用新型目的：本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其结构简单紧凑，安装使用方便，可对微机保护装置的电源寿命进行在线评估和预警，提高微机保护运行的稳定性及电网的安全性。
技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，包括通过母板连接在一起的人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件、操作回路模件和开关电源，所述母板插接在5U机箱内，所述5U机箱安装于变电站开关柜中，
所述主控模件通过内部高速总线连接开关电源监视模件，所述主控模件还通过硬连线分别连接人机交互模件、交流采样模件、开入开出模件和操作回路模件，所述主控模件还通过以太网与监控后台相连接，所述开关电源通过母版上的供电回路分别连接主控模件、人机交互模件、开入开出模件和开关电源监视模件；所述开关电源通过母版上的供电回路给主控模件、人机交互模件、开入开出模件和开关电源监视模件提供直流低压电源，所述开关电源监视模件通过供电回路监视开关电源的直流低压输出状态；
所述开关电源监视模件包括DSP处理器，所述DSP处理器分别连接隔离放大调理电路、测温电路、RAM存储器和FLASH存储器，DSP处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压实时波形，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值；
所述人机交互模件包括液晶显示屏、操作键盘和LED状态指示灯，所述液晶显示屏、操作键盘、LED状态指示灯位于5U机箱的正面。
进一步的，所述DSP处理器采用Cortex-M4核心的STM32F407。
进一步的，所述隔离放大调理电路通过AD转换器与DSP处理器连接。
进一步的，所述测温电路包括环境温度传感器和电源温度传感器，所述环境温度传感器和电源温度传感器均与DSP处理器连接，环境温度传感器和电源温度传感器均含有温度探头和温度信号处理电路，信号处理电路位于开关电源监视模件内，其中环境温度传感器的温度探头置于5U机箱中部，电源温度传感器的温度探头置于开关电源内。
进一步的，所述测温电路采用含绝缘耐压层的Pt温度电阻。
进一步的，所述LED状态指示灯用于显示装置的当前工作状态和电源告警通知。
进一步的，所述开关电源给人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件和操作回路模件提供工作电源。
进一步的，所述开关电源安装于液晶显示屏背后。
有益效果：本实用新型的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，开关电源监视模件设有DSP处理器，能够实现对开关电源输出直流的采集的功能，通过采集的温度、纹波、电压交直流有效值，得知开关电源的当前状态，进而实现寿命预警功能。采用了内部高速总线与主控模件连接，轮询延时短，并支持多路电源输出的实时监视功能，优势明显，结构简单，成本较低，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的结构框图；
图2是开关电源监视模件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，本实用新型的一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，包括人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件、操作回路模件和开关电源，各模件通过母板连接在一起，所述母板插接在5U机箱内，所述5U机箱安装于变电站开关柜中，
所述主控模件、开关电源监视模件两者之间通过内部高速总线连接，所述主控模件与人机交互模件、交流采样模件、开入开出模件、操作回路模件分别采用硬连线连接，所述主控模件还通过以太网与监控后台相连接，
所述交流采样模件负责采集电网的电压电流、开入开出模件负责采集站内开关状态和进行信号输出，操作回路模件用于分合闸断路器。
所述人机交互模件包括液晶显示屏、操作键盘和LED状态指示灯，所述液晶显示屏、操作键盘、LED状态指示灯位于5U机箱的正面，所述液晶显示屏背后安装有开关电源。
所述开关电源给人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件和操作回路模件提供工作电源。
所述LED状态指示灯用于显示装置的当前工作状态和电源告警通知。
所述开关电源是被检测对象。开关电源监视模件用于监视开关电源的输出状态。
如图2所示，为了能够对微机保护开关电源进行有效监视，本实用新型的开关电源监视模件包括DSP处理器，所述DSP处理器与隔离放大调理电路及测温电路连接，DSP处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压有效值、纹波值，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，DSP处理器存储获取的电压有效值、纹波值、温度值，判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与DSP处理器内的预设状态不匹配时，DSP处理器通过内部高速总线通知主控模件，进行报警。
所述DSP处理器采用Cortex-M4 核心的STM32F407。所述隔离放大调理电路通过AD转换器与DSP处理器连接，隔离放大调理电路使用隔离、滤波、放大电路，用于采集开关电源输出的电压有效值和纹波等数据，经AD转换器进行数模转换后输入DSP处理器内。
所述测温电路包括环境温度传感器和电源温度传感器，所述环境温度传感器及电源温度传感器与DSP处理器连接。本实用新型实施例中，所述测温电路采用具有绝缘涂层的Pt温度电阻测量开关电源工作温度的技术问题。DSP处理器根据实时温度曲线能更精确有效地监视开关电源的工作状态。
所述DSP处理器与FLASH存储器及RAM存储器连接。本实用新型实施例中，Flash存储器使用内部Flash实现，保存数据。RAM存储器通过外接2M RAM，使用内部高速数据总线与主控模件通讯。
所述DSP处理器与主控模件连接，主控模件与人机交互模件连接，主控模件将DSP处理器传输的数据通过人机交互设备显示输出。同时主控模件可读取用户通过人机交互界面设置的参数，传输给DSP处理器模块，对开关电源监视模件进行设置。
综上所述，本实用新型的一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，所述DSP处理器与隔离运放电路及测温电路连接，DSP处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压纹波，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值，DSP处理器存储所述获取的电压纹波、工作温度值，并根据所述电压纹波、工作温度值判断开关电源的工作状态；当开关电源的工作状态与从处理器内的预设状态不匹配时，装置通过人机界面报警。本实用新型结构简单紧凑，安装使用方便，可提高微机保护装置运行的稳定性，增强电网的安全性，具有良好的应用前景。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：包括通过母板连接在一起的人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件、操作回路模件和开关电源，所述母板插接在5U机箱内，所述5U机箱安装于变电站开关柜中，
所述主控模件通过内部高速总线连接开关电源监视模件，所述主控模件还通过硬连线分别连接人机交互模件、交流采样模件、开入开出模件和操作回路模件，所述主控模件还通过以太网与监控后台相连接，所述开关电源通过母版上的供电回路分别连接主控模件、人机交互模件、开入开出模件和开关电源监视模件；
所述开关电源监视模件包括DSP处理器，所述DSP处理器分别连接隔离放大调理电路、测温电路、RAM存储器和FLASH存储器，DSP处理器通过隔离放大调理电路获取开关电源的电压实时波形，并通过测温电路获取开关电源的工作温度值；
所述人机交互模件包括液晶显示屏、操作键盘和LED状态指示灯，所述液晶显示屏、操作键盘、LED状态指示灯位于5U机箱的正面。
2.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述DSP处理器采用Cortex-M4核心的STM32F407。
3.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述隔离放大调理电路通过AD转换器与DSP处理器连接。
4.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述测温电路包括环境温度传感器和电源温度传感器，所述环境温度传感器和电源温度传感器均与DSP处理器连接，环境温度传感器和电源温度传感器均含有温度探头和温度信号处理电路，信号处理电路位于开关电源监视模件内，其中环境温度传感器的温度探头置于5U机箱中部，电源温度传感器的温度探头置于开关电源内。
5.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述测温电路采用含绝缘耐压层的Pt温度电阻。
6.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述LED状态指示灯用于显示装置的当前工作状态和电源告警通知。
7.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述开关电源给人机交互模件、交流采样模件、主控模件、开关电源监视模件、开入开出模件和操作回路模件提供工作电源。
8.根据权利要求1所述的具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置，其特征在于：所述开关电源安装于液晶显示屏背后。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201620465833.XU CN205643657U (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置 |
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| CN201620465833.XU CN205643657U (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置 |
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| CN205643657U true CN205643657U (zh) | 2016-10-12 |
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| CN201620465833.XU Active CN205643657U (zh) | 2016-05-23 | 2016-05-23 | 一种具有在线监测开关电源寿命的微机保护装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108226814A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-06-29 | 湖州旭源电气科技有限公司 | 一种直流高频开关电源故障检测保护装置 |
| CN109062088A (zh) * | 2018-07-10 | 2018-12-21 | 长沙国通电力科技有限公司 | 一种低压余热余压发电机组控制系统 |
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2016
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