CN206378526U - 一种采用a/d的自动验电和核相装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种采用A/D的自动验电和核相装置，其技术特点在于：包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括指示灯模块、以太网模块，开出模块、CPU模块，偏置电路模块、降压电路模块、电压互感器模块、低通滤波模块和开关电源模块。本实用新型安装在联络开关处，可以实现带电显示功能，也可以实时检测联络点两侧的三相交流电相序相位关系，同时具有远程通信能力，可以将检测结果输出至配网自动化主站系统中，确保合环点相位一致，从而减少合环失败的可能性。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统配网自动化技术领域，涉及二次验电和核相技术，尤其是一种采用A/D的自动验电和核相装置。
背景技术
对电力系统内电气设备的验电是指对电气设备是否带有运行电压的一个判断。，带电显示器是一种直接安装在室内电气设备上，直观显示出电气设备是否带有运行电压的提示性安全验电装置。当设备带有运行电压时，该显示器显示窗发出闪光，警示人们高压设备带电，无电时则不发光。
而核相是针对两路电源而言的。两路电源需要向同一个用电设备供电，投入时，要在并列点进行核相。相位或相序不同的交流电源并列或合环，将产生很大的电流，巨大的电流会造成电气设备的损坏。因此对于新投产的站用变压器，新投产的线路或更改后的线路，在第二路电源投人时，一定要与第一路电源进行核对鉴定其相位是否正确后方能并入系统。
为了方便现场核相，很多带电显示器兼具核相功能，提供电压A、B、C插孔，当需要进行合环操作时，可以通过核相器(核相笔)接入两个带电显示器的同相插孔进行人工核相。
但现有的传统带电显示器仍存在以下几点不足：
(1)验电的门槛值要参考传感器的输出和指示灯的参数，不可灵活的调节，不通用；
(2)电压采集端少，核相时需要安装两个带电显示器，且核相时需要通过核相器来判断；
(3)核相器是利用压差来点亮指示灯判断核相结果，和验电思想一样，且核相器不可长期在线；
(4)核相需要人工繁琐操作，且核相结果需要现场人员通知远方，费时费力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、方便实用的采用A/D的自动验电和核相装置。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种采用A/D的自动验电和核相装置，包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括指示灯模块、以太网模块，开出模块、CPU模块、偏置电路模块、降压电路模块、电压互感器模块、低通滤波模块和开关电源模块；
所述电压互感器模块的输入端与两路三相交流电相连接，该电压互感器模块的输出端与所述低通滤波模块的输入端相连接，将两路三相交流电电压变换后输出至所述低通滤波模块；
所述低通滤波模块的输出端与所述偏置电路模块的输入端相连接，该偏置电路模块的输出端与所述CPU模块的A/D转换接口相连接；
所述开关电源模块外接交流或直流220V电源，其输出端分别与所述低通滤波模块、偏置电路模块和开出模块相连接并为其供电；该开关电源模块的输出端还通过降压电路模块与CPU模块相连接并为其供电；
所述CPU模块的输出端分别与所述指示灯模块、以太网模块和开出模块相连接。
而且，所述指示灯模块为设置在外壳上的多个LED灯，所述CPU模块的输出端通过GPIO接口与该指示灯模块相连接。
而且，所述以太网模块采用w5500太网芯片，所述以太网模块与所述CPU模块的输出端通过SPI接口相连接，用于与配网自动化主站系统进行通信。
而且，所述开出模块包括多路常开接点，用于接收CPU模块的控制指令，控制相应的继电器动作和复归，实现接点的断开和闭合。
而且，所述偏置电路模块是采用3个LF412运算放大器连接而成的减法运算电路，用于将所述低通滤波模块输出的电压偏置到所述CPU模块能够采集的电压范围内。
而且，所述低通滤波模块采用RC滤波电路，用于将电压互感器模块输出的电压经过滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理后输出至偏置电路模块。
本实用新型的优点和积极效果是：
1、本实用新型采用小型PT采集两路三相交流电电压，通过CPU模块的A/D转换接口采集小电压信号后做逻辑运算，从而控制验电指示和核相指示，并且将验电和核相结果输出至配网自动化主站系统中，实现自动验电和核相功能。
2、本实用新型安装在联络开关处，可以实现带电显示功能，也可以实时检测联络点两侧的三相交流电相序相位关系，同时具有远程通信能力，可以将检测结果输出至配网自动化主站系统中，确保合环点相位一致，从而减少合环失败的可能性。
附图说明
图1是本实用新型的电路框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作进一步详述：
一种采用A/D的自动验电和核相装置，包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路，如图1所示，包括：指示灯模块、以太网模块，开出模块、CPU模块，偏置电路模块、降压电路模块、电压互感器模块、低通滤波模块和开关电源模块；
所述电压互感器模块的输入端与两路三相交流电相连接，该电压互感器模块的输出端与所述低通滤波模块的输入端相连接，该电压互感器模块将两路三相交流电电压转化为小电压，输出至所述低通滤波模块；
所述低通滤波模块的输出端与所述偏置电路模块的输入端相连接，该偏置电路模块的输出端与所述CPU模块的A/D转换接口相连接；
所述开关电源模块外接交流或直流220V电源，其输出端分别与所述低通滤波模块、偏置电路模块和开出模块相连接并为其供电；该开关电源模块的输出端还通过降压电路模块与CPU模块相连接并为其供电；
所述CPU模块的输出端分别与所述指示灯模块、以太网模块和开出模块相连接。
在本实施例中，所述指示灯模块为设置在外壳上的11个LED灯，所述CPU模块的输出端通过GPIO接口与该指示灯模块相连接。
在本实施例中，所述以太网模块采用WIZnet公司的全硬件协议栈的专用以太网芯片w5500，所述CPU模块的输出端通过SPI接口与所述以太网模块相连接，用于与远方配网自动化主站系统进行通信。
在本实施例中，所述开出模块包括四路常开接点，用于接收CPU模块的控制指令，从而控制相应的继电器动作和复归，实现接点的断开和闭合。
在本实施例中，所述偏置电路模块是采用3个LF412运算放大器连接而成的减法运算电路，用于将所述低通滤波模块输出的电压偏置到所述CPU模块能够采集的电压范围内。
在本实施例中，所述低通滤波模块采用RC滤波电路，用于将电压互感器模块输出的电压经过滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理后输出至偏置电路模块。
在本实施例中，所述CPU模块采用Microchip公司的dsPIC33f系列微控制器。
下面分别对本实用新型的一种采用AD的自动验电和核相装置的控制电路内各模块的作用进行说明：
(1)CPU模块：负责采集偏置电路模块输出的小电压信号，经过逻辑运算处理，控制指示灯模块、以太网模块和开出模块。
(2)指示灯模块：负责接收CPU模块的控制指令，控制相应指示灯亮和灭。
(3)以太网模块：负责和CPU模块通讯，实现CPU模块和远方系统通信。
(4)开出模块：负责接收CPU模块的控制指令，控制相应的继电器动作和复归，实现接点的断开和闭合。
(5)电压互感器模块：负责将两路三相交流电大电压转化到小电压，输出给低通滤波模块。
(6)低通滤波模块：负责接收电压互感器模块输出的电压，经过滤除纹波、高次谐波等噪声信号输出到偏置电路模块。
(7)偏置电路模块：负责接收低通滤波模块输出的电压，将电压经过电压偏置到CPU模块可以采集的电压范围内，输出到CPU模块的采集端。
(8)开关电源模块：负责给CPU模块供电，接收外部交流或直流220V的电源，经过整流输出直流12V和直流5V两路电源。直流12V给低通滤波模块和偏置电路模块供电，直流5V给开出模块供电，同时输出到降压电路模块。
(9)降压电路模块：负责接收开关电源模块输出的直流5V，经过降压、稳压处理输出直流3.3V，给CPU模块供电。
下面分别对本实用新型的一种采用AD的自动验电和核相装置的控制电路内各模块的构成和工作原理进行进一步说明：
(1)指示灯模块：包括11支LED灯，1支绿色运行灯，1支黄色告警灯，6支带电显示灯，3支核相结果灯，灯控方式采用灌电流方式。指示灯模块接收CPU模块的控制指令，做相应的点灯、灭灯操作。
(2)以太网模块：采用WIZnet公司的全硬件协议栈的专用以太网芯片w5500，w5500集成了TCP/IP协议栈，10/100M以太网数据链路层(MAC)及物理层(PHY)，并提供新的高效SPI(外设串行接口)协议与外设MCU整合。以太网模块2通过SPI与CPU模块4通讯，实现CPU模块和远方系统通信。
(3)开出模块：采用4个DSP2a-DC5V继电器，该类继电器包含两组常开接点，此模块将两组常开接点并接使用。开出模块负责接收CPU模块的控制指令，控制开出量做出相应的动作。
(4)CPU模块：采用Microchip公司的dsPIC33f系列微控制器，该系列是高性能16位数字信号控制器，具有扩展DSP功能和高性能16位微控制器(MCU)的架构。所述CPU模块通过GPIO接口控制指示灯模块和开出模块，该CPU模块还通过SPI与以太网模块通讯，该CPU模块还通过A/D转换接口采集偏置电路模块输出的模拟量。
(5)偏置电路模块：采用3颗LF412运算放大器做减法运算电路，实现小信号偏置处理。偏置电路模块负责接收低通滤波模块输出的电压，将电压经过电压偏置到CPU模块可以采集的电压范围内，输出到CPU模块的采集端。
(6)降压电路模块：采用SPX1117M3-3.3低压差(LDO)稳压器，负责接收开关电源模块输出的直流5V，经过降压、稳压处理输出直流3.3V，为CPU模块供电。
(7)电压互感器模块：包括6支ZM-TPTA，互感器变比120V/1.06V，一次额定值100V。电压互感器模块负责将输入的两路三相交流电大电压转化到小电压，输出给低通滤波模块。两路三相交流电输入到电压互感器模块，经过降压输出到低通滤波模块，经过纹波、谐波的滤除后输出到偏置电路模块，经过电压偏置到CPU模块的A/D转换接口的电压采集范围内，然后输出到CPU模块的A/D转换接口端；
(8)低通滤波模块：采用RC滤波电路，负责接收电压互感器模块输出的电压，经过滤除纹波、高次谐波等噪声信号处理后输出至偏置电路模块。
(9)开关电源模块：采用鸿海开关电源多路输出JMD20-A 5V2A±12V0.5A开关电源，输入电压AC100-240V或DC130V-370V。交流或直流220V电源输入到开关电源模块，经过整流输出直流12V和直流5V两路电源，直流12V给低通滤波模块和偏置电路模块供电，直流5V给开出模块供电，同时输出到降压电路模块，经过降压输出直流3.3V给CPU模块供电。
需要强调的是，本实用新型所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本实用新型保护的范围。
Claims (6)
1.一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：包括外壳及其内部的控制电路，所述控制电路包括指示灯模块、以太网模块，开出模块、CPU模块、偏置电路模块、降压电路模块、电压互感器模块、低通滤波模块和开关电源模块；
所述电压互感器模块的输入端与两路三相交流电相连接，该电压互感器模块的输出端与所述低通滤波模块的输入端相连接，将两路三相交流电电压变换后输出至所述低通滤波模块；
所述低通滤波模块的输出端与所述偏置电路模块的输入端相连接，该偏置电路模块的输出端与所述CPU模块的A/D转换接口相连接；
所述开关电源模块外接交流或直流220V电源，其输出端分别与所述低通滤波模块、偏置电路模块和开出模块相连接并为其供电；该开关电源模块的输出端还通过降压电路模块与CPU模块相连接并为其供电；
所述CPU模块的输出端分别与所述指示灯模块、以太网模块和开出模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：所述指示灯模块为设置在外壳上的多个LED灯，所述CPU模块的输出端通过GPIO接口与该指示灯模块相连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：所述以太网模块采用w5500太网芯片，所述以太网模块与所述CPU模块的输出端通过SPI接口相连接，用于与配网自动化主站系统进行通信。
4.根据权利要求1或2所述的一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：所述开出模块包括多路常开接点，用于接收CPU模块的控制指令，控制相应的继电器动作和复归，实现接点的断开和闭合。
5.根据权利要求1或2所述的一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：所述偏置电路模块是采用3个LF412运算放大器连接而成的减法运算电路，用于将所述低通滤波模块输出的电压偏置到所述CPU模块能够采集的电压范围内。
6.根据权利要求1或2所述的一种采用A/D的自动验电和核相装置，其特征在于：所述低通滤波模块采用RC滤波电路，用于将电压互感器模块输出的电压经过滤除纹波和高次谐波的噪声信号处理后输出至偏置电路模块。
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| CN110514911A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-29 | 西安热工研究院有限公司 | 一种发电厂高压母线电源核相的系统及方法 |
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