CN206892166U - 基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，属于电力设备技术领域，装置包括与处理器双向连接的高压带电检测显示闭锁模块、开关柜状态显示及人机操作界面、人体感应及照明模块、开关量输入输出模块，还包括输出端与处理器连接的母线和触头温度监测单元，关键是：所述的装置还包括输出端与处理器连接的电子式互感器模拟小信号采集模块、与处理器双向通讯的WIFI/4G/光纤通讯模块。基于WIFI/4G/光纤通讯模块自动组网并进行远程通讯，同时能准确采集电子式电压互感器、电流互感器的模拟小信号，对操作机构实时进行故障检测，可以根据检测结果分析开关柜的状态并完成就地处理，提高了开关柜的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于电力设备技术领域，涉及到基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置。
背景技术
目前，公知的传统型高压开关柜功能单一，不能直接采集电子式电压互感器、电流互感器的模拟小信号，远程通讯功能欠缺导致无法分析开关柜的状态并完成就地处理，而且也无法监测开关的操作机构是否故障，安全性较差。
发明内容
本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，基于WIFI/4G/光纤通讯模块自动组网并进行远程通讯，同时能准确采集电子式电压互感器、电流互感器的模拟小信号，对操作机构实时进行故障检测，可以根据检测结果分析开关柜的状态并完成就地处理，提高了开关柜的安全性。
本实用新型所采取的具体技术方案是：基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，包括与处理器双向连接的高压带电检测显示闭锁模块、开关柜状态显示及人机操作界面、人体感应及照明模块、开关量输入输出模块，还包括输出端与处理器连接的母线和触头温度监测单元，关键是：所述的装置还包括输出端与处理器连接的电子式互感器模拟小信号采集模块、与处理器双向通讯的WIFI/4G/光纤通讯模块。
所述的装置还包括与处理器连接的操作机构故障监测报警模块。
所述的母线和触头温度监测单元的输出端借助RS485/ZigBee与处理器连接。
所述的电子式互感器模拟小信号采集模块包括电压前端处理电路、电流前端处理电路、与处理器连接的计量芯片U2，电压前端处理电路的电压正采集端U+依次串联电阻R37、电阻R38后与放大器A的同相输入端连接，电压正采集端U+依次串联电阻R31和电阻R32后与地连接，电阻R37和电阻R38的电中点连接双向击穿二极管DT1后也与地连接，放大器A的反向输入端与输出端连接且输出端依次串联电阻R39、电阻R55后与地连接，电阻R39与电阻R55的连接点形成为与计量芯片U2连接的VAP端，电阻R55的两端并联有电容C61，放大器A的正电源端与+12V电源连接且串联电容C15后与地连接，放大器A的负电源端与-12V电源连接且串联电容C16后与地连接，电压负采集端U-与地连接，与计量芯片U2连接的VAP端串联电阻R56后与地连接，电阻R56的两端并联有电容C62；
电流前端处理电路的电流正采集端I+依次串联电阻R46、电阻R47、电阻R61、电容C67后与地连接，电阻R61和电容C67的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIP端，电阻R46和电阻R47的电中点连接双向击穿二极管DT4后与地连接，电阻R47和电阻R61的电中点串联电阻R62后也与地连接，电流负采集端I-串联电阻R63后与地连接，电阻R63两端并联有电容C68且电阻R63和电容C68的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIN端。
所述电压前端处理电路和电流前端处理电路的数量都是三个，计量芯片U2的型号为ATT7026EU。
所述的处理器是由M0和M4组成的双核ARM处理器。
本实用新型的有益效果是：基于WIFI/4G/光纤通讯模块自动组网并进行远程通讯，同时能准确采集电子式电压互感器、电流互感器的模拟小信号，对操作机构实时进行故障检测，可以根据检测结果分析开关柜的状态并完成就地处理，提高了开关柜的安全性。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为本实用新型中电压前端处理电路的原理图。
图3为本实用新型中电流前端处理电路的原理图。
附图中，1代表处理器，2代表高压带电检测显示闭锁模块，3代表开关柜状态显示及人机操作界面，4代表人体感应及照明模块，5代表开关量输入输出模块，6代表母线和触头温度监测单元，7代表电子式互感器模拟小信号采集模块，8代表WIFI/4G/光纤通讯模块，9代表操作机构故障监测报警模块，10代表RS485/ZigBee。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：
具体实施例，如图1、图2和图3所示，基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，包括与处理器1双向连接的高压带电检测显示闭锁模块2、开关柜状态显示及人机操作界面3、人体感应及照明模块4、开关量输入输出模块5，还包括输出端与处理器1连接的母线和触头温度监测单元6，所述的装置还包括输出端与处理器1连接的电子式互感器模拟小信号采集模块7、与处理器1双向通讯的WIFI/4G/光纤通讯模块8。基于WIFI/4G/光纤通讯模块8自动组网并进行远程通讯，同时通过电子式互感器模拟小信号采集模块7能准确采集电子式电压互感器、电流互感器的模拟小信号，对操作机构实时进行故障检测，可以根据检测结果分析开关柜的状态并完成就地处理，提高了开关柜的安全性。处理器1是由M0和M4组成的双核ARM处理器，数据处理能力强。
电子式互感器模拟小信号采集模块7包括电压前端处理电路、电流前端处理电路、与处理器1连接的计量芯片U2，电压前端处理电路的电压正采集端U+依次串联电阻R37、电阻R38后与放大器A的同相输入端连接，电压正采集端U+依次串联电阻R31和电阻R32后与地连接，电阻R37和电阻R38的电中点连接双向击穿二极管DT1后也与地连接，放大器A的反向输入端与输出端连接且输出端依次串联电阻R39、电阻R55后与地连接，电阻R39与电阻R55的连接点形成为与计量芯片U2连接的VAP端，电阻R55的两端并联有电容C61，放大器A的正电源端与+12V电源连接且串联电容C15后与地连接，放大器A的负电源端与-12V电源连接且串联电容C16后与地连接，电压负采集端U-与地连接，与计量芯片U2连接的VAP端串联电阻R56后与地连接，电阻R56的两端并联有电容C62；
电流前端处理电路的电流正采集端I+依次串联电阻R46、电阻R47、电阻R61、电容C67后与地连接，电阻R61和电容C67的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIP端，电阻R46和电阻R47的电中点连接双向击穿二极管DT4后与地连接，电阻R47和电阻R61的电中点串联电阻R62后也与地连接，电流负采集端I-串联电阻R63后与地连接，电阻R63两端并联有电容C68且电阻R63和电容C68的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIN端。
作为对本实用新型的进一步改进，装置还包括与处理器1连接的操作机构故障监测报警模块9，当操作机构发生故障时，能够立即进行现场的声光报警，并将报警信息远传至工作站。
作为对本实用新型的进一步改进，母线和触头温度监测单元6的输出端借助RS485/ZigBee10与处理器1连接，可以实时监测母线和触头的温度，更加安全可靠。
作为对本实用新型的进一步改进，电压前端处理电路和电流前端处理电路的数量都是三个，计量芯片U2的型号为ATT7026EU，ATT7026EU是多功能高精度的三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用。
本实用新型的工作原理是：由处理器1的TTL串行口来和WIFI模块进行连接，通过软件控制WIFI模块进行自动组网，电网的电流、电压经过电子式电压互感器、电流互感器变换成模拟小信号量，经过电压前端处理电路、电流前端处理电路变换成处理器1能够采集范围内的电压信号、电流信号，通过傅立叶变换算法计算实时的各相电流、电压、功率等数据，能够实时监测操作机构的工作状态，当操作机构发生故障时，操作机构故障监测报警模块9能够立即进行现场的声光报警，同时处理器1可以通过WIFI模块将报警信息远传至工作站。该装置具有人性化的开关柜状态显示及人机操作界面3，操作人员进行分合闸操作必须先输入正确的操作员密码后才有效。本装置的智能控制元件能对本体各相运行参数进行自诊断，一旦出现自检故障，整机快速响应，退出系统运行，同时通过无线WIFI网络发送报警信息给相关管理人员，提高了开关柜的安全性。
Claims (6)
1.基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，包括与处理器(1)双向连接的高压带电检测显示闭锁模块(2)、开关柜状态显示及人机操作界面(3)、人体感应及照明模块(4)、开关量输入输出模块(5)，还包括输出端与处理器(1)连接的母线和触头温度监测单元(6)，其特征在于：所述的装置还包括输出端与处理器(1)连接的电子式互感器模拟小信号采集模块(7)、与处理器(1)双向通讯的WIFI/4G/光纤通讯模块(8)。
2.根据权利要求1所述的基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，其特征在于：所述的装置还包括与处理器(1)连接的操作机构故障监测报警模块(9)。
3.根据权利要求1所述的基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，其特征在于：所述的母线和触头温度监测单元(6)的输出端借助RS485/ZigBee(10)与处理器(1)连接。
4.根据权利要求1所述的基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，其特征在于：所述的电子式互感器模拟小信号采集模块(7)包括电压前端处理电路、电流前端处理电路、与处理器(1)连接的计量芯片U2，电压前端处理电路的电压正采集端U+依次串联电阻R37、电阻R38后与放大器A的同相输入端连接，电压正采集端U+依次串联电阻R31和电阻R32后与地连接，电阻R37和电阻R38的电中点连接双向击穿二极管DT1后也与地连接，放大器A的反向输入端与输出端连接且输出端依次串联电阻R39、电阻R55后与地连接，电阻R39与电阻R55的连接点形成为与计量芯片U2连接的VAP端，电阻R55的两端并联有电容C61，放大器A的正电源端与+12V电源连接且串联电容C15后与地连接，放大器A的负电源端与-12V电源连接且串联电容C16后与地连接，电压负采集端U-与地连接，与计量芯片U2连接的VAP端串联电阻R56后与地连接，电阻R56的两端并联有电容C62；
电流前端处理电路的电流正采集端I+依次串联电阻R46、电阻R47、电阻R61、电容C67后与地连接，电阻R61和电容C67的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIP端，电阻R46和电阻R47的电中点连接双向击穿二极管DT4后与地连接，电阻R47和电阻R61的电中点串联电阻R62后也与地连接，电流负采集端I-串联电阻R63后与地连接，电阻R63两端并联有电容C68且电阻R63和电容C68的电中点形成为与计量芯片U2连接的VIN端。
5.根据权利要求4所述的基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，其特征在于：所述电压前端处理电路和电流前端处理电路的数量都是三个，计量芯片U2的型号为ATT7026EU。
6.根据权利要求1所述的基于物联网和模拟小信号采集一体的开关柜智能操控装置，其特征在于：所述的处理器(1)是由M0和M4组成的双核ARM处理器。
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|---|---|---|---|---|
| CN108414901A (zh) * | 2018-03-08 | 2018-08-17 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种开关柜电气绝缘故障在线监测装置及方法 |
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2017
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