CN207424224U - 一种具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，由触摸显示板、数据处理板、电源板构成，电源板焊接安装在数据处理板上，触摸显示板、数据处理板通过导线连接并安装在元件盒内，数据处理板由单片机模块、AD采样模块、模拟信号处理模块、RS485通讯模块、RS232通讯模块、继电器输出控制模块组成，数据处理板有直流母线电压接口、RS485通讯接口、RS232通讯接口、继电器输出接口。本实用新型可实时监测直流母线的运行状态，包括：交流窜入、直流电压，为直流系统的检修和维护提供依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力监测设备领域，尤其是一种具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置。
背景技术
直流电源是电力系统的重要组成部分，主要由整流装置将交流电源转变为继电保护及自动控制装置需要的直流电源，并同蓄电池组组成一个相互备用的直流系统。随着变电站智能化的普及，对直流系统的可靠性有了更高的要求，影响直流系统稳定性的因素很多，主要有短路、直流接地、交流窜入直流回路等。其中“交流窜入直流回路”由此导致的设备损坏、保护设备拒动、误动、直流接地等故障时有发生，给变电站安全运行带来严重影响。
针对国内多次发生交流窜入直流电源系统而发生的电网事故，2012年3月国家电网公司制定的《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中的第五项“防止变电站全停电及重要客户停电事故”中明确提出了在原有直流系统绝缘监测装置的基础上，要求增加交流窜入直流故障的测记和报警功能。
实用新型内容
为提高直流系统的可靠性，针对交流窜入直流电源系统由此导致的设备损坏、保护设备拒动、误动、直流接地等故障，本实用新型提供了能实时对交流窜入直流电源系统进行在线监测，实现交流窜入检测报警、直流电压监测功能，实时显示当前测量值，当发生异常状况时报警，记录故障时刻和故障波形，提供干接点输出端口和RS485通讯端口，监测信息上传至后台上位机。本实用新型可以不改变原有直流接地巡检仪，对提高电网的安全运行于直流电源的可靠性起到了较大的作用，是一种提高电网自动化水平、确保安全运行及准确故障定位的理想智能化装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具备在线监测交流窜入直流电源系统的装置，其特征在于由数据处理板、触摸显示板、电源板构成，数据处理板、触摸显示板、电源板安装在元件盒内，电源板是开关电源模块，电源板电源输入端和220V直流电源通过导线连接。
所述触摸显示板是输入电源直流12V，显示数据处理板传输的实时监测数据，设置数据处理板的外部交流窜入电压保护门限值和母线电压保护门限值。
所述电源板是输入电源直流220V，输出为直流12V的开关电源模块。
所述数据处理板数据处理板由单片机模块、AD采样模块、模拟信号处理模块、RS485通讯模块、RS232通讯模块、继电器输出控制模块组成，单片机模块主控芯片是STM32F107，AD采样回路和单片机模块之间通过数据总线连接，AD采样模块主控芯片型号是AD7606，RS485通讯模块与单片机模块之间通过数据线连接，RS485通讯模块主控芯片型号是ADM2587E，RS232通讯模块与单片机模块之间通过数据线连接，RS232通讯模块主控芯片型号是MAX3232E，工作中，模拟信号处理模块、AD采样模块、单片机模块负责处理信号采集、分析、存储及远传，处理后的数据通过RS232接口传输给触摸显示板，通过RS485接口传输给远方后台计算机，通讯规约满足MODBUS协议。
所述数据处理板AD采样模块，AD7606芯片为内置16位、200ksps双极性输入同步采样的8通道AD芯片，采样精度高，该芯片主要采样母线正对地电压，母线负对地电压，母线正交流窜入电压，母线负交流窜入电压。AD芯片经高速采样后，将模拟信号转变成数字信号，经过并行总线，将采集的数据高速传递给单片机模块，单片机模块存储、计算、分析采集到的数据。
所述数据处理板模拟信号处理模块，模拟信号处理模块分为交流窜入直流检测电路和直流母线电压检测电路，交流窜入直流检测电路中，直流母线通过电容隔直流，实时检测直流母线上的交流信号，直流母线电压检测电路中，母线通过电阻分压网络，实时检测母线上的直流电压信号。
本实用新型有益效果是：本实用新型可实时监测直流母线电压、母线正对地电压、母线正负对地电压、母线正交流窜入电压、母线负交流窜入电压，数据处理板对各模拟量进行采集、计算、分析、存储后，通过RS232接口传输给触摸显示板实时显示数据，通过RS485接口传输给后台计算机，当检测数据越过保护门限值，报警并记录故障时刻、波形，提供干接点输出端口。基于上述，具有好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型结构框图。
图2是本实用新型数据处理板结构框图。
具体实施方式
图1、2中所示，一种具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，由数据处理板1、触摸显示板3、电源板2构成，电源板2焊接安装在数据处理板1上，触摸显示板3、数据处理板2通过导线连接并安装在元件盒内，电源板2是开关电源模块，电源板2电源输入端和220V直流电源通过导线连接，数据处理板1包括单片机模块4，AD采样模块6，继电器输出模块7，模拟信号处理模块9、10、11、12。AD采样模块和单片机模块之间通过数据总线连接，AD采样模块主控芯片型号别是AD7606，工作中，模拟信号处理模块负责转换采集信号，AD采样模块负责采集模拟信号，单片机模块负责计算、分析、存储AD采样模块传输过来的数据，当检测到外部交流窜入电压大于所设定的保护门限值或母线电压小于所设定的保护门限值，单片机模块控制继电器模块控制继电器14输出报警信号，通过RS232接口传输数据给触摸显示板实时显示当前监测数据,通过RS485接口传输数据给后台计算机。
图1、2中所示，本实用新型实时监测直流母线电压、母线正对地电压、母线正负对地电压、母线正交流窜入电压、母线负交流窜入电压，数据处理板1采集、计算、分析、存储后，通过RS232接口向触摸显示板3传送数据，通过RS485接口向远方后台8传送数据。通过触摸显示板3向数据处理板1设置保护门限值，当检测到外部信号越过所设定的保护门限值，继电器14输出报警信号。基于上述，所以具有好的应用前景。
需要说明的是，本实施例为本实用新型较佳实例，并不用以限制本实用新型，凡在本实施例原则范围内做任何修改、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 (8)
1.一种具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：它由触摸显示板、数据处理板、电源板构成，所述电源板、数据处理板、触摸显示板安装在元件盒内，所述电源板是开关电源模块，所述电源板电源输入端和220V直流电源通过导线连接。
2.根据权利要求1所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述触摸显示板是输入直流12V，通过导线与所述数据处理板连接；工作中，实时显示数据处理板传输的实时监测数据，设置数据处理板的外部交流窜入电压保护门限值和母线电压保护门限值。
3.根据权利要求1所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述电源板是输入电源直流220V，输出为直流12V的开关电源模块。
4.根据权利要求1所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述数据处理板是由单片机最小系统、AD采样回路、模拟信号处理回路、RS485通讯回路、RS232通讯回路、继电器输出控制回路组成；所述AD采样回路和单片机最小系统之间通过数据总线连接，所述RS485通讯回路与所述单片机最小系统之间通过数据线连接，所述RS232通讯回路与所述单片机最小系统之间通过数据线连接；工作中，所述模拟信号处理回路负责转换外部电压信号，所述AD采样回路、单片机最小系统负责处理信号采集、分析、存储及远传，处理后的数据通过所述RS232通讯回路接口传输给触摸显示板，通过所述RS485通讯回路接口传输给远方后台计算机，所述RS485通讯回路规约满足MODBUS协议。
5.根据权利要求4所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述AD采样回路主控芯片型号是AD7606；所述单片机最小系统主控芯片是STM32F107；所述RS485通讯回路主控芯片型号是ADM2587E；所述RS232通讯回路主控芯片型号是MAX3232E。
6.根据权利要求4所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述数据处理板的AD采样回路，AD7606芯片为内置16位、200ksps双极性输入同步采样的8通道AD芯片。
7.根据权利要求6所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述8通道AD芯片采样母线正对地电压，母线负对地电压，母线正交流窜入电压，母线负交流窜入电压；所述8通道AD芯片经高速采样后，将模拟信号转变成数字信号，经过并行总线，将采集的数据高速传递给单片机模块，单片机模块存储、计算、分析采集到的数据。
8.根据权利要求4所述的具备在线监测交流窜入直流电源系统功能的装置，其特征在于：所述模拟信号处理回路分为交流窜入直流检测电路和直流母线电压检测电路，所述交流窜入直流检测电路为直流母线通过电容隔直流电压，实时检测直流母线上的交流信号，所述直流母线电压检测电路中，直流母线通过电阻分压网络，实时检测母线上的直流电压信号。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111447332A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-07-24 | 广州广哈通信股份有限公司 | 一种调度终端主板和调度终端 |
| CN112748363A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-04 | 安徽鑫龙自动化有限公司 | 一种直流系统交流窜入测试装置 |
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