CN209746058U - 一种基于gps时钟同步的智能型moa - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自带故障感知功能，在泄露电流超标或者温度过高的时候及时预警的基于GPS时钟同步的智能型MOA。该智能型MOA，包括MOA本体，MOA本体上设置有监测装置，还包括与监测装置无线连接的室内PT电压采集装置，所述监测装置包括穿芯式零磁通电流互感器、第一ADC芯片、第一DSP芯片、第一GPS时钟模块、第一无线传输模块、4G模块、多个温度传感器，室内PT电压采集装置包括分压器、第二ADC芯片、第二DSP芯片、第二GPS时钟模块、第二无线传输模块，该智能型MOA自带故障感知功能，在泄露电流超标或者温度过高的时候及时预警，避免因MOA而带来的电网故障，解决了PT信号取样需要网室外拉线的麻烦，提升了MOA运维的安全性。适合在在线监测领域推广应用。

Description

一种基于GPS时钟同步的智能型MOA

技术领域

本实用新型涉及在线监测领域，具体涉及一种基于GPS时钟同步的智能型MOA。

背景技术

MOA是指金属氧化物避雷器，是用于保护输变电设备的绝缘免受过电压危害的重要保护电器，它具有响应快、伏安特性平坦、性能稳定、通流容量大、残压低、寿命长、结构简单等优点，广泛使用于发电、输电、变电、配电等系统中。复合外套金属氧化物避雷器是用硅橡胶复合材料做外套，和传统的瓷外套避雷器相比，具有尺寸小、重量轻、结构坚固、耐污性强、防爆性能好等优点。。

现有的高压MOA为单纯的硬件装置，当需要对MOA的漏流、温度等状态进行监测时，需要外加一套监测系统，成本高昂、运维困难。现有的MOA漏流在线监测主要有二次法、感应板法和谐波分析法，各种测试法都需要取PT输出电压信号的相位信息来作为分析阻性泄露电流的参考，从室内PT输出端引电源线到室外做相位比对，施工繁琐、成本高昂、安全性差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种自带故障感知功能，在泄露电流超标或者温度过高的时候及时预警的基于GPS时钟同步的智能型MOA。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：该基于GPS时钟同步的智能型MOA，包括MOA本体，所述MOA本体上设置有监测装置，还包括与监测装置无线连接的室内PT电压采集装置，所述监测装置包括穿芯式零磁通电流互感器、第一ADC芯片、第一DSP芯片、第一GPS时钟模块、第一无线传输模块、4G模块、多个温度传感器，所述多个温度传感器分别均布设置在MOA本体表面，多个温度传感器分别与第一ADC芯片相连，所述穿芯式零磁通电流互感器套设在MOA本体上，所述穿芯式零磁通电流互感器与第一ADC芯片相连，所述第一ADC芯片与第一DSP芯片相连，所述第一GPS时钟模块、第一无线传输模块、4G模块分别与第一DSP芯片相连，所述室内PT电压采集装置包括分压器、第二ADC芯片、第二DSP芯片、第二GPS时钟模块、第二无线传输模块，所述分压器的两个输入端分别与室内PT的两端相连，所述分压器的输出端与第二ADC芯片相连，所述第二ADC芯片与第二DSP芯片相连，所述第二GPS时钟模块、第二无线传输模块分别与第二DSP芯片相连，所述第二无线传输模块与第一无线传输模块无线连接。

进一步的是，所述第一ADC芯片采用采样率为1MHz的8通道12位AD7298芯片，所述第二ADC芯片采用采样速率为50MHz的4通道12位ADC芯片ADC3422。

进一步的是，所述第一DSP芯片采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片，第二DSP芯片采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片。

进一步的是，所述第一GPS时钟模块采用ATGM332D-5T授时模块，第二GPS时钟模块采用ATGM332D-5T授时模块。

进一步的是，所述第一无线传输模块采用Zigbee模块AW5161P2EF，所述第二无线传输模块采用Zigbee模块AW5161P2EF。

进一步的是，所述第一无线传输模块采用lora模块SX1278，所述第二无线传输模块采用lora模块SX1278。

进一步的是，所述4G模块采用Quectel EC20模块。

进一步的是，所述温度传感器采用LMT84传感器。

进一步的是，所述穿芯式零磁通电流互感器采用ZLA-C60电流互感器。

进一步的是，所述分压器为采用100:1的P2301C高频分压器。

本实用新型的有益效果：该基于GPS时钟同步的智能型MOA在使用时，利用多个温度传感器感应MOA本体上多点的温度，温度传感器自带调理电路，将温度信号调理为可测量的电平信号传输给第一ADC芯片，利用穿芯式零磁通电流互感器可实时将MOA本体的漏流感应为电压信号，穿芯式零磁通电流互感器互自带运算放大电路，将信号调理为可测量的电平信号传输给第一ADC芯片，第一ADC芯片将接收的电平信号数据包转换后传递给第一DSP芯片，同时第一GPS时钟模块给第一DSP芯片发送GPS时钟标签，第一DSP芯片接收第一ADC芯片传输过来的电平信号数据包，并将第一GPS时钟标签打在电平信号数据包头，与此同时，室内PT电压采集装置采集三相PT电压信号必经过分压器处理后传递给第二ADC芯片，第二ADC芯片将三相PT电压信号转换后的PT电压信号数据传给第二DSP芯片，同时第二GPS时钟模块给第二DSP芯片发送GPS时钟标签，第二DSP芯片将GPS时钟标签打在PT电压信号数据包头，并将PT电压信号数据通过第二无线传输模块传输给监测装置，监测装置的第一无线传输信号接收到第二无线传输模块传送的PT电压信号数据后传递给第一DSP芯片，第一DSP芯片对接收到的PT电压信号数据与电平信号数据进行傅里叶变换得到阻性电流，从而判断MOA是否有劣化趋势或故障，并将数据通过4G模块上传给远程控制终端，使得MOA自带故障感知功能，在泄露电流超标或者温度过高的时候及时预警，提醒运维人员及时维护，避免因MOA而带来的电网故障，预防故障带来的损失，而且该基于GPS时钟同步的智能型MOA自带无线组网功能，对形成MOA状态监测物联网奠定了基础的感知层和传输层，同时，该基于GPS时钟同步的智能型MOA采用基于高精度GPS时钟同步的无线传输方案，解决了PT信号取样需要网室外拉线的麻烦，节省了人力成本，提升了MOA运维的安全性。

附图说明

图1是本实用新型所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA的监测装置结构示意图；

图2是本实用新型所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA的室内PT电压采集装置结构示意图；

附图标记说明：MOA本体1、穿芯式零磁通电流互感器2、第一ADC芯片3、第一DSP芯片4、第一GPS时钟模块5、第一无线传输模块6、4G模块7、温度传感器8、分压器9、第二ADC芯片10、第二DSP芯片11、第二GPS时钟模块12、第二无线传输模块13。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。

如图1、2所示，该基于GPS时钟同步的智能型MOA，包括MOA本体1，所述MOA本体1上设置有监测装置，还包括与监测装置无线连接的室内PT电压采集装置，所述监测装置包括穿芯式零磁通电流互感器2、第一ADC芯片3、第一DSP芯片4、第一GPS时钟模块5、第一无线传输模块6、4G模块7、多个温度传感器8，所述多个温度传感器8分别均布设置在MOA本体1表面，多个温度传感器8分别与第一ADC芯片3相连，所述穿芯式零磁通电流互感器2套设在MOA本体1上，所述穿芯式零磁通电流互感器2与第一ADC芯片3相连，所述第一ADC芯片3与第一DSP芯片4相连，所述第一GPS时钟模块5、第一无线传输模块6、4G模块7分别与第一DSP芯片4相连，所述室内PT电压采集装置包括分压器9、第二ADC芯片10、第二DSP芯片11、第二GPS时钟模块12、第二无线传输模块13，所述分压器9的两个输入端分别与室内PT的两端相连，所述分压器9的输出端与第二ADC芯片10相连，所述第二ADC芯片10与第二DSP芯片11相连，所述第二GPS时钟模块12、第二无线传输模块13分别与第二DSP芯片11相连，所述第二无线传输模块13与第一无线传输模块6无线连接。

该基于GPS时钟同步的智能型MOA在使用时，利用多个温度传感器8感应MOA本体1上多点的温度，温度传感器8自带调理电路，将温度信号调理为可测量的电平信号传输给第一ADC芯片3，利用穿芯式零磁通电流互感器2可实时将MOA本体1的漏流感应为电压信号，穿芯式零磁通电流互感器2互自带运算放大电路，将信号调理为可测量的电平信号传输给第一ADC芯片3，第一ADC芯片3将接收的电平信号数据包转换后传递给第一DSP芯片4，同时第一GPS时钟模块5给第一DSP芯片4发送GPS时钟标签，第一DSP芯片4接收第一ADC芯片3传输过来的电平信号数据包，并将第一GPS时钟标签打在电平信号数据包头，与此同时，室内PT电压采集装置采集三相PT电压信号必经过分压器9处理后传递给第二ADC芯片10，第二ADC芯片10将三相PT电压信号转换后的PT电压信号数据传给第二DSP芯片11，同时第二GPS时钟模块12给第二DSP芯片11发送GPS时钟标签，第二DSP芯片11将GPS时钟标签打在PT电压信号数据包头，并将PT电压信号数据通过第二无线传输模块13传输给监测装置，监测装置的第一无线传输信号接收到第二无线传输模块13传送的PT电压信号数据后传递给第一DSP芯片4，第一DSP芯片4对接收到的PT电压信号数据与电平信号数据进行傅里叶变换得到阻性电流，从而判断MOA是否有劣化趋势或故障，并将数据通过4G模块7上传给远程控制终端，使得MOA自带故障感知功能，在泄露电流超标或者温度过高的时候及时预警，提醒运维人员及时维护，避免因MOA而带来的电网故障，预防故障带来的损失，而且该基于GPS时钟同步的智能型MOA自带无线组网功能，对形成MOA状态监测物联网奠定了基础的感知层和传输层，同时，该基于GPS时钟同步的智能型MOA采用基于高精度GPS时钟同步的无线传输方案，解决了PT信号取样需要网室外拉线的麻烦，节省了人力成本，提升了MOA运维的安全性。

为了使监测更加准确高效，所述第一ADC芯片3采用采样率为1MHz的8通道12位AD7298芯片，第一ADC芯片3主要目的是将温度传感器8采集到的温度信号和穿芯式零磁通电流互感器2采集的三相漏流数据高速转换为数字信号，所述第二ADC芯片10采用采样速率为50MHz的4通道12位ADC芯片ADC3422，第二ADC芯片10主要目的是将采集到的三相PT电压信号转换为数字信号。所述第一DSP芯片4采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片，第二DSP芯片11采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片。所述第一GPS时钟模块5采用ATGM332D-5T授时模块，第二GPS时钟模块12采用ATGM332D-5T授时模块。所述第一无线传输模块6采用Zigbee模块AW5161P2EF，所述第二无线传输模块13采用Zigbee模块AW5161P2EF。所述第一无线传输模块6采用lora模块SX1278，所述第二无线传输模块13采用lora模块SX1278。所述4G模块7采用Quectel EC20模块。所述温度传感器8采用LMT84传感器。所述穿芯式零磁通电流互感器2采用ZLA-C60电流互感器。所述分压器9为采用100:1的P2301C高频分压器，其功能是将采集的三相PT电压信号调理为可测量的小信号。

Claims (10)

1.一种基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：包括MOA本体(1)，所述MOA本体(1)上设置有监测装置，还包括与监测装置无线连接的室内PT电压采集装置，所述监测装置包括穿芯式零磁通电流互感器(2)、第一ADC芯片(3)、第一DSP芯片(4)、第一GPS时钟模块(5)、第一无线传输模块(6)、4G模块(7)、多个温度传感器(8)，所述多个温度传感器(8)分别均布设置在MOA本体(1)表面，多个温度传感器(8)分别与第一ADC芯片(3)相连，所述穿芯式零磁通电流互感器(2)套设在MOA本体(1)上，所述穿芯式零磁通电流互感器(2)与第一ADC芯片(3)相连，所述第一ADC芯片(3)与第一DSP芯片(4)相连，所述第一GPS时钟模块(5)、第一无线传输模块(6)、4G模块(7)分别与第一DSP芯片(4)相连，所述室内PT电压采集装置包括分压器(9)、第二ADC芯片(10)、第二DSP芯片(11)、第二GPS时钟模块(12)、第二无线传输模块(13)，所述分压器(9)的两个输入端分别与室内PT的两端相连，所述分压器(9)的输出端与第二ADC芯片(10)相连，所述第二ADC芯片(10)与第二DSP芯片(11)相连，所述第二GPS时钟模块(12)、第二无线传输模块(13)分别与第二DSP芯片(11)相连，所述第二无线传输模块(13)与第一无线传输模块(6)无线连接。

2.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述第一ADC芯片(3)采用采样率为1MHz的8通道12位AD7298芯片，所述第二ADC芯片(10)采用采样速率为50MHz的4通道12位ADC芯片ADC3422。

3.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述第一DSP芯片(4)采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片，第二DSP芯片(11)采用ADSP-BF531SBSTZ400芯片。

4.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述第一GPS时钟模块(5)采用ATGM332D-5T授时模块，第二GPS时钟模块(12)采用ATGM332D-5T授时模块。

5.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述第一无线传输模块(6)采用Zigbee模块AW5161P2EF，所述第二无线传输模块(13)采用Zigbee模块AW5161P2EF。

6.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述第一无线传输模块(6)采用lora模块SX1278，所述第二无线传输模块(13)采用lora模块SX1278。

7.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述4G模块(7)采用Quectel EC20模块。

8.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述温度传感器(8)采用LMT84传感器。

9.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述穿芯式零磁通电流互感器(2)采用ZLA-C60电流互感器。

10.如权利要求1所述的基于GPS时钟同步的智能型MOA，其特征在于：所述分压器(9)为采用100:1的P2301C高频分压器。