CN211740436U - 一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，安装在换流站设备内，包括PCB板以及集成在PCB板上的温度采集模块、电压比较模块、温度告警模块和电源模块，温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块依次相连，电源模块分别与温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块相连，温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块均为纯硬件式超低功耗模块，实现温度告警装置在具有严重电磁干扰与区内的超低功耗运行。与现有技术相比，本实用新型具有可在电磁干扰严重区域内正常运行、功耗低、成本低等优点。

Description

一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置

技术领域

本实用新型涉及换流站设备温度告警装置技术领域，尤其是涉及一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置。

背景技术

随着特高压及超高压技术的发展，换流站在电网中占据着越来越重要的地位。换流站内设有大量二次控制保护屏柜，是换流站控制保护的核心装置。这些装置处于连续运行状态，长时间处于高负荷运行状态，运行过程中将产生大量热量，极易造成设备过热甚至引起设备死机。目前，为了防止电气屏柜温度过热，一般手段是在屏柜内加装风扇进行散热，散热风扇也需要长时间连续工作，这种风扇也因长时间工作会造成散热出风口堵塞，会使散热效果大幅下降，进而使屏柜内温度升高，是电力系统安全稳定运行的重要隐患。

目前，针对屏柜的温度检测手段的研究正在不断进行，例如中国专利CN105758549A中公开了一种主控室屏内温度报警装置，该装置实现了实时监测到主屏柜内温度的功能，当温度超过报警值时，可以通过多种方式向相关人员发出报警信息，但是若屏柜处于严重电磁干扰区域内时，报警信息的发送受到干扰，不能及时发送到相关人员处，存在较大的事故隐患。此外，除这种应用场景外，在换流站内还有很多需要测温的设备处于电磁干扰极为严并且无法外接电源的区域，常规的测温设备无法保证长时间运行而不死机。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可在电磁干扰严重区域内正常运行、功耗低、成本低的用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，安装在换流站设备内，包括PCB板以及集成在PCB板上的温度采集模块、电压比较模块、温度告警模块和电源模块；所述的温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块依次相连；所述的电源模块分别与温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块相连；所述的温度采集模块、电压比较模块和温度告警模块均为纯硬件式超低功耗模块，实现温度告警装置在具有严重电磁干扰与区内的超低功耗运行。

优选地，所述的温度采集模块包括温度采样单元和对比单元；所述的温度采样单元和对比单元分别与电源模块相连；所述的温度采样单元与对比单元并联连接。

更加优选地，所述的温度采样单元包括用于减小支路电流的电阻R9和感温电阻R10；所述的电阻R9和感温电阻R10串联连接。

更加优选地，所述的对比单元包括用于减小支路电路的电阻R0和电阻选择器；所述的电阻R0与电阻选择器串联连接。

更加优选地，所述的电阻选择器为拨码式电阻选择器或旋钮式电阻选择器。

更加优选地，所述的电压比较模块为TS881芯片，该芯片的两个输入端分别与感温电阻R10和电阻选择器的高电位端相连。

优选地，所述的温度告警模块包括脉冲震荡单元和报警单元；所述的报警单元的电源输入端与电源模块相连，脉冲信号输入端与脉冲震荡单元相连；所述的脉冲震荡单元与电压比较模块相连。

更加优选地，所述的脉冲震荡单元为TS555脉冲震荡电路。

更加优选地，所述的报警单元为蜂鸣器。

优选地，所述的温度告警装置与换流站设备进行可拆卸连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、可在电磁干扰严重区域内正常运行：本实用新型中的温度告警装置采用纯硬件式设计，不受电磁干扰影响，在使用时不会出现死机现象，适用于电磁干扰严重的区域。

二、功耗低：本实用新型中的温度告警装置在满足电路功能的情况下，尽可能减少电子元器件的使用，通过增加大电阻的方法减小电路运行电流，降低电路的功耗，同时，蜂鸣器采用间歇性告警设计，进一步降低了电能损耗。

三、电路简单，成本低：本实用新型中的温度告警装置电路结构简单，使用的元器件也较为低廉，装置的制造成本较低。

附图说明

图1为本实用新型中温度告警装置的结构示意图；

图2为本实用新型中温度采集模块和电源模块的电路图；

图3为本实用新型中电压比较模块的电路图；

图4为本实用新型中温度告警模块的电路图。

图中标号所示：

1、PCB板，2、温度采集模块，3、电压比较模块，4、温度告警模块，5电源模块，21、温度采样单元，22、对比单元，41、脉冲震荡单元，42、报警单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其结构如图1所示，包括PCB板1、温度采集模块2、电压比较模块3、温度告警模块4和电源模块5。温度采集模块2、电压比较模块3、温度告警模块4和电源模块5集成在PCB板1上。温度采集模块2、电压比较模块3和温度告警模块4依次相连。电源模块5分别与温度采集模块2、电压比较模块3和温度告警模块4相连，用于为各模块供电。本实施例中的温度采集模块2、电压比较模块3和温度告警模块4均采用纯硬件式超低功耗设计，实现温度告警装置在具有严重电磁干扰区域内的超低功耗运行。

温度告警装置与换流站设备进行可拆卸连接，本实施例中的温度告警装置设有耐高温强力磁铁，使用该磁铁可以将温度告警装置直接安装在换流站设备内。

下面对各主要模块进行描述：

一、温度采样模块2

温度采集模块2的电路结构如图2所示，包括温度采样单元21和对比单元22，温度采样单元21和对比单元22分别与电源模块5相连，温度采样单元21和对比单元22并联连接。

温度采样单元21包括串联连接的电阻R9和感温电阻R10。电阻R9为一个大电阻，用于减小支路电流，以降低电路功耗。电阻R9和感温电阻R10串联后的支路电路阻值应大于500千欧姆，根据电路制作的工艺以及后续电路的采样精度，电阻R9的选值最大可达几兆欧姆，以此达到超低电流运行的目的。

对比单元22包括串联连接的电阻R0和电阻选择器。电阻R0也是一个用于减小支路电流的大电阻，在本实施例中的取值为499千欧姆。电阻选择器为拨码开关式电阻选择器或旋钮式电阻选择器。因为感温电阻R10随温度变化进行线性变化，每个温度都对应一个电阻值，通过电阻选择器可以选择需要进行报警的温度，当换流站设备内温度在该范围变化是，装置进行报警。

二、电压比较模块3

电压比较模块3选用微安级电压比较器，例如TS881，进行比较。电压比较模块3的电路结构如图3所示，TS881比较器的VCC+端与电源模块5相连，VCC-端接地，两个输入端IN+和IN-分别与感温电阻R10和电阻选择器的高电位端相连，输出端OUT与温度告警模块4相连。

TS881比较感温电阻R10和电阻选择器两端的电压，用来判断感温电阻R10的阻值是否达到电阻选择器的阻值，当感温电阻R10和电阻选择器两端电压差值在零附近以一定阈值变化时，TS881比较器输出电平翻转，在本实施例中TS881比较器在未告警时的输出为电源模块5电压3.3V，在告警时的输出电压为0V。

三、温度告警模块4

温度告警模块4的电路结构如图4所示，包括脉冲震荡单元41和报警单元42，报警单元42的电源输入端与电源模块5相连，脉冲信号输入端与脉冲震荡单元41相连，脉冲震荡单元41还与电压比较模块3相连。

本实施例中的脉冲震荡单元41为555脉冲震荡电路，报警器42选用蜂鸣器，当TS881输出为低电平0时，触发脉冲震荡电路，蜂鸣器进行间歇性告警。

四、电源模块5

本实施例中选用的电源模块5为CR2032纽扣电池，能够提供3.3V稳定电压，本实施例中的温度告警装置正常运行时处于一种超级功耗运行状态，一粒常规的CR2032纽扣电池可使本实用新型稳定使用1年以上。如果换流站设备内温度超过设定的告警值，告警装置会持续发出告警声音，一粒电池可使本电路持续告警1个月以上。运维人员在日常巡视时很容易通过本装置发出告警声音判断出温度异常设备，从而能够及时的对其进行降温处理。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，安装在换流站设备内，其特征在于，包括PCB板(1)以及集成在PCB板(1)上的温度采集模块(2)、电压比较模块(3)、温度告警模块(4)和电源模块(5)；所述的温度采集模块(2)、电压比较模块(3)和温度告警模块(4)依次相连；所述的电源模块(5)分别与温度采集模块(2)、电压比较模块(3)和温度告警模块(4)相连；所述的温度采集模块(2)、电压比较模块(3)和温度告警模块(4)均为纯硬件式超低功耗模块，实现温度告警装置在具有严重电磁干扰与区内的超低功耗运行。

2.根据权利要求1所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的温度采集模块(2)包括温度采样单元(21)和对比单元(22)；所述的温度采样单元(21)和对比单元(22)分别与电源模块(5)相连；所述的温度采样单元(21)与对比单元(22)并联连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的温度采样单元(21)包括用于减小支路电流的电阻R9和感温电阻R10；所述的电阻R9和感温电阻R10串联连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的对比单元(22)包括用于减小支路电路的电阻R0和电阻选择器；所述的电阻R0与电阻选择器串联连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的电阻选择器为拨码式电阻选择器或旋钮式电阻选择器。

6.根据权利要求4所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的电压比较模块(3)为TS881芯片，该芯片的两个输入端分别与感温电阻R10和电阻选择器的高电位端相连。

7.根据权利要求1所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的温度告警模块(4)包括脉冲震荡单元(41)和报警单元(42)；所述的报警单元(42)的电源输入端与电源模块(5)相连，脉冲信号输入端与脉冲震荡单元(41)相连；所述的脉冲震荡单元(41)与电压比较模块(3)相连。

8.根据权利要求7所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的脉冲震荡单元(41)为TS555脉冲震荡电路。

9.根据权利要求7所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的报警单元(42)为蜂鸣器。

10.根据权利要求1所述的一种用于换流站设备的纯硬件式超低功耗温度告警装置，其特征在于，所述的温度告警装置与换流站设备进行可拆卸连接。

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