CN212781153U - 一种轨道交通直流电源在线监测预警装置 - Google Patents

Abstract

一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，包括GPRS模块、后台PC机、人机界面；还具有主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路；主控电路是单片机模块；蓄电池组监测电路包括电性连接在一起的单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器；母线及充电机监测电路包括电性连接在一起的合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器；主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路之间电性连接。本新型在出现异常数据时能自动预警，给运维人员带来了便利，减少了不必测试，节省了成本。

Description

一种轨道交通直流电源在线监测预警装置

技术领域

本实用新型属于轨道交通电源安全检测设备技术领域，特别是一种轨道交通直流电源在线监测预警装置。

背景技术

轨道交通中，直流电源系统为牵引变电所提供操作、控制、保护、信号电源，也为事故照明、应急操作提供电源，其平稳运行直接关系到整个变电所的安全。尤其是直流电源屏和其它控制屏共处一室，其安全运行更为重要。实际情况下，当直流电源系统运行维护管理不到位或设备质量缺陷等多方面原因，有因蓄电池爆炸、起火或充电装置、监控装置故障等引发变电站一次、二次设备故障或事故的几率，会造成较大的经济损失。

现有直流电源系统需要维护人员人工定期使用移动外挂设备，对蓄电池电压、温度、内阻等项目进行测试；每次测试时，运营维护人员不得不带着笨重的各种测试设备到达现场进行各种例行测试，以确保直流系统安全运行。由于铁路牵引变电所分散的设置在铁路沿线，工况较差，造成运营维护繁重和人力资源的匮乏，大大的增加了运营单位的运营成本。

发明内容

为了克服现有的轨道交通中，对于直流电源系统的维护测试是通过人为采用外挂检测设备测试，由于铁路牵引变电所分散的设置在铁路沿线，会导致维护人员运营维护繁重和人力资源的匮乏，并增加了运营单位运营成本的弊端，本实用新型提供了一种不需要人为到现场测试直流电源系统各种设备的性能，工作时，在相关电路共同作用下，能及时将各种检测数据经无线移动网络或光纤等传递到远端后台（并可现场显示），远端监测或现场人员能实时监测现场各种设备的运行状况，出现问题后能第一时间产生报警信息，并给能给相关人员推送故障类型短信，相关人员能第一时间赶到现场进行处置，由此给运维人员带来了便利，减少了不必要的运维测试，给相关部门节省了成本，并能有效保证直流电源系统正常工作的一种轨道交通直流电源在线监测预警装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，包括GPRS模块、后台PC机、人机界面；其特征在于还具有主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路；所述主控电路是单片机模块；所述蓄电池组监测电路包括单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器；所述母线及充电机监测电路包括合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器；所述单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器的信号输出端和单片机模块的其中六个信号输入端分别经导线连接，单体电池端电压传感器、单体电池虚断电压传感器两个检测信号输入端分别和蓄电池组的多只单电池两极经导线连接，单体电池体表温度传感器检测信号输入端分别安装在蓄电池组的多只单电池壳体外侧，蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器和蓄电池组两极分别经导线连接，蓄电池组环境温湿度传感器的检测信号输入端安装在蓄电池组外壳侧；所述合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器信号输出端和单片机模块的另外五个信号输入端分别经导线连接，合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器的检测信号输入端分别和蓄电池组充电机两极经导线连接；所述主控电路的其中一路信号输出端和GPRS模块信号输入端经导线连接，第二路信号输出端经光纤网络和远端后台PC机连接；所述人机界面和单片机模块的信号输出端经导线连接。

进一步地，所述单片机模块型号是STM32F476，其配套的存储器型号是IS61LV25616AL。

进一步地，所述控制电路还配套有和单片机控制电源输出端相连的报警子电路，报警子电路包括发光二极管、电阻，发光二极管电源输入一端串联电阻后和单片机模块的控制电源输出端连接。

本实用新型有益效果是：本新型中，主控电路对母线及充电机监测电路、蓄电池组监测电路输入的蓄电池组及充电机各种实时运行数据信息进行分类，在出现异常数据时能预警，并将实时信息及预警信息通过人机界面进行显示，或通过光纤网络远传至供电段生产管理系统，也可通过GPRS模块(Z102L)上传至云端服务器；远端监测人员能实时监测现场各种设备的运行状况，出现问题后能第一时间产生报警信息，并给能给相关人员推送故障类型短信，相关人员能第一时间赶到现场进行处置，由此给运维人员带来了便利，减少了不必要的运维测试，给相关部门节省了成本，并能有效保证直流电源系统正常工作。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1、2为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

图1、2中所示，一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，包括GPRS模块(型号是Z102L)、后台PC机、人机界面(型号是ZXZY-3006）；还具有主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路；所述主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路安装在元件盒内电路板上；所述主控电路是单片机模块，单片机模块配套有存储器，单片机模块具有多只设置按键；所述蓄电池组监测电路包括单体电池端电压传感器(型号是JLBV-11）、单体电池体表温度传感器(型号是DS18B20）、单体电池虚断电压传感器(型号是JLBV-11）、蓄电池组环境温湿度传感器(型号是DB130-150）、蓄电池组电流传感器(型号是QBC50LTA)、蓄电池组电压传感器(型号是JLBV-20）；所述母线及充电机监测电路包括合母电压传感器(型号是JLBV-20）、控母电压传感器(型号是JLBV-20）、充电机电压传感器(型号是JLBV-20）、充电机电流传感器(型号是QBC50LTA）、母线交流电压传感器(型号是JLT7U）；所述单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器的信号输出端和单片机模块的其中六个信号输入端分别经导线连接，单体电池端电压传感器、单体电池虚断电压传感器两个检测信号输入端分别和蓄电池组的多只单电池两极经导线连接，单体电池体表温度传感器检测信号输入端分别安装在蓄电池组的多只单电池壳体外侧，蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器和蓄电池组两极分别经导线连接，蓄电池组环境温湿度传感器的检测信号输入端安装在蓄电池组外壳侧；所述合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器信号输出端和单片机模块的另外五个信号输入端分别经导线连接，合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器的检测信号输入端分别和蓄电池组充电机两极经导线连接；所述主控电路的其中一路信号输出端和GPRS模块信号输入端经导线连接，第二路信号输出端经光纤网络和远端后台PC机连接；所述人机界面和单片机模块的信号输出端经导线连接。单片机模块型号是STM32F476，其配套的存储器型号是IS61LV25616AL。控制电路还配套有和单片机控制电源输出端相连的报警子电路，报警子电路包括发光二极管、电阻，发光二极管电源输入一端串联电阻后和单片机模块的控制电源输出端连接。

图1、2中所示，人机界面、母线及充电机监测单元和蓄电池组监测单元均通过RS485与主控电路通信。主控电路通过光纤网络与远端生产管理系统通信，还能通过GPRS模块与云端服务器通信。远端工作人员可以通过PC机内生产管理系统或现场通过人机界面编辑、调用、查看具体的预警信息，可显示蓄电池组、母线及充电机的实时运行状态、报警信息及动作信息。人机界面或者远端PC机界面显示母线、充电机及蓄电池组等直流系统的主要信息，蓄电池有报警信息时，显示界面“电池报警”指示灯闪烁；当充电机有报警信息时，显示界面“电源报警”指示灯闪烁，按相应按钮，操作人员可查询具体报警信息。并可通过GPRS模块单元，给指定手机发送报警信息。

图1中所示，以下内容针对蓄电池组和充电机的预警方式实现做详细介绍（1）充电机均充/浮充转换预警：母线及充电机监测电路、蓄电池组监测电路得电运行后，单片机模块对合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器、单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电路传感器、蓄电池组电压传感器输入的蓄电池组及充电机各种信号进行检测：若蓄电池组处于浮充状态，则控制电路控制浮充转均充时间T1计时，在此时间内成功转换成均充状态则不报警，超时未转则报警；若蓄电池组为均充状态，则先判断充电电流Ic≤0.1I10,若条件达到则开始倒计时T2， T2时间到后未转浮充则报警，正常转浮充则不报警；（2）交流窜入直流监测预警：采样合母交流分量，如果交流分量大于10V则报警（3）蓄电池内部虚开预警：在蓄电池组处于浮充电状态，每只电池一次投入放电电阻，进过一段时间后，测量蓄电池端电压变化量△U，若△U大于设定值，则报警；（4）蓄电池脱离母线预警：先判断蓄电池组充放电电流If，若｜If｜＜0.1I₁₀，再判断合母电压与蓄电池组端电压之差｜Uhm-UdcIf｜=△U，若△U超过设定值，则报蓄电池组脱离直流系统预警；也可监测蓄电池投退开关辅助节点及蓄电池组总保险状态来预警。

图1、2所示，本新型中，主控电路对母线及充电机监测电路、蓄电池组监测电路输入的蓄电池组及充电机各种实时运行数据信息进行分类预警，并将实时信息及预警信息通过人机界面进行显示，并通过光纤网络远传至供电段生产管理系统，也可通过GPRS模块(Z102L)上传至云端服务器；远端监测人员能实时监测现场各种设备的运行状况，出现问题后能第一时间报警信息，并给能给相关人员推送故障类型短信，相关人员能第一时间赶到现场进行处置，由此给运维人员带来了便利，减少了不必要的运维测试，给相关部门节省了成本，并能有效保证直流电源系统正常工作。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，包括GPRS模块、后台PC机、人机界面；其特征在于还具有主控电路、蓄电池组监测电路和母线及充电机监测电路；所述主控电路是单片机模块；所述蓄电池组监测电路包括单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器；所述母线及充电机监测电路包括合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器；所述单体电池端电压传感器、单体电池体表温度传感器、单体电池虚断电压传感器、蓄电池组环境温湿度传感器、蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器的信号输出端和单片机模块的其中六个信号输入端分别经导线连接，单体电池端电压传感器、单体电池虚断电压传感器两个检测信号输入端分别和蓄电池组的多只单电池两极经导线连接，单体电池体表温度传感器检测信号输入端分别安装在蓄电池组的多只单电池壳体外侧，蓄电池组电流传感器、蓄电池组电压传感器和蓄电池组两极分别经导线连接，蓄电池组环境温湿度传感器的检测信号输入端安装在蓄电池组外壳侧；所述合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器信号输出端和单片机模块的另外五个信号输入端分别经导线连接，合母电压传感器、控母电压传感器、充电机电压传感器、充电机电流传感器、母线交流电压传感器的检测信号输入端分别和蓄电池组充电机两极经导线连接；所述主控电路的其中一路信号输出端和GPRS模块信号输入端经导线连接，第二路信号输出端经光纤网络和远端后台PC机连接；所述人机界面和单片机模块的信号输出端经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，其特征在于，单片机模块型号是STM32F476，其配套的存储器型号是IS61LV25616AL。

3.根据权利要求1所述的一种轨道交通直流电源在线监测预警装置，其特征在于，控制电路还配套有和单片机控制电源输出端相连的报警子电路，报警子电路包括发光二极管、电阻，发光二极管电源输入一端串联电阻后和单片机模块的控制电源输出端连接。

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