CN214503855U - 一种变电站内直流故障实时监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变电站内直流故障实时监测装置，包括供电单元，还包括霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号线分别接入实时监测装置的模拟量采集回路中，所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号输出端同时连接模数转换器的输入端，所述处理系统响应于模数转换器的输出的数字量信号，所述供电单元同时控制霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；本装置具有断电后可以持续工作一段时间的能力，即断电后如果发生故障依然可以告警，协助工作人员快速排查故障，装置设计小巧，采用导轨式安装，方便现场安装。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统故障检测领域，具体涉及一种变电站内直流故障实时监测装置。
背景技术
在我国，随着社会的发展，对供电可靠性要求也是越来越高，现在变电站内的二次设备基本上都是使用直流供电。因为直流电易产生和存储，供电稳定可靠，不会随交流电源消失而消失，且不受交流回路故障影响。
随着变电站自动化程度越来越高，站内设备的品类也是越来越多，所以直流供电系统也是越来也复杂。时常出现站内直流系统出线短路、过载和接地情况，特别是直流接地点有一定阻抗时不会造成跳闸时，查找非常困难，给站内运维人员带来比较大的工作负担。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是变电站内直流系统出线短路、过载、接地情况和直流接地点有一定阻抗时不会造成跳闸的技术问题，目的在于提供一种变电站内直流故障实时监测装置，安装在用户二次柜内的用于实时监测本地直流引出线是否发生短路、过流和接地故障问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种变电站内直流故障实时监测装置，包括供电单元，还包括霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；所述霍尔传感器A和霍尔传感器B分别套在变电站内用户屏柜的两根直流进线DC+和DC-上，所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号线同时连接模数转换器的输入端，所述处理系统响应于模数转换器的输出的数字量信号，所述供电单元供电于霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统。
其中，本装置具有断电后可以持续工作一段时间的能力，即断电后如果发生故障依然可以告警，协助工作人员快速排查故障。装置设计小巧，采用导轨式安装，方便现场安装。
进一步，所述处理系统包括：数据处理逻辑判断模块、实时采样模块和警报模块。
进一步，所述实时采样模块用于采集模拟量信号，所述数据处理逻辑判断模块用于判断采集后的数字量信号，所述警报模块响应于数据处理逻辑判断的输出结果。
进一步，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器响应于处理系统中的警报模块，所述蜂鸣器为压电式蜂鸣器；压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成；有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5～15V直流工作电压)，多谐振荡器起振，输出100～500HZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成；在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
进一步，所述处理系统可以为单片机。
进一步，所述单片机的型号为STM32F373CCT6，作为ARM微控制器，其数据总线宽度为32bit；
进一步，所述供电单元包括充电回路、电池和供电回路，外接电源连接所述充电回路的输入端，所述充电回路的输出端连接电池的充电端口，所述电池的放电端口连接供电回路。
进一步，所述电池优选铁锂电池，所述LiFePO4电池的内部结构：左边是橄榄石结构的 LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。所述铁锂电池的正极材料主要为磷酸铁锂材料。与传统的铅酸蓄电池相比，锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本实用新型一种变电站内直流故障实时监测装置，用于短路检测：发生直流短路后会造成本柜内的直流跳闸，进而造成本柜内直流失电，且在失电前会出现一个过大的直流电流值，并持续一段时间；用于直流过载检测：直流过载是通过检测直流电流持续大于设定阈值实现；用于直流接地检测：根据基尔霍夫电流定理，DC+与DC-两条进线上流过的电流应该是大小相等且方向相反，如果其两根线采集到的电流有效值不相等则说明发生接地故障，本装置具有断电后可以持续工作一段时间的能力，即断电后如果发生故障依然可以告警，协助工作人员快速排查故障。装置设计小巧，采用导轨式安装，方便现场安装。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型整体装置连接示意图；
图3为本实用新型单片机处理流程图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
实施例
如图1所示，本实用新型一种变电站内直流故障实时监测装置，一种变电站内直流故障实时监测装置，包括供电单元，还包括霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号线分别接入实时监测装置的模拟量采集回路中，所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号输出端同时连接模数转换器的输入端，所述处理系统响应于模数转换器的输出的数字量信号，所述供电单元同时控制霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；
其中，本装置具有断电后可以持续工作一段时间的能力，即断电后如果发生故障依然可以告警，协助工作人员快速排查故障。装置设计小巧，采用导轨式安装，方便现场安装，两只霍尔传感器分别套在屏柜内的两根直流进线(DC+/-)上；实时监测装置安装固定在屏柜内的导轨上；两路霍尔传感器的信号线(+/-/M)分别接入实时监测装置的模拟量采集回路中；实时监测装置电源并联接入屏柜内的直流电源中。
进一步，所述处理系统包括：数据处理逻辑判断模块、实时采样模块和警报模块。
进一步，所述实时采样模块用于采集数字量信号，所述数据处理逻辑判断模块用于判断采集的数字量信号，所述警报模块响应于数据处理逻辑判断的输出结果。
可以理解，数据处理逻辑判断模块对实时采样的信号首先进行接地判断，如果接地则告警输出，如果否，进行过流判断，判断为过流的话告警输出，如果否，进行短路判断，判断短路，则告警输出，如果没有短路，继续进行采样。
进一步，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器响应于处理系统中的警报模块，所述蜂鸣器为压电式蜂鸣器；压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成；有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5～15V直流工作电压)，多谐振荡器起振，输出100～500HZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
进一步，所述处理系统可以为单片机。
进一步，所述单片机的型号为STM32F373CCT6，为ARM微控制器，其数据总线宽度为32bit；
进一步，所述供电单元包括充电回路、电池和供电回路，外接电源连接所述充电回路的输入端，所述充电回路的输出端连接电池的充电端口，所述电池的放电端口连接供电回路。
进一步，所述电池优选铁锂电池，所述LiFePO4电池的内部结构：左边是橄榄石结构的 LiFePO4作为电池的正极，由铝箔与电池正极连接，中间是聚合物的隔膜，它把正极与负极隔开，但锂离子Li+可以通过而电子e-不能通过，右边是由碳(石墨)组成的电池负极，由铜箔与电池的负极连接。电池的上下端之间是电池的电解质，电池由金属外壳密闭封装。所述铁锂电池的正极材料主要为磷酸铁锂材料。与传统的铅酸蓄电池相比，锂离子电池在工作电压、能量密度、循环寿命等方面都具有显著优势。
用于短路检测：发生直流短路后会造成本柜内的直流跳闸，进而造成本柜内直流失电，且在失电前会出线一个过大的直流电流值，并持续一段时间；用于直流过载检测：直流过载是通过检测直流电流持续大于设定阈值实现；用于直流接地检测：根据基尔霍夫电流定理， DC+与DC-两条进线上流过的电流应该是大小相等且方向相反，如果其两根线采集到的电流有效值不相等则说明发生接地故障，本装置具有断电后可以持续工作一段时间的能力，即断电后如果发生故障依然可以告警，协助工作人员快速排查故障。装置设计小巧，采用导轨式安装，方便现场安装。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、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)
1.一种变电站内直流故障实时监测装置，包括供电单元，其特征在于，还包括霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统；所述霍尔传感器A和霍尔传感器B分别套在变电站内用户屏柜的两根直流进线DC+和DC-上，所述霍尔传感器A和霍尔传感器B的信号线同时连接模数转换器的输入端，所述处理系统响应于模数转换器的输出的数字量信号，所述供电单元供电于霍尔传感器A、霍尔传感器B、模数转换器和处理系统。
2.根据权利要求1所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述处理系统包括：数据处理逻辑判断模块、实时采样模块和警报模块。
3.根据权利要求2所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述实时采样模块用于采集数字量信号，所述数据处理逻辑判断模块用于判断采集的数字量信号，所述警报模块响应于数据处理逻辑判断的输出结果。
4.根据权利要求2所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，还包括蜂鸣器，所述蜂鸣器响应于处理系统中的警报模块。
5.根据权利要求1所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述处理系统可以为单片机。
6.根据权利要求5所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述单片机的型号为STM32F373CCT6。
7.根据权利要求1所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述供电单元包括充电回路、电池和供电回路，外接电源连接所述充电回路的输入端，所述充电回路的输出端连接电池的充电端口，所述电池的放电端口连接供电回路。
8.根据权利要求7所述的一种变电站内直流故障实时监测装置，其特征在于，所述电池优选铁锂电池。
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