CN216133125U - 一种双通道检测直流系统窜入交流的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，包括控制器，均与所述控制器相连的第一电压转换电路、第二电压转换电路、第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、无线通信模块、电源模块，与所述第一电压转换电路相连的第一电压采样电路，以及与所述第二电压转换电路相连的第二电压采样电路，其中，所述无线通信模组用于连接外界信息终端。本实用新型通过设置针对交流信号的两路检测电路以及设置的自动报警、显示、存储、通信功能实现了双通道的实时检测，实现了给高压变频器控制回路的稳定供电，从而保证了高压变频器的正常工作，进而确保了发电机组整体安全稳定的运行。
Description
技术领域
本实用新型属于电气设备电源检测技术领域，具体地讲，是涉及一种双通道检测直流系统窜入交流的装置。
背景技术
发电厂为提升凝结水泵工作效率，往往配置有相应的高压变频器进行变频控制，为保证高压变频器稳定运行，高压变频器控制回路一般配备有两路直流电源作为互备电源进行供电，两路直流电源通过隔离切换继电器连接，正常运行时由其中一路直流电源供电，由于发电机组系统有大量的交流回路，并且接线复杂，交流电源易窜入到运行的直流回路中，作业人员凭借经验及万用表检测到有交流电窜入时，通过隔离切换继电器切换至另一路直流电源对高压变频器供电，并对有交流电窜入的这路直流电源进行检修维护，在实际运行中，另一路直流电源也可能有交流电窜入，作业人员检测到后再通过隔离切换继电器切换回原来的这路已维护好的直流回路。
直流电源系统窜入交流电会造成高压变频器控制回路误动、拒动风险，将严重影响凝结水泵的正常工作，进而给发电机组整体运行带来严重安全隐患，作业人员凭借经验及万用表不能实时地对两路直流电源进行同时检测，并且万用表也不是针对直流系统窜入交流的专用检测装置，检测效率也比较低。
实用新型内容
为了克服现有技术中的上述不足，本实用新型提供一种设有针对交流信号的检测电路并且带有自动报警、显示、存储、通信功能的双通道检测直流系统窜入交流的装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，包括控制器，均与所述控制器相连的第一电压转换电路、第二电压转换电路、第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、无线通信模块、电源模块，与所述第一电压转换电路相连的第一电压采样电路，以及与所述第二电压转换电路相连的第二电压采样电路，其中，所述第一报警器经所述控制器对所述第一电压采样电路采集到交流信号进行响应报警，所述第二报警器经所述控制器对所述第二电压采样电路采集到交流信号进行响应报警，所述电源模块向所述控制器、第一电压采样电路、第二电压采样电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路供电，所述无线通信模组用于连接外界信息终端。
进一步地，所述第一电压采样电路包括型号为CHV-50P的霍尔电压传感器U1，一端与所述霍尔电压传感器U1的IN+引脚连接的电阻R1，一端与所述电阻R1的另一端连接的电容C1，相互串联后的一端连接于所述电阻R1和所述电容C1的连接端且另一端与所述霍尔电压传感器U1的IN-引脚连接的电容C2和电容C3，以及一端与所述霍尔电压传感器U1的M引脚相连且另一端接地的电阻R2，其中，所述电容C1的另一端用于连接直流母线KM+，所述霍尔电压传感器U1的IN-引脚用于连接直流母线KM-，所述霍尔电压传感器U1的V+引脚和V-引脚与所述电源模块连接，所述霍尔电压传感器U1的M引脚作为输出信号端与所述第一电压转换电路连接。
进一步地，所述第二电压采样电路与所述第一电压采样电路设为相同。
进一步地，所述第一电压转换电路包括型号均为TL081的运放芯片U2和运放芯片U3，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚连接的电阻R3，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端接地的电容C4，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端与所述运放芯片U2的OUT引脚相连的电阻R4，一端与所述运放芯片U2的OUT引脚相连且另一端与所述运放芯片U3的IN+引脚相连的电阻R5，一端与所述运放芯片U3的IN+引脚相连且另一端接供电VCC的电阻R6，一端与所述运放芯片U3的OUT引脚连接的电阻R7，正极与所述电阻R7另一端连接且负极接供电VCC的二极管D1，负极与所述二极管D1连接且正极接地的二极管D2，以及一端与所述二极管D2负极连接且另一端接地的电容C5，其中，所述运放芯片U2的V+引脚、所述运放芯片U2的V-引脚、所述运放芯片U3的V+引脚、所述运放芯片U3的V-引脚均与所述电源模块连接，所述运放芯片U3的IN-引脚与所述运放芯片U3的OUT引脚相连，所述电阻R3的另一端用于连接输入端UIN，所述电阻R7的另一端用于连接输出端ADC-IN，输入端UIN与所述第一电压采样电路中的所述霍尔电压传感器U1的M引脚连接,输出端ADC-IN与所述控制器连接。
进一步地，所述第二电压转换电路和所述第一电压转换电路设为相同。
进一步地，所述第一报警器和所述第二报警器设为发出不同声音和不同颜色的光的声光报警器。
进一步地，所述显示模组采用TFT彩色显示屏。
进一步地，所述存储模块的存储容量不低于512MB。
进一步地，所述无线通信模块为NB-IOT模组。
进一步地，所述控制器采用型号为STM32F103的单片机。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过第一电压采样电路和第二电压采样电路中的霍尔电压传感器检测交流电压，并将检测到的交流电压调整成第一电压转换电路和第二电压转换电路适于处理的电压信号，经过第一电压转换电路和第二电压转换电路处理后的信号传输至控制器进行相应报警、显示、存储、传输处理，实现了自动化及双通道检测，检测效率高，并且通过所设的交流电压采样电路和电压转换电路实现了对交流电压有针对性的检测。
(2)本实用新型第一电压采样电路通过霍尔电压传感器可以准确地检测到交流电压并且将检测到的交流电压调整成第一电压转换电路适于处理的电压信号，电路中采用的霍尔电压传感器检测的电压范围宽，低压及高压都可以检测并进行电压调整，本实用新型通过将第二电压采样电路与第一电压采样电路设为相同，不仅实现了双通道检测，而且使电路设计也更为简洁。
(3)本实用新型通过第一电压转换电路对交流电压进一步处理，不仅可以将所检测的交流信号处理成控制器可以接收处理的信号，同时对所检测的信号进行高精度的还原处理，利于控制器生成高精度的相应波形，本实用新型通过将第二电压转换电路与第一电压转换电路设为相同，使电路设计也更为简洁。
(4)本实用新型通过将第一报警器和所述第二报警器设为发出不同声音和不同颜色的光的声光报警器，便于作业人员快速准确识别是哪路直流电路窜入了交流。
(5)本实用新型显示模组采用TFT彩色显示屏，可以直观清楚的显示所检测的交流信号的波形以及检测到的时间，通过将存储模块存储容量设为不低于512MB，可以存储大量的检测记录，便于作业人员查询和分析，通过将无线通信模块设置为NB-IOT模组，可以将检测到的信息发送至远程信息终端，便于远程分析处理，本实用新型控制器采用型号为STM32F103的常规单片机，便于设计及材料购取。
附图说明
图1为本实用新型的检测原理示意图。
图2为本实用新型的第一电压采样电路或者第二电压采样电路原理图。
图3为本实用新型的第一电压转换电路或者第二电压转换电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图3所示，本实施例提供了一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，包括控制器，第一电压转换电路、第二电压转换电路、第一电压采样电路、第二电压采样电路、第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、通信模块、电源模块，其中，第一电压采样电路和第二电压采样电路分别接入到高压变频器控制回路的两路直流电源中，第一电压采样电路和第二电压采样电路将检测到的交流信号转换成第一电压转换电路和第二电压转换电路适于处理的电压信号，第一电压转换电路和第二电压转换电路对将所检测的交流信号处理成控制器可以接收处理的信号，同时对接收到的信号进行高精度的还原处理，并且生成控制器可以接收处理的信号，控制器接收到来自第一电压转换电路和第二电压转换电路处理后的信号，对于来自第一电压转换电路的信号，发送指令给第一报警器进行报警，对于来自第二电压转换电路的信号，发送指令给第二报警器进行报警，同时控制器将采集的交流信号发送给显示模组进行显示，发送给存储模块进行存储，通过无线通信模块发送至其它信息终端。在本实施例中，电源模块向控制器、第一电压采样电路、第二电压采样电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路供电。
在本实施例中，第一电压采样电路包括型号为CHV-50P的霍尔电压传感器U1，一端与霍尔电压传感器U1的IN+引脚连接的电阻R1，一端与电阻R1的另一端连接的电容C1，相互串联后的一端连接于电阻R1和电容C1的连接端且另一端与霍尔电压传感器U1的IN-引脚连接的电容C2和电容C3，以及一端与霍尔电压传感器U1的M引脚相连且另一端接地的电阻R2，其中，电容C1的另一端用于连接直流母线KM+，所述霍尔电压传感器U1的IN-引脚用于连接直流母线KM-，霍尔电压传感器U1的V+引脚和V-引脚与电源模块连接，霍尔电压传感器U1的M引脚作为输出信号端与第一电压转换电路连接。在本实施例中，将第二电压采样电路与第一电压采样电路设为相同，不仅实现了双通道检测，而且使电路设计也更为简洁。霍尔电压传感器是一种利用霍尔效应，将原边电压通过霍尔元件转换成适于低压电路处理的电压信号，国内生产霍尔电压传感器的厂家和型号比较多，本实施例中采用森社公司的霍尔电压传感器CHV-50P型号并设计其相应的应用电路形成第一电压采样电路或者第二电压采样电路，本实施例中的直流母线KM+和直流母线KM-分别为高压变频器控制回路中的直流电源的直流正极总导线和直流负极总导线，直流电源通过直流母线KM+和直流母线KM-分别接入到第一电压采样电路或者第二电压采样电路中。
在本实施例中，第一电压转换电路包括型号均为TL081的运放芯片U2和运放芯片U3，一端与运放芯片U2的IN-引脚连接的电阻R3，一端与运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端接地的电容C4，一端与运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端与运放芯片U2的OUT引脚相连的电阻R4，一端与运放芯片U2的OUT引脚相连且另一端与运放芯片U3的IN+引脚相连的电阻R5，一端与运放芯片U3的IN+引脚相连且另一端接供电VCC的电阻R6，一端与运放芯片U3的OUT引脚连接的电阻R7，正极与电阻R7另一端连接且负极接供电VCC的二极管D1，负极与二极管D1连接且正极接地的二极管D2，以及一端与二极管D2负极连接且另一端接地的电容C5，其中，运放芯片U2的V+引脚、运放芯片U2的V-引脚、运放芯片U3的V+引脚、运放芯片U3的V-引脚均与电源模块连接，运放芯片U3的IN-引脚与运放芯片U3的OUT引脚相连，电阻R3的另一端用于连接输入端UIN，电阻R7的另一端用于连接输出端ADC-IN，输入端UIN与第一电压采样电路中的霍尔电压传感器U1的M引脚连接,输出端ADC-IN与控制器连接。在本实施例中将第二电压转换电路与第一电压转换电路设为相同，使电路设计更为简洁。本实施例中，控制器采用常规的STM单片机，其具体型号可采用STM32F103，STM32F103 I/O端口引脚高电平电压为3.3V,为了进行电压匹配，第一电压采样电路供电VCC接入3.3V电压，从而确保其处理后的信号满足STM32F103的输入信号要求。
在本实施例中，第一报警器和第二报警器设为发出不同声音和不同颜色的光的声光报警器，便于作业人员快速准确识别是哪路直流电路窜入了交流并进行相应的检修维护，显示模组采用TFT彩色显示屏，可以直观清楚的显示所检测的交流信号的波形以及检测到的时间，通过将存储模块存储容量设为不低于512MB，可以存储大量的检测记录，便于作业人员查询和分析，通过将无线通信模块设置为NB-IOT模组，可以将检测到的信息发送至远程信息终端，便于远程分析处理。在本实施例中，电源模块可以采取电池供电或者从电网取电，电源模块与控制器、第一电压采样电路、第二电压采样电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路的连接，以及第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、通信模块与控制器的连接属于现有技术，可以通过常规硬件设计实现，其具体电路构造在本实施例中不再赘述，控制器对第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、通信模块的控制可以通过现有的常规设计实现，在本实施例中也不再赘述。
本实用新型使用时，将第一电压采样电路和第二电压采样电路分别接入到高压变频器控制回路中的两路直流电源形成双通道实时检测，一旦其中任何一路直流系统窜入交流，此交流电压都将通过对应的电压采样电路和电压转换电路处理成满足控制器输入要求的信号，控制器对此信号进行相应处理，输出信息进行相应的报警、显示、存储、通信处理。作业人员根据报警和显示的信息，进行相应电路的切换及检修维护工作，实现了给高压变频器控制回路稳定的供电，从而保证了高压变频器的正常工作，进而确保了发电机组整体安全稳定的运行。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：包括控制器，均与所述控制器相连的第一电压转换电路、第二电压转换电路、第一报警器、第二报警器、显示模组、存储模块、无线通信模块、电源模块，与所述第一电压转换电路相连的第一电压采样电路，以及与所述第二电压转换电路相连的第二电压采样电路，其中，所述第一报警器经所述控制器对所述第一电压采样电路采集到交流信号进行响应报警，所述第二报警器经所述控制器对所述第二电压采样电路采集到交流信号进行响应报警，所述电源模块向所述控制器、第一电压采样电路、第二电压采样电路、第一电压转换电路、第二电压转换电路供电，所述无线通信模块用于连接外界信息终端。
2.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述第一电压采样电路包括型号为CHV-50P的霍尔电压传感器U1，一端与所述霍尔电压传感器U1的IN+引脚连接的电阻R1，一端与所述电阻R1的另一端连接的电容C1，相互串联后的一端连接于所述电阻R1和所述电容C1的连接端且另一端与所述霍尔电压传感器U1的IN-引脚连接的电容C2和电容C3，以及一端与所述霍尔电压传感器U1的M引脚相连且另一端接地的电阻R2，其中，所述电容C1的另一端用于连接直流母线KM+，所述霍尔电压传感器U1的IN-引脚用于连接直流母线KM-，所述霍尔电压传感器U1的V+引脚和V-引脚与所述电源模块连接，所述霍尔电压传感器U1的M引脚作为输出信号端与所述第一电压转换电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述第二电压采样电路与所述第一电压采样电路设为相同。
4.根据权利要求2所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述第一电压转换电路包括型号均为TL081的运放芯片U2和运放芯片U3，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚连接的电阻R3，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端接地的电容C4，一端与所述运放芯片U2的IN-引脚相连且另一端与所述运放芯片U2的OUT引脚相连的电阻R4，一端与所述运放芯片U2的OUT引脚相连且另一端与所述运放芯片U3的IN+引脚相连的电阻R5，一端与所述运放芯片U3的IN+引脚相连且另一端接供电VCC的电阻R6，一端与所述运放芯片U3的OUT引脚连接的电阻R7，正极与所述电阻R7另一端连接且负极接供电VCC的二极管D1，负极与所述二极管D1连接且正极接地的二极管D2，以及一端与所述二极管D2负极连接且另一端接地的电容C5，其中，所述运放芯片U2的V+引脚、所述运放芯片U2的V-引脚、所述运放芯片U3的V+引脚、所述运放芯片U3的V-引脚均与所述电源模块连接，所述运放芯片U3的IN-引脚与所述运放芯片U3的OUT引脚相连，所述电阻R3的另一端用于连接输入端UIN，所述电阻R7的另一端用于连接输出端ADC-IN，输入端UIN与所述第一电压采样电路中的所述霍尔电压传感器U1的M引脚连接,输出端ADC-IN与所述控制器连接。
5.根据权利要求4所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述第二电压转换电路和所述第一电压转换电路设为相同。
6.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述第一报警器和所述第二报警器设为发出不同声音和不同颜色的光的声光报警器。
7.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述显示模组采用TFT彩色显示屏。
8.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述存储模块的存储容量不低于512MB。
9.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述无线通信模块为NB-IOT模组。
10.根据权利要求1所述的一种双通道检测直流系统窜入交流的装置，其特征在于：所述控制器采用型号为STM32F103的单片机。
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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ID=80771834
Family Applications (1)
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| CN202122041256.5U Active CN216133125U (zh) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | 一种双通道检测直流系统窜入交流的装置 |
Country Status (1)
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