CN219935995U - 一种开关柜运行状态监测装置 - Google Patents
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Abstract
一种开关柜运行状态监测装置，该装置包括采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元、上位机；所述采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元均集成在一块电路板上；所述电路板固定在外壳中；所述通讯单元连接上位机；所述采样单元，用于采集开关柜或者开关柜内断路器的温度、电压、电流、直线位移、加速度工作状态信号。所述中央处理单元，用于分析诊断开关柜的工作状态，并将工作状态信息通过通讯单元传输给上位机。本实用新型一种开关柜运行状态监测装置，能够有效解决现有开关柜监测设备信号接口复杂、信息管理难，装置体积大、安装不便的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统开关柜技术领域，具体涉及一种开关柜运行状态监测装置。
背景技术
开关柜作为输配电线路的重要设备，需要对其运行状态及时监控，常规监测指标有电压、电流、温度、局部放电、断路器机械特性等，相关监测用传感器已经比较成熟。事实上，根据电力部门反馈，目前系统存在“信息灾难”的问题，即，各种信息冗余繁多，各种设备维护不便，各种传感器不同厂家不同批次导致适配软件种类多。例如：中国专利“一种变电站开关柜多运行状态智能监测系统及评估方法”（申请号： 201810757646 .2）公开了供一种变电站开关柜多运行状态智能监测系统，包括MCU及与MCU连接的局部放电传感器、温度传感器、湿度传感器、电压传感器、电流传感器、电源模块、FLASH存储器、蓝牙模块、RS485模块和GPRS模块。该监测系统采用了多种传感器实现开关柜多运行状态智能监测，但是由于传感器型号种类较多，依然存在信号接口复杂、安装不便的缺陷。
电力系统信息部门希望，精简或规范各种运行信息的收集和上传，降低设备的运维难度。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种开关柜运行状态监测装置，能够有效解决现有开关柜监测设备信号接口复杂、信息管理难，装置体积大、安装不便的问题。
本实用新型采取的技术方案为：
一种开关柜运行状态监测装置，该装置包括：
采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元、上位机；
所述采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元均集成在一块电路板上；
所述电路板固定在外壳中；
所述通讯单元连接上位机；
所述采样单元，用于采集开关柜或者开关柜内断路器的温度、电压、电流、直线位移、加速度工作状态信号；
所述模数转换单元，用于对采样单元采集的模拟信号进行模数转换；
所述中央处理单元，用于分析诊断开关柜的工作状态，并将工作状态信息通过通讯单元传输给上位机。
还包括电源模块，其连接开关柜二次设备供电处，为整个电路板供电。
所述外壳设有：电源输入接口、电压采样信号接口、电流采信号样接口、母排、RS485通讯接口、工业以太网口；
外壳上开设有用于GPRS信号天线露出的线孔；
电源模块通过电源输入接口接入220V左右交流电，经电力变换电路为整个电路板供电。
采样单元经一对母排可拆卸插接在电路板上，能够采集经过16路采样信号输入接口接入的开关柜或者开关柜内断路器的温度、电压、电流、直线位移、加速度工作状态信号。
所述模数转换单元由两片20位8通道模数转换芯片及其辅助电路构成，用于处理采样单元的信号。
所述通讯单元用于接收上位机指令以及向上位机发送开关柜运行状态。
所述通讯单元包括无线GPRS通讯模块、RS485通讯模块、以及工业以太网模块，能够通过无线或有线方式与上位机通讯连接。
所述中央处理单元，包括32位单片机及其辅助电路，可根据采样数据，实现电压、电流、温度以及断路器机械运动方面的故障判断和报警。
中央处理单元输入的不同类型的采样信号，运行不同程序，来记录和诊断开关柜的工作状态，并将信息通过通讯单元传输给上位机，
所述上位机，用于实现人机交互功能，根据实际情况设置系统的运行程序，显示开关柜异常运行情况及处理结果。
本实用新型一种开关柜运行状态监测装置，技术效果如下：
1）本实用新型装置体积小，采样通道多，方便安装；通过编程可实现对多种开关柜状态数据的处理。
2）本实用新型装置基于多数传感器的信号均为电信号，在输入信号上具有统一性这一特征，将各种开关柜传感器信号接入，通过设计和更换采样电路，可使得不同接入信号可以共用同一套监测系统。
3）本实用新型装置减少了电力系统数据采样种类繁多，运维复杂，数据识别处理压力大的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型一种开关柜运行状态监测装置的功能模块连接图。
图2为本实用新型一种开关柜运行状态监测装置的外型及接口示意图；
其中：1-外壳；101-电源输入接口；102-电压采样信号接口；103-电流采样接口；104-母排；105-线孔；106-RS485通讯接口；107-工业以太网口；2-采样电路。
具体实施方式
实施例：
如图1、图2所示，该装置安装于开关柜内二次设备区域，开关柜内连接有2个电压传感器；2个电流传感器；1个断路器直线位移传感器，输出电压信号；1个加速度传感器，输出电压信号。
将开关柜内2个电压传感器信号线、1个断路器直线位移传感器信号线、1个加速度传感器信号线连接在其中4路电压采样信号接口102上，电流传感器连接在1路电流采信号样接口103上。根据各传感器输出范围确定采样电路选择，根据传感器输出电信号与其实际采样信号的关系来设置相关工作程序，所述工作程序的设置由上位机通过通讯单元给中央处理单元下达指令。
所述中央处理单元，预置了几套标准程序，一般情况下直接通过上位机设置即可正常适配开关柜传感器信号，特殊情况下进行二次编程。
所述上位机，通过通讯单元与装置连接起来，用于实现人机交互。功。本实施例中，通过上位机输入2个电压传感器、2个电流传感器、1个断路器直线位移传感器以及加速度传感器的输出信号范围、变比、单位等参数，根据实际接线指定好电压采样信号接口、电流采样信号接口的通道号。所述通道号为8路电压采样接口和电流采样接口的编号，分别为U1~U8以及I1~I8。
所述电源模块，在开关柜二次设备供电处取得220V交流，经电源输入接口101接入，为整个电路板供电。
所述通讯单元，用于实现对外的无线或有线通讯功能，用于接收上位机指令以及向上位机发送开关柜运行状态。
本实施例中，系统首先根据选定好的采样电路来接收输入的电信号，接着，通过模数转换单元将信号处理为数字量，接着将处理好的数据送给中央处理单元，中央处理单元通过通讯单元完成与上位机的交互。所述人机交互内容，一方面包括针对装置不同运行条件下的初始化设置，一方面包括显示开关柜运行数据，再一方面根据设置的阈值进行异常工作参数的报警。
Claims (4)
1.一种开关柜运行状态监测装置，其特征在于：该装置包括：
采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元、上位机；
所述采样单元、模数转换单元、中央处理单元、通讯单元均集成在一块电路板上；
所述电路板固定在外壳中；
所述通讯单元连接上位机；
所述采样单元，用于采集开关柜或者开关柜内断路器的工作状态信号；
所述模数转换单元，用于对采样单元采集的模拟信号进行模数转换；
所述中央处理单元，用于分析诊断开关柜的工作状态，并将工作状态信息通过通讯单元传输给上位机。
2.根据权利要求1所述一种开关柜运行状态监测装置，其特征在于：还包括电源模块，其连接开关柜二次设备供电处，为整个电路板供电。
3.根据权利要求1所述一种开关柜运行状态监测装置，其特征在于：所述外壳设有：电源输入接口（101）、电压采样信号接口（102）、电流采样信号接口（103）、母排（104）、RS485通讯接口（106）、工业以太网口（107）；
外壳上开设有用于信号天线露出的线孔（105）；
电源模块通过电源输入接口（101）接入220V左右交流电，经电力变换电路为整个电路板供电；
采样单元经一对母排（104）可拆卸插接在电路板上，能够采集经过多路采样信号输入接口接入的开关柜或者开关柜内断路器的温度、电压、电流、直线位移、加速度工作状态信号。
4.根据权利要求1所述一种开关柜运行状态监测装置，其特征在于：所述通讯单元包括无线GPRS通讯模块、RS485通讯模块、以及工业以太网模块，能够通过无线或有线方式与上位机通讯连接。
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