变电站一体化监控装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种变电站一体化监控装置，其特征在于，包括综合监测模块、用于监控交流量的交流数据采集模块、用于监控充电机的蓄电池容量监测模块、监测器件开合闸状态的开关量模块和绝缘巡检模块，所述综合监测模块、交流数据采集模块、蓄电池容量监测模块、开关量模块和绝缘巡检模块均与MSP430F149芯片相连且MSP430F149芯片通过S3C2440A芯片与变电站的中心监控计算机相连，所述蓄电池容量监测模块包括温度传感器和充电机的容量监控单元。系统全面地实现对变电站各个模块的实时监控，且成本低，安全可靠。可满足目前电网的发展以及用户的需求。
【专利说明】变电站一体化监控装置
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及一种变电站一体化监控装置。
【背景技术】
[0002]为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站是电网中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向和调整电压的电力设施，担负着转换和分配电能的重要任务。为保证变电站的安全与经济运行，需在变电站的间隔层和变电站层建立变电站一体化监控装置。
[0003]变电站一体化监控装置一般包括交、直流电源的监测、绝缘监测、蓄电池的监测、控制回路的监测、信号回路的监测等。而目前变电站一体化监控系统无法系统全面地实现对每个模块的实时监控，站用电源的自动化程度不高、投资经济成本过高以及运行维护成本高，不能满足目前电网的发展以及用户的需求。
实用新型内容
[0004]针对上述问题，本实用新型提供一种变电站一体化监控装置，系统全面地实现对变电站各个模块的实时监控，且成本低，安全可靠。可满足目前电网的发展以及用户的需求。
[0005]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0006]一种变电站一体化监控装置，其特征在于，包括综合监测模块、用于监控交流量的交流数据采集模块、用于监控充电机的蓄电池容量监测模块、监测器件开合闸状态的开关量模块和绝缘巡检模块，所述综合监测模块、交流数据采集模块、蓄电池容量监测模块、开关量模块和绝缘巡检模块均与MSP430F149芯片相连且MSP430F149芯片通过S3C2440A芯片与变电站的中心监控计算机相连，所述蓄电池容量监测模块包括温度传感器和充电机的容量监控单元。
[0007]综合监测模块主要是通过看门狗芯片监测系统的运行情况；交流数据采集模块主要通过将三相交流电压、电流信号通过互感器、信号调理等电路连接至MSP430F149芯片，实现对变电站中交流量的在线监测；考虑到蓄电池在工作中受温度的影响大，蓄电池容量监测模块包括温度传感器和充电机的容量监控单元；开关量模块监控直流系统中的断路器、隔离开关、接地开关等装置的开、合闸状态；绝缘巡检模块采集系统母线对地绝缘状况和来支路的绝缘状况及合闸母线电压。
[0008]优选，所述综合监测模块包括分别与MSP430F149芯片相连的光电隔离芯片、看门狗芯片、日历时钟芯片和掉电存储芯片，所述光电隔离芯片通过RS485芯片与S3C2440A芯片相连。
[0009]优选，所述交流数据采集模块包括与三相交流电压、电流相连的电压、电流互感器，所述电压、电流互感器顺次与第一继电器组、多路开关、AD转换器相连，所述AD转换器与MSP430F149芯片相连，所述MSP430F149芯片通过译码器与第一继电器组相连。
[0010]优选，所述蓄电池容量监测模块包括与充电机输出电压相连的第二继电器组、与充电机输出电流相连的霍尔传感器以及与MSP430F149芯片相连的温度传感器，所述第二继电器组通过第一信号调理电路与MSP430F149芯片相连，且MSP430F149芯片通过译码器与第二继电器组相连，所述霍尔传感器顺次通过第二信号调理电路、AD转换器与MSP430F149芯片相连。
[0011]优选，所述绝缘巡检模块包括连接正负母线电压和MSP430F149芯片的第三信号调理电路、连接合闸母线电压和MSP430F149芯片的第四信号调理电路。
[0012]本实用新型的有益效果是:系统全面地实现对变电站各个模块的实时监控，且成本低，安全可靠。可满足目前电网的发展以及用户的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型变电站一体化监控装置的整体结构示意图；
[0014]图2是本实用新型变电站一体化监控装置的内部结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体的实施例对本实用新型技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0016]如图1所示，一种变电站一体化监控装置，包括综合监测模块、用于监控交流量的交流数据采集模块、用于监控充电机的蓄电池容量监测模块、监测器件开合闸状态的开关量模块和绝缘巡检模块，所述综合监测模块、交流数据采集模块、蓄电池容量监测模块、开关量模块和绝缘巡检模块均与MSP430F149芯片相连且MSP430F149芯片通过S3C2440A芯片与变电站的中心监控计算机相连，所述蓄电池容量监测模块包括温度传感器和充电机的容量监控单元。需说明的是，变电站一体化监控装置(即五个模块)采样使用分布式设计方法，通过RS485芯片上传至S3C2440A芯片控制的Win CE嵌入式模块进行显示，整套装置通过以太网接入变电站的中心监控计算机。
[0017]其中，五个模块的具体结构如图2所示，需注意的是，每个模块中，同样的名称代表相同的器件，但不是同一个器件，即五个模块是相互独立的模块:
[0018]综合监测模块包括分别与MSP430F149芯片相连的光电隔离芯片、看门狗芯片、日历时钟芯片和掉电存储芯片，所述光电隔离芯片通过RS485芯片与S3C2440A芯片相连。优选，光电隔离芯片是TLP281-4，看门狗芯片是MAX1232，日历时钟芯片是PCF8563，掉电存储芯片是FM24CL16，RS485芯片是MAX485。综合监测模块主要是通过看门狗芯片MAX1232监测系统的运行情况，日历芯片PCF8563进行日期显示，以及掉电存储芯片FM24CL16来掉电保护，记录数据采集时间。该模块还具有开关量监测，以及与嵌入式系统即S3C2440A芯片进行数据传送的功能。
[0019]交流数据采集模块包括与三相交流电压、电流相连的电压、电流互感器，所述电压、电流互感器顺次与第一继电器组、多路开关、AD转换器相连，所述AD转换器与MSP430F149芯片相连，所述MSP430F149芯片通过译码器与第一继电器组相连。优选，第一继电器组是AQW216，多路开关是CD4051，AD转换器是AD736，译码器是74HC138。交流数据采集模块主要通过将三相交流电压、电流信号通过互感器，经过信号调理等电路连接至MSP430F149芯片，实现对变电站中交流量的在线监测，然后通过串口通信上传至嵌入式系统中。
[0020]蓄电池容量监测模块包括与充电机输出电压相连的第二继电器组、与充电机输出电流相连的霍尔传感器以及与MSP430F149芯片相连的温度传感器，所述第二继电器组通过第一信号调理电路与MSP430F149芯片相连，且MSP430F149芯片通过译码器与第二继电器组相连，所述霍尔传感器顺次通过第二信号调理电路、AD转换器与MSP430F149芯片相连。优选，第二继电器组是AQW214，译码器是74HC138，AD转换器是TLC2543，温度传感器是DS18B20。蓄电池容量监测模块利用继电器组，将单体电池隔离出来，通过信号调理电路将采集的充电机的电压和电流的小信号进行处理，放大后送给MSP430F149芯片。考虑到蓄电池在工作中受温度的影响大，故设计了温度采集单元和容量监控单元。
[0021]绝缘巡检模块包括连接正负母线电压和MSP430F149芯片的第三信号调理电路、连接合闸母线电压和MSP430F149芯片的第四信号调理电路。绝缘巡检模块设计了一个绝缘主板和若干个支路1、支路2……支路N，通过绝缘主板实现对直流系统的正负母线进行在线监测，当绝缘主板检测到母线对地绝缘电阻下降或与大地短接时，输出报警信号，同时启动低频信号发生器，进行支路巡检。支路板检测出接地支路位置，通过RS485通讯传送到监控模块，并同时监测合闸母线电压。克服了传统装置的缺陷，并且排除了分布电容影响，不会对直流系统造成影响，在现场使用中，表现了很好的稳定性和准确性。
[0022]开关量模块直接和MSP430F149芯片相连用于开关量输入和开关量输出，开关量模块是为了检测设备的开关状态，实现对开关量的控制操作，包括监控直流系统中的断路器、隔离开关、接地开关等装置的开、合闸状态。
[0023]图2中的AD0-AD3管脚分别对应MSP430F149芯片的P60-P63。
[0024]变电站一体化监控装置系统全面地实现对变电站各个模块的实时监控，且成本低，安全可靠。可满足目前电网的发展以及用户的需求。
[0025]以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的【技术领域】，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
【权利要求】
1.一种变电站一体化监控装置，其特征在于，包括综合监测模块、用于监控交流量的交流数据采集模块、用于监控充电机的蓄电池容量监测模块、监测器件开合闸状态的开关量模块和绝缘巡检模块，所述综合监测模块、交流数据采集模块、蓄电池容量监测模块、开关量模块和绝缘巡检模块均与MSP430F149芯片相连且MSP430F149芯片通过S3C2440A芯片与变电站的中心监控计算机相连，所述蓄电池容量监测模块包括温度传感器和充电机的容量监控单元。
2.根据权利要求1所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述综合监测模块包括分别与MSP430F149芯片相连的光电隔离芯片、看门狗芯片、日历时钟芯片和掉电存储芯片，所述光电隔离芯片通过RS485芯片与S3C2440A芯片相连。
3.根据权利要求1所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述交流数据采集模块包括与三相交流电压、电流相连的电压、电流互感器，所述电压、电流互感器顺次与第一继电器组、多路开关、AD转换器相连，所述AD转换器与MSP430F149芯片相连，所述MSP430F149芯片通过译码器与第一继电器组相连。
4.根据权利要求1所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述蓄电池容量监测模块包括与充电机输出电压相连的第二继电器组、与充电机输出电流相连的霍尔传感器以及与MSP430F149芯片相连的温度传感器，所述第二继电器组通过第一信号调理电路与MSP430F149芯片相连，且MSP430F149芯片通过译码器与第二继电器组相连，所述霍尔传感器顺次通过第二信号调理电路、AD转换器与MSP430F149芯片相连。
5.根据权利要求1所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述绝缘巡检模块包括连接正负母线电压和MSP430F149芯片的第三信号调理电路、连接合闸母线电压和MSP430F149芯片的第四信号调理电路。
6.根据权利要求2所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述光电隔离芯片是 TLP281-4。
7.根据权利要求3或4所述的一种变电站一体化监控装置，其特征在于，所述译码器是74HC138。
【文档编号】H02J13/00GK204012936SQ201420457804
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】沈赋, 尹斌, 孙维广, 康亚东, 李尹泉, 薛鹏 申请人:河海大学