铁路专用交直流电源监控系统的制作方法

本公开涉及高频开关直流监控技术领域，具体涉及一种铁路专用交直流电压监控系统。

背景技术：

高频开关直流电源系统作为控制、信号、保护、运动通讯及直流照明等所需的直流电源，应用于电力、石油、化工、冶金、机械、造纸、煤炭、建材、纺织、酿酒等领域，随着科技的进步，人们对高频开关直流电源系统有了更高的要求。现有的高频开关直流电源系统稳压稳流精度低、响应速度慢、噪声大、效率低，安全性和可靠性都较低，因此，需要对高频开关直流电源进行监控。

技术实现要素：

本申请的目的是针对以上问题，提供一种铁路专用交直流电源监控系统。

第一方面，本申请提供一种铁路专用交直流电源监控系统，包括：监控主机、综合测量模块、电池巡检模块、馈线检测模块及干接点输出模块；所述监控主机配置用于：接收所述综合测量模块、电池巡检模块、馈线检测模块及干接点输出模块的信号；所述综合测量模块配置用于：检测交流电压，直流电压、电流、电池温度，开关量输入，开关量输出，母线对地绝缘电压；所述电池巡检模块采用八位单片机，配置用于：检测电池组环境温度，以及电池组中设定数量的单体电池的电压；所述馈线检测模块配置用于：检测馈出开关状态，所述开关状态包括开关跳闸信号、开关状态信号，检测母线对地绝缘电压及直流馈出支路绝缘传感器输出信号、支路电流传感器输出信号；所述干接点输出模块采用32位arm处理器，配置用于：通过继电器输出方式对干接点进行控制；所述综合测量模块、电池巡检模块、馈线检测模块及干接点输出模块分别通过rs485通信总线与监控主机进行通信。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述综合测量模块采用zhcl-3模块；配置用于：检测2路三相交流电压；检测6路直流电压、4路电流、2路电池温度；检测32路开关量输入，8路开关量输出；测量2段母线对地绝缘电压，控制5/7级硅链。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电池巡检模块采用pmu-b2、pmu-b3或pmu-b4。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电池巡检模块内设有可调电位器，所述可调电位器配置用于对单体电池的电压进行校正。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述馈线检测模块采用iarm-fc05或iarm-fc10。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述干接点输出模块采用iarm-rc10。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述馈线检测模块配置用于检测开关量的断线信号，并发出警告。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述馈线检测模块配置用于测量交流窜直流信号的电压值、母线对地绝缘电压、直流馈出支路绝缘电阻。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述电池巡检模块配置用于检测19节单体电池的电压。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述干接点输出模块配置用于：通过继电器输出控制16路干接点；其中4个继电器设置为常开常闭点输出，其余12个继电器设置为常开点输出。

本发明的有益效果：本申请提供一种铁路专用交直流电源监控系统，包括：监控主机、综合测量模块、电池巡检模块、馈线检测模块及干接点输出模块；所述监控主机配置用于：接收所述综合测量模块、电池巡检模块及馈线检测模块的信号；所述综合测量模块配置用于：检测交流电压，直流电压、电流、电池温度，开关量输入，开关量输出，母线对地绝缘电压；所述电池巡检模块采用八位单片机，配置用于：检测电池组环境温度，以及电池组中设定数量的单体电池的电压；所述馈线检测模块配置用于：检测馈出开关状态，所述开关状态包括开关跳闸信号、开关状态信号，检测母线对地绝缘电压及直流馈出支路绝缘传感器输出信号、支路电流传感器输出信号；所述干接点输出模块采用32位arm处理器，配置用于：通过继电器输出方式对干接点进行控制；所述综合测量模块、电池巡检模块、馈线检测模块及干接点输出模块分别通过rs485通信总线与监控主机进行通信。

监控主机与底层数据采集单元采用了模块化设计思想，主机与底层模块可以自由组合，监控主机采用彩色触摸屏，具有体积小、结构简单、美观大方、安装方便、组配系统灵活等特点，监控主机操作界面美观大方、操作简洁、数据组织紧凑合理、提供更好的人机交互体验。监控主机主界面可显示电力系统的主接线图，实时显示各功能单元的运行工况和信息并具有声光告警功能。对监控的各个模块实现全参数的本地及远端监控。监控主机有标准通讯接口，方便接入自动化系统，实现“四遥”及无人值守的智能化系统。

附图说明

图1为本申请第一种实施例的原理框图；

图中所述文字标注表示为：100、监控主机；200、综合测量模块；300、电池巡检模块；400、馈线检测模块；500、干接点输出模块。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本申请进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本申请的保护范围有任何的限制作用。

如图1所示为本申请的第一种实施例的原理框图，包括：监控主机100、综合测量模块200、电池巡检模块300、馈线检测模块400及干接点输出模块500；所述监控主机100配置用于：接收所述综合测量模块200、电池巡检模块300及馈线检测模块400的信号；所述综合测量模块200配置用于：检测交流电压，直流电压、电流、电池温度，开关量输入，开关量输出，母线对地绝缘电压；所述电池巡检模块300采用八位单片机，配置用于：检测电池组环境温度，以及电池组中设定数量的单体电池的电压；所述馈线检测模块400配置用于：检测馈出开关状态，所述开关状态包括开关跳闸信号、开关状态信号，检测母线对地绝缘电压及直流馈出支路绝缘传感器输出信号、支路电流传感器输出信号；所述干接点输出模块500采用32位arm处理器，配置用于：通过继电器输出方式对干接点进行控制；所述综合测量模块200、电池巡检模块300、馈线检测模块400及干接点输出模块500分别通过rs485通信总线与监控主机100进行通信。

本实施例中，监控主机100与各个模块即各个底层数据采集单元采用了模块化设计思想，主机与各个模块可以依据实际需求进行自由组合，因此本实施例中的综合测量模块200、电池巡检模块300、馈线检测模块400及干接点输出模块500均为监控主机100的可选配模块。

本实施例中，监控主机100采用wsk-gt/c10彩色800×480点阵lcd，触摸式监控器，体积小、结构简单、美观大方、安装方便、组配灵活。另外wsk-gt/c10监控系统有标准iec61850通讯接口，方便接入自动化系统，实现“四遥”及无人值守，并同时提供modbus通讯规约供用户选择。

在一优选实施例中，所述综合测量模块200采用zhcl-3模块，配置用于：检测2路三相交流电压，可控制交流互投；检测6路直流电压、4路电流、2路电池温度；检测32路开关量输入，8路开关量输出其中k1、k2、k3可用于控制5/7级硅链；测量2段母线对地绝缘电压。本优选实施例中，zhcl-3模块测量交流电压时采用三相三线制的接线方式，交流电压不用经过其他转换，直接接入交流电压测量端口。

本优选实施例中，zhcl-3模块采用闭环型霍尔电流传感器进行电流采样，闭环型霍尔电流传感器具有良好的线性度及精度，低漂移，响应时间快、频带宽，原、副边之间高度绝缘等良好特性。zhcl-3模块采用三芯塑铜屏蔽护套软线连接到电流传感器。

本优选实施例中，zhcl-3模块开关量输入检测使用光耦隔离检测技术，检测32路开关量输入，且开关量输入节点应为无源节点。

本优选实施例中，zhcl-3模块提供8个开关量输出，继电器结点容量ac250v/5a，dc30v/5a。8个开关量输出的分别标示为k1～k8，开关量输出定义由监控主机100进行控制，其中k1、k2、k3可用于硅链控制。

本实施例中所述电池巡检模块300采用pmu-b2模块，在其他实施例中电池巡检模块300还可以选用pmu-b3或pmu-b4。本实施例中，所述电池巡检模块300配置用于检测19节单体电池的电压。

本实施例中，pmu-b2模块内设有可调电位器，所述可调电位器配置用于对单体电池的电压进行校正。

本实施例中，所述馈线检测模块400采用iarm-fc10模块，在其他实施例中馈线检测模块400还可以采用iarm-fc05。

iarm-fc10共有64个支路检测点，iarm-fc05共有32个支路检测点，测量的以开关为对象，检测的参数可灵活配置。检测时单个开关的检测量要在一个馈线检测模块400上完成，不可一个开关的测量量由不同的馈线模块完成。

在一优选实施例中，所述馈线检测模块400还可配置用于检测开关量的断线信号，并发出警告。

在一优选实施例中，所述馈线检测模块400还可配置用于测量交流窜直流信号的电压值、母线对地绝缘电压、直流馈出支路绝缘电阻。在本优选实施例中，当监控系统中配置了馈线检测模块400时，母线对地绝缘电压由馈线检测模块400检测，监控系统中没有配置馈线检测模块400时，母线对地绝缘电压由综合测量模块200进行检测。

本实施例中，馈线检测模块400检测开关跳闸信号时采自开关的跳闸辅助信号，其输入方式可根据每个馈线模块分别设置，有常开输入或常闭输入方式，并且检测时要求为无源接点。馈线检测模块400进行开关跳闸检测时从f01支路开始顺序配线。

本实施例中，馈线检测模块400检测开关状态信号采自开关的位置辅助信号，其输入方式可根据每个馈线模块分别设置，有常开输入或常闭输入方式，并且检测时要求为无源接点。馈线检测模块400进行进行开关状态检测时则接在最后一路跳闸信号后开始顺序配线。

本实施例中，馈线检测模块400可检测一段母线的母线对地电压、母线对地电阻、支路对地电阻。母线对地电阻测量采用可控的电桥，实现平衡电桥与非平衡电桥相结合，以实现母线及支路的对地电阻检测功能。

一段母线内可带多个馈线检测模块400，最多96个，只需要将一个馈线检测模块400设置为主机，其他设置为从机即可。如系统有两段母线，本馈线检测模块400也可实现两段的馈线检测模块400并联工作，而不相互干扰，其机制是在两段母线中都需设置一个主机，此两主机通过指定的rs485口进行同步处理，每段中的馈线检测模块400通过can口进行同步，通过此两个同步机制，从而实现两段馈线绝缘检测可并联工作。

馈线检测模块400的主从机设置是通过拔码开关来设置的，每段内必须且只能设一个为主机，其他都为从机。

为了减少平衡电桥的主动接地而产生的系统绝缘降低的情况，本实施例中只需要主机接母线采样信号，而所有从机都不需要接母线采样信号。

馈线检测模块400的支路检测采用微电流传感器，传感器采用±12v供电。当传感器断线或传感器输出信号异常时，装置能正确的识别出来，并报传感器异常信号。

本实施例中支路绝缘传感器输出信号接在最后一路开关状态信号后顺序配线。

本实施例中馈线检测模块400采用纯自冷的散热方式，因此该模块应采用垂直安装的方式，并且型号丝印正对观看者，不宜采用水平安装，否则有可能引起内部温度过高而损坏装置。

本实施例中，所述干接点输出模块500采用iarm-rc10。iarm-rc10配置用于：通过继电器输出控制16路干接点；其中4个继电器设置为常开常闭点输出，其余12个继电器设置为常开点输出。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将申请的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本申请的保护范围。