一种太阳能光伏电场箱式变电站测控装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能光伏电力测控技术领域，尤其是涉及一种太阳能光伏电场箱式变电站测控装置。
【背景技术】
[0002]目前国内所生产的太阳能光伏电场箱式变电站配电自动化装置仅能实现常规电气量如电流、电压、功率、功率因素谐波等的测量和显示功能，在与用户的互动功能、用户对用电选择功能、以太网的通信功能等智能电网所要求的自愈、安全、兼容、协调、集成、优质、高效、交互等方面有较大的差距，特别是在兼容、自愈、交互等功能方面是空白。
[0003]传统的电力系统自动化装置和继电保护是相对独立的系统，设备装态监测和环境监测并没有在保护装置的功能中实现，随着嵌入式系统功能的日益强大，和无线传感器通信网络技术的应用深入，为智能开关，智能箱式变电站、智能环网柜等电气设备的安全运行、自动化控制和信息交互提供了技术保障。
[0004]虽然国内在无线传感器网络在智能电网中应用已经有了尝试，但在配电网智能保护这一领域，还没有可应用的产品出现，同时在应用过程中国内的产品在安全接入和通信网无缝联接方面还是空白。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能光伏电场箱式变电站测控装置，本实用新型以高性能微处理器为控制核心，采用电流互感器、电压互感器、温度传感器和湿度传感器作为检测元件，同时对4路电流信号、3路电压信号、8路直流温湿度信号进行监测，保护采用三段式过流保护、反时限过电流保护、零序电流保护、非电量保护、温度保护、环境温湿度保护。考虑系统组网的灵活性，采用先进的无线传感器网络通信技术。本实用新型的变电站测控装置可与配电自动化主站通信实现如下功能:配电网电气元件运行状态监测和继电保护功能；遥信、遥测、遥调、遥控功能；远程维护、远程诊断，实现智能电网的“自愈”等要求。其设计合理、结构紧凑、操作便捷、性能优异、可靠性好、保密性强、灵活性好、成本较低、智能化程度高。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种太阳能光伏电场箱式变电站测控装置，包括壳体和设置在壳体内的测控单元和保护单元，其特征在于:所述测控单元包括CPU模块、开关量输入模块、开关量输出模块、交直流采样模块、信号量输出模块、现场总线通信模块、以太网通信模块、无线传感通信模块、人机交互模块，所述CPU模块与现场总线通信模块、以太网通信模块、无线传感通信模块、人机交互模块连接，所述CPU模块输入端与开关量输入模块、交直流采样模块连接，所述CPU模块输出端与开关量输出模块、信号量输出模块连接，所述交直流采样模块输入端与太阳能直流输出模块和交流负载连接，所述太阳能直流输出模块输出端与逆变器连接，所述逆变器与交流负载和传感器连接，所述开关量输入模块、开关量输出模块、交直流采样模块、信号量输出模块还与保护单元连接。
[0007]所述保护单元包括电流保护模块、过负荷模块、反时限模块、零序过电流模块、过电压保护模块、低电压保护模块、非电量保护模块、TV断线检测模块、装置故障告警模块。
[0008]所述CPU模块为16位DSP+MCU微处理器。
[0009]所述开关量输入模块为设置在CPU插件内的20路接入无源开入接点和有源接点的接口元件。
[0010]所述开关量输出模块分为两类，一类是用于驱动跳合闸出口的六路继电器的，另一类用于驱动告警、呼唤及信号复归的六路继电器。
[0011]所述以太网通信模块为工业级以太网RJ-45接口。
[0012]所述现场总线通信模块为RS485或RS232接口。
[0013]所述人机交互模块采用独立CPU控制，显示窗口采用四行，每行十二个汉字的液晶显示器，并配置以PZ1000系列保护装置。
[0014]所述交直流采样模块由电压变换器以及电流变换器和并联电阻构成。
[0015]所述壳体采用1/3的6U机箱。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0017]1、本实用新型基于无线传感器网络的配电网智能箱变测控，在配电网通信网络的结构上引入的无线通信，跳出了装置端子数量的限制，使可监测的电气量、非电气量成倍的增长，不再受信号电缆铺设、地形的限制，尤其对系统扩容来说，彻底改变了扩容施工量大的问题，同时对于紧急事故如地震造成的通信信道的中断的应对也很灵活；
[0018]2、本实用新型对各个信号检测模块都设计了相应的保护单元，集电量监测、继电保护、微机控制、环境温湿度监测与调节为一体，结构紧凑，改善了设备所需的正常工作环境，确保了设备的安全运行，有效降低了配电系统意外事故发生率，使得电力运行安全，可靠性高；
[0019]3、本实用新型主要应用于户外环网柜、箱式变电站、开关柜中，XTP821智能保护装置均采用工业及器件，并有三放设计，满足了户外恶劣环境运行要求；
[0020]4、本实用新型的结构采用背插式整面板设计，可防尘防震动，机箱面板采用先进的工业美学设计，功能分区合理，使用方便。
[0021]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的太阳能光伏电场箱式变电站测控装置组成框图；
[0023]图2为本实用新型的太阳能光伏电场箱式变电站测控装置保护单元组成框图；
[0024]图3为本实用新型的电流保护模块原理图；
[0025]图4为本实用新型的过负荷模块原理图；
[0026]图5为本实用新型的零序过电流模块原理图；
[0027]图6为本实用新型的过电压保护模块原理图；
[0028]图7为本实用新型的低电压保护模块原理图；
[0029]图8为本实用新型的非电量保护模块原理图；
[0030]图9为本实用新型的TV断线检测模块原理图；
[0031]图10为本实用新型的机箱正面结构简图；
[0032]图11为本实用新型的机箱背面结构简图；
[0033]图12为本实用新型的机箱侧面结构简图。
【具体实施方式】
[0034]如图1和图2所示，一种太阳能光伏电场箱式变电站测控装置，包括壳体和设置在壳体内的测控单元和保护单元14，其特征在于:所述测控单元包括CPU模块1、开关量输入模块2、开关量输出模块6、交直流采样模块3、信号量输出模块7、现场总线通信模块4、以太网通信模块5、无线传感通信模块8、人机交互模块9，所述CPU模块I与现场总线通信模块4、以太网通信模块5、无线传感通信模块8、人机交互模块9连接，所述CPU模块I输入端与开关量输入模块2、交直流采样模块3连接，所述CPU模块I输出端与开关量输出模块6、信号量输出模块7连接，所述交直流采样模块3输入端与太阳能直流输出模块10和交流负载11连接，所述太阳能直流输出模块10输出端与逆变器12连接，所述逆变器12与交流负载11和传感器13连接，所述开关量输入模块2、开关量输出模块6、交直流采样模块3、信号量输出模块7还与保护单元14连接。
[0035]其中，传感器13包括温度传感器、电压传感器、电流传感器、辐射传感器，用于采集太阳辐照量、太阳电池板温度、太阳电池阵列电压、蓄电池电压、太阳电池阵列电流、蓄电池电流等。
[0036]保护单元14包括电流保护模块、过负荷模块、反时限模块、零序过电流模块、过电压保护模块、低电压保护模块、非电量保护模块、TV断线检测模块、装置故障告警模块。
[0037]如图3所示，为电流保护模块原理图，其实时计算并进行三段过电流判别。
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