一种通讯电源监测装置的制造方法_3

文档序号:10351370阅读:来源:国知局
时,如线路中出现接地现象,将产生接地电流Id,总电流Iz增大,则Iz = If + Id,这时霍尔传感器采集到的电量信号增加,经转换处理后,在图3的c端子送出对应的更大电压信号,图3中Rdl、Rd2只是模拟接地电阻。
[0040]其中,在本实用新型实施例中,请参考图4,图4为通讯电源负荷电流监电路示意图,在图4中,有以下几个部分,将分别予以介绍。
[0041 ]交直流电源模块:电源是工作基础,所以,让我们首先进行设计,在图4前面,220V交流电源从①、②端子引入,经开关Kl,保险BX传送给变压器BI降压,BI副边中间抽头,作为公共地;二极管Dl — D4完成正、负电源整流;D1、D3输出端并联,接三端正稳压器WYl的输入端I脚,WYl的3脚接公共地,2脚输出正电源;D2、D4输入端并联,接三端负稳压器WY2的输入端3脚,WY2的I脚接公共地,2脚输出负电源,其中WYl的型号是W7815,WY2的型号是W7915;电容Cl、C2、C3、C4分别作三端稳压器输入、输出的50Hz和中高频滤波;发光二极管Fgl和电阻Rl串联,作工作电源指示。
[0042]传感器模块:在图4的左侧可以看到,我们设计了霍尔传感器及其连接方式,其采集到的电信号从接线4输出,再对应传送给图4中的输入插座CZI,从图中可见,CZl的a端接+15V电源,b端接-15V电源,c端为采集转换后的故障信号,接往比较放大器,d为公共地。
[0043]器件连接好后,将被监测直流线穿过霍尔传感器中芯孔,接上正负电源,即可开始电流变化采集工作。
[0044]比较判断模块:在图4中,以ICl为中心形成比较判断模块,其中电阻R2和稳压二极管WY3串联,构成基准电压,接往反相输入端2脚;电阻R3、R4串联,构成工作点,接往同相输入端3脚,由此,在同相、反相端并结合集成运放ICl形成比较判断器。
[0045]在正常状况下,负荷电流变化不大,霍尔传感器常规输入电压较低,处于U2>U3状态,集成运放ICl截至;但若出现接地、负荷冲击等故障现象,直流电流Iz上升,经霍尔传感器采样转换后,从c脚送来对应变化的较高电压,将转换为U2<U3,此时集成运放ICl翻转,在6脚输出高电平。
[0046]ICl集成运放块信号选用的是F007,它可以适应±15V工作。
[0047]模拟输出模块:当集成运放ICl翻转后,在6脚送出高电平,该高电平接往电位器Wl的一端,经过Wl的调节,在动触头OUT处对应负荷变化输出0-3.6V电压信号,为智能计算做好量值准备,Wl的另一端与电阻R5串联后接地,R5是保护电阻,可防止电位器动触头调节到下部端头时造成输出信号对地短路。
[0048]因现在无人值班变电站增多,需要考虑将监测信号远传到集控中心的问题,为此,我们引入了智能化监测装置,使之能够完成所需功能。
[0049]监测装置的结构示意图如图1所示,装置由外部采样和内部芯片两部份组成。
[0050]外部模拟采样信号:图1左上部是通讯电源被监测线路穿过霍尔传感器,经图4中电路比较处理后,从OUT处送来的模拟电压信号。
[0051]芯片结构:在图1中,经霍尔传感器采集的信号引入到单片微机系统,进行系列的智能化处理:
[0052]I) A/D转换:从霍尔采样及其电路处理后送来的是模拟电压信号,而微机芯片响应的是数字信号,所以,要做A/D转换,再由数据总线和地址总线传送给CHJ中央信号处理器,进行与键盘设置信号作比较判断等工作,所用A/D转换型号是MAX125。
[0053]2)时钟信号:装置内部设有石英晶体振荡器,分频器、计数器等,以产生年、月、日、时、分、秒等时钟信号,既可走时,又能记录故障发生时间,便于事故分析处理,所用晶体时钟的型号为DS12887。
[0054]3)键盘设置:在图1的右侧,设有键盘和10P(I/0 Processor)集成接收处理器,可进行人机对话,输入被监测接地线路、传感器编号、电流比较值、报警启动值、时间校正、通讯规约等;又可结合LCD液晶显示屏作被监测接地线号、接地电流量值、故障时间等调看和查询,所用接收处理器的型号是J⑶L8279。
[0055]4)单片机处理系统:根据信息处理需要,我们选用了功能强大的MCS-96型单片微机开展工作。
[0056]当模拟采样与键盘设置的双重信号经A/D转换后,通过地址总线和数据总线,送入CPU单片微机,进行计算分析和处理判断,其判断处理结果,一路送本机LCD液晶屏显示报警,另一路又把信号传送给上位机,作更宽范围、更大功能的分类、编排、制表、存储等处理,还按现场适应的通讯规约和波特率等,经RS232、485接口将信号传递到系统网络上,使集控中心监管人员和相关领导在远方也能了解和掌握通讯直流电源工作情况,特别是在异常状态下,及时作出事故分析与排查处理,以保证直流通讯电源能安全、稳定运行。
[0057]其中,在本实用新型实施例中还进行了CPU软件设计,根据通讯直流电源负荷电流监测的需要,在硬件结构的基础上,我们设计了相关软件流程,如图5所示,具体为:初始化,工作开始,首先对监测系统做清零和复位等初始化处理;人机对话,从键盘中输入系列信号和数据,它们是:
[0058]1)、被监测线路序号,可为电源总线或分支线;
[0059]2)、扫描时间t,为避免瞬时冲击和减除信号运算时间等,以确认故障的真实性和延续性,本装置设置扫描间隔时间t,取为10秒。
[0060 ] 3 )、常规负荷电流I f,可设置为基本比较值;
[0061]比较判断:当参数设置完成,内部便进行数据转换处理,形成单片机能识别的二进制码;另一侧,由直流负荷电流监测采样和经A/D转换的数字信号,一并送给CPU进行实测总电流Iz和常规负荷电流If的比较判别(脚标字母z、f分别代表“总值”和“负荷值”)。
[0062]正常时,总电流Iz和负荷电流If基本一直,即在“Iz > If”的询问中,得到否定答案,所以信号从比较器N端输出,继续“循环扫描”。
[0063]当被监测线路出现接地等故障等时,将会产生接地电流Id,由此总电流增加,SP:1z = If + Id,所以,将被采集信号传送给CPU进行比较判断,即在“Iz>If”的询问中,得到的是肯定答案,信号则改变从比较器的Y端输出。
[0064]液晶屏计量显示:液晶屏显示分正常和异常两种状况,正常时,着重显示常规负荷电流If值和当前时间;异常时,则要将图3中电位器Wl调节输出的0-3.6V电压值对应智能芯片中0-255个数字点做计算与量化处理,并加上原有If的数据,共同显示,方体现Iz = If +Id的故障情况,除电流数据外,还要显示故障时间、线路号以及声光报警信号等;这些信息同时又加以储存,以利调看查询,做事故分析处理。
[0065]另在模拟电路中,已将常规负荷电流转化为稳压二极管WY3做基准电压,与经霍尔采样转换的电压数据进行比较;而在微电脑中,又经键盘设置了负荷电流If值,并进行“Iz>If”的询问比较,这样,看似重复,但作用有别,后者既有比较判断,还在于启动“If+Id”的量值计算,并将数据在液晶屏上显示出来,同时也可启动智能系统远方设置的报警装置,故体现了更加准确可靠的双重处理特点。
[0066]信息传送:故障信号在液晶屏显示报警的同时,又传送给上位机,做
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