一種實現3g監控的apf、svg控制裝置的製作方法
2023-09-14 10:14:15 1
專利名稱:一種實現3g監控的apf、svg控制裝置的製作方法
—種實現3G監控的APF、SVG控制裝置方法
技術領域:
本發明屬於電力電子控制技術領域,尤其涉及一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置。背景技術:
目前,現代社會對電能的需求量日益增加,同時對電能質量的要求也越來越高。隨著社會的不斷進步和科學技術的飛速發展,一方面為電力系統的發展和進步提供了空間和新的技術手段,以此同時,電力系統中非線性和時變性負載的應用也越來越廣泛,給我們的生活和生產帶來更多方便;另一方面也給電網的安全運行帶來許多負面影響,產生了無可避免的問題,諧波和無功問題越來越嚴重。因此,電力系統諧波汙染與功率因數降低、電磁幹擾已並列為電力系統的三大公害,電力系統諧波問題解決已經受到人們廣泛關注。採用有源電力濾波裝置(APF)、靜止無功發生裝置(SVG)就近吸收非線性負載所產生的諧波和無功電流,是抑制諧波和無功汙染的有效措施。由於APF、SVG是掛網運行的電氣設備,其運行狀況不僅決定諧波治理及無功補償的效果,而且關係整個電網的運行安全,因此必須對其進行有效的監控和保護。同時,電力系統中各重要節點的電壓、電流、功率、用電量等都對整個電力系統的安全穩定運行起著關鍵作用,所以要對電網的各種運行參數進行實時監控,並根據檢測的數據分析電網的運行質量,預防因供電質量引起的用電設 備故障。但是,現有的監控系統均採取現場總線或乙太網的有線連接方式,或採用GPRS方式通訊,這些方式有現場接線複雜、通訊速率低等缺點,GPRS屬於第二代通訊技術,傳輸速率相對比較慢,傳輸大量數據能力受到一定限制。
發明內容
為了解決現有技術中存在的上述技術問題,本發明提供了一種採用3G通信技術實現對APF、SVG的實時監控和管理,數據上傳速率高,監控和管理效率快、可靠,安裝方便、靈活性強,且功能強大,處理能力強,安全性、保護性、工作效率高的實現3G監控的APF、SVG控制
>J-U裝直。本發明解決現有技術問題所採用的技術方案為:
一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置,包括有:
一用於負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制的CPU主控電路;
一用於負責實時採集監控APF、SVG裝置狀態信息數據、判斷裝置工作是否正常並將數據發送至3G射頻模塊的CPU監控電路;
一用於採集系統、負載、裝置本身的電壓電流模擬量並將其轉化為數字量的模數轉換電路;
一用於採集接收APF、SVG裝置實時狀態數據並將數據經3G網絡發送到主站系統的3G射頻模塊;
一用於對所述CPU監控電路和3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換並隔離其之間的電源系統的電平轉換隔離電路;
一用於插入SIM卡的SIM卡接口電路;
以及一用於對各組成部件提供工作電源的電源管理電路;而且,所述模數轉換電路、CPU主控電路、CPU監控電路、電平轉換隔離電路、3G射頻模塊和SIM卡接口電路依次導通連接,所述電源管理電路與各組成部件電性連接。進一步地,所述CPU主控電路主要由核心晶片、FPGA晶片、光耦開路模組、RS485轉換電路、RS485轉換接口組成;所述核心晶片和光耦開路模組均與所述FPGA晶片導通連接;所述RS485轉換晶片和RS485轉換接口相互導通連接,且所述RS485轉換晶片與所述核心晶片導通連接。進一步地,所述CPU監控電路主要由實時監測晶片組成,所述實時監測晶片與所述CPU主控電路的FPGA晶片導通連接。進一步地,所述光耦開路模組由16路光耦開路組成。進一步地,所述核心晶片和實時監測晶片均為TMS320F28335晶片。進一步地,所述模數轉換電路主要由兩塊AD轉換晶片和12路調理電路組成,所述12路調理電路一端與所述兩塊AD轉換晶片導通連接,所述AD轉換晶片另一端與所述FPGA晶片導通連接。進一步地,所述兩塊AD轉換晶片均為AD7658轉換晶片。進一步地,所述電平轉換隔離電路主要由電平轉換晶片、接口轉換晶片和隔離電路組成;所述電平轉換晶片的兩端分別與所述CPU監控電路和接口轉換晶片導通連接,且所述導隔離電路與所述CPU監控電路 導通連接。進一步地,所述隔離電路由兩組TLP521隔離電路組成,兩組所述TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監控電路上。進一步地,所述電平轉換晶片和接口轉換晶片分別為MAX3232晶片和FT232RL晶片。本發明的有益效果:
本發明上述技術方案,即可實現對APF、SVG的實時監控和管理,而且採用3G通信技術傳輸其數據到主站系統,大大提高了數據的上傳速率,對APF、SVG的實時監控和管理效率更快、更好,同時增強了監控通信的可靠性,且安裝方便、靈活性強,並且採用該結構的CPU主控電路和CPU監控電路功能更強大,處理能力更強,安全性、保護性、工作效率更高;另外,利用了電平轉換隔離電路對CPU監控電路與3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換和隔離其之間的電源系統,有效防止了兩端的電源相互影響。
圖1是本發明所述一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置實施例的結構原理示意框圖;圖2是本發明所述一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置實施例中CPU主控電路、CPU監控電路、電平轉換隔離電路和電源管理電路的電路 圖3是本發明所述一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置實施例中模數轉換電路的電路 圖4是本發明所述一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置實現施中3G射頻模塊和SM卡接口電路的電路圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白,以下結合附圖及實施例,對本發明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,並不用於限定本發明。如圖1至圖4中所示:
本發明提供了一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置,包括有CPU主控電路1、CPU監控電路2、模數轉換電路3、3G射頻模塊4、電平轉換隔離電路5、SIM卡接口電路6和電源管理電路7。其中,所述CPU主控電路I主要用於負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制;所述CPU監控電路2主要用於負責實時採集監控APF、SVG裝置狀態信息數據、判斷裝置工作是否正常並將數據發送至3G射頻模塊;所述模數轉換電路3主要用於採集系統、負載、裝置本身的電壓電流模擬量並將其轉化為數字量;所述3G射頻模塊4主要用於採集接收APF、SVG裝置實時狀態數據並將數據經3G網絡發送到主站系統;所述電平轉換隔離電路5主要用於對CPU監控電路2和3G射頻模塊4之間的信號進行電平轉換並隔離其之間的電源系統;所述SIM卡接口電路6主要用於插入SIM卡;所述電源管理電路7主要用於對各組成部件提供工作電源;而且所述模數轉換電路3、CPU主控電路1、CPU監控電路2、電平轉換隔離電路5、3G射頻模塊4和SM卡接口電路6依次導通連接,所述電源管理電路7與各組成部件電性連接。具體結構可以為:
如圖2至圖4,所述CPU主控電路I主要由核心晶片11、FPGA晶片12、光耦開路模組13、RS485轉換晶片14、RS485轉換接口 15組成;所述核心晶片11和光耦開路模組13均與FPGA晶片12導通連接;所述RS485轉換晶片14和RS485轉換接口 15相互導通連接,且RS485轉換晶片14與核心晶片11導通連接;所述核心晶片11為TMS320F28335晶片,光耦開路模組13由16路光耦開路組成,並且所述RS485轉換晶片14由RSM3485CHT電源模塊組成,其一端與核心晶片11電性連接,另一端通過RS485轉換接口 15與上位機(圖中未表示出來)導通連接,即可完成人機交換數據。所述CPU監控電路2主要由實時監測晶片21組成,所述實時監測晶片21為TMS320F28335晶片,與CPU主控電路I的FPGA晶片12導通連接。所述模數轉換電路3主要由兩塊AD轉換晶片31和12路調理電路32組成,所述兩塊AD轉換晶片31均為AD7658轉換晶片,所述12路調理電路32 —端與兩塊AD轉換晶片31導通連接,AD轉換晶片31另一端與FPGA晶片12 (即AD_D1 AD_D12總線連接引腳)導通連接。所述電平轉換隔離電路5主要由電平轉換晶片51、接口轉換晶片52和隔離電路53組成;所述電平轉換晶片51的兩端分別與CPU監控電路2 (即實時監測晶片21)和接口轉換晶片52導通連接,且電平轉換晶片51和接口轉換晶片52分別為MAX3232晶片和FT232RL晶片;所述導隔離電路53由兩組TLP521隔離電路組成,兩組TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監控電路2 (即實時監測晶片21)上。本發明所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置的工作原理為:首先,模數轉換電路3採集系統、負載、裝置本身的電壓電流模擬量並將其轉化為數字量,並傳輸給CPU主控電路I ;然後,CPU主控電路I的FPGA晶片12接受、存儲模數轉換電路3傳輸過來的電壓電流數字量,同時FPGA晶片12也接受經光耦開路模組13傳輸過來的開關量數據,並一併與電壓電流數字量傳輸至核心晶片11進行分析計算;接著,核心晶片11對該開出量數據和電壓電流數字量進行分析計算,產生相應PWM控制信號,並回傳至FPGA晶片12 ;最後,FPGA晶片12將該PWM控制信號傳輸給外部APF、SVG裝置,以控制外部APF、SVG裝置正常工作。與此同時,CPU監控電路2也實時監控CPU主控電路I工作狀態,實時判斷CPU主控電路I工作是否正常,同時監測外部APF、SVG裝置裝置過熱保護信號、IGBT故障保護信號,並將以上信息經電平轉換隔離電路5傳輸至3G射頻模塊4,最後3G射頻模塊4與用於插入SM卡的SM卡接口電路6連接3G網絡,通過3G網絡交換CPU監控電路2與主站系統的數據。這樣,本發明所述控制器即可實現對APF、SVG的實時監控和管理,而且採用3G通信技術傳輸其數據到主站系統,大大提高了數據的上傳速率,對APF、SVG的實時監控和管理效率更快、更好,同時增強了監控通信的可靠性,且安裝方便、靈活性強,並且採用該結構的CPU主控電路I和CPU監控電路2功能更強大,處理能力更強,安全性、保護性、工作效率更高;另外,利用了電平轉換隔離電路5對CPU監控電路與3G射頻模塊之間的信號進行電平轉換和隔離其之間的電源系統,有效防止了兩端的電源相互影響。以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明,不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明構思的前提下,還可以做出若干簡單推演或替換,都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,包括有: 一用於負責APF、SVG裝置的AD控制、算法計算、指令輸出控制的CPU主控電路(I); 一用於負責實時採集監控APF、SVG裝置狀態信息數據、判斷裝置工作是否正常並將數據發送至3G射頻模塊的CPU監控電路(2); 一用於採集系統、負載、裝置本身的電壓電流模擬量並將其轉化為數字量的模數轉換電路(3); 一用於採集接收APF、SVG裝置實時狀態數據並將數據經3G網絡發送到主站系統的3G射頻模塊(4); 一用於對所述CPU監控電路(2)和3G射頻模塊(4)之間的信號進行電平轉換並隔離其之間的電源系統的電平轉換隔離電路(5); 一用於插入SM卡 的SM卡接口電路(6); 以及一用於對各組成部件提供工作電源的電源管理電路(7 ); 而且,所述模數轉換電路(3 )、CPU主控電路(I)、CPU監控電路(2 )、電平轉換隔離電路(5)、3G射頻模塊(4)和SM卡接口電路(6)依次導通連接,所述電源管理電路(7)與各組成部件電性連接。
2.根據權利要求1所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述CPU主控電路(I)主要由核心晶片(11)、FPGA晶片(12)、光耦開路模組(13)、RS485轉換晶片(14)、RS485轉換接口(15)組成;所述核心晶片(11)和光耦開路模組(13)均與所述FPGA晶片(12)導通連接;所述RS485轉換晶片(14)和RS485轉換接口( 15)相互導通連接,且所述RS485轉換晶片(14)與所述核心晶片(11)導通連接。
3.根據權利要求2所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述CPU監控電路(2)主要由實時監測晶片(21)組成,所述實時監測晶片(21)與所述CPU主控電路Cl)的FPGA晶片(12)導通連接。
4.根據權利要求3所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述光耦開路模組(13)由16路光耦開路組成。
5.根據權利要求4所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述核心晶片(11)和實時監測晶片(21)均為TMS320F28335晶片。
6.根據權利要求2至5中任何一項所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述模數轉換電路(3)主要由兩塊AD轉換晶片(31)和12路調理電路(32)組成,所述12路調理電路(32) —端與所述兩塊AD轉換晶片(31)導通連接,所述AD轉換晶片(31)另一端與所述FPGA晶片(12)導通連接。
7.根據權利要求6所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述兩塊AD轉換晶片(31)均為AD7658轉換晶片。
8.根據權利要求1至5中任何一項所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述電平轉換隔離電路(5)主要由電平轉換晶片(51)、接口轉換晶片(52)和隔離電路(53)組成;所述電平轉換晶片(51)的兩端分別與所述CPU監控電路(2)和接口轉換晶片(52)導通連接,且所述導隔離電路(53)與所述CPU監控電路(2)導通連接。
9.根據權利要求8所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述隔離電路(53)由兩組TLP521隔離電路組成,兩組所述TLP521隔離電路均導通連接在所述CPU監控電路(2)上。
10.根據權利要求8所述的實現3G監控的APF、SVG控制裝置,其特徵在於,所述電平轉換晶片(51)和接口轉 換晶片(52)分別為MAX3232晶片和FT232RL晶片。
全文摘要
本發明涉及一種實現3G監控的APF、SVG控制裝置,包括有CPU主控電路、CPU監控電路、模數轉換電路、3G射頻模塊、電平轉換隔離電路、SIM卡接口電路和電源管理電路,所述模數轉換電路、CPU主控電路、CPU監控電路、電平轉換隔離電路、3G射頻模塊和SIM卡接口電路依次導通連接,所述電源管理電路與各組成部件電性連接。這樣,即可實現對APF、SVG的實時監控和管理,而且採用3G通信技術傳輸其數據到主站系統,大大提高了數據的上傳速率,對APF、SVG的實時監控和管理效率更快、更好,同時增強了監控通信的可靠性,且安裝方便、靈活性強。
文檔編號H02J13/00GK103178619SQ20131013537
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者蘇春苑, 陳峻岭, 羅雲波, 向增, 韋延清 申請人:珠海萬力達電氣股份有限公司