光伏箱變智能監控裝置的製作方法

2023-06-12 20:18:01 1

專利名稱：光伏箱變智能監控裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及太陽能光伏發電領域，特別涉及光伏箱式變電站的智能監控領域。
背景技術：
太陽能光伏箱變是近年來迅速發展起來的一項新技術，其是一種利用太陽能供電的箱式變電站。所謂箱式變電站，是一種高壓開關設備、配電變壓器和低壓配電裝置，按一定接線方案排成一體的工廠預製戶內、戶外緊湊式配電設備，即將高壓受電、變壓器降壓、低壓配電等功能有機地組合在一起，安裝在一個防潮、防鏽、防塵、防鼠、防火、防盜、隔熱、全封閉、可移動的鋼結構箱體內，實現全封閉機電一體化運行。為了實現對太陽能光伏箱變基本運行信息的遠程管理和監控，需要加裝智能監控系統。通過太陽能光伏箱變的智能監控系統，對光伏箱變內的重要參數進行採集、監控，並通過網絡將採集到的信號同步傳輸到遠程監控器，就可以實時掌握箱變的運行情況，通過實時信息的分析處理，第一時間發現箱變突發故障並及時處理，把故障損失減小到最低。就傳統的箱變監控裝置而言，一臺監控裝置只能採集一路電氣量參數信號，如需採集多路信號，則還需另外配置多個監控裝置，這樣就使得監控成本大大提高。另外，傳統的箱變監控裝置一般採用RS485串口通信方式上傳信息，組網方案單一，且一旦通訊線路出現故障問題，不具備自愈功能，導致採集到的參數信息無法傳輸而使整個系統起不到監控作用，造成難以估量的損失。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種太陽能光伏箱變的智能監控系統，解決上述現有技術中存在的缺陷。一種光伏箱變智能監控裝置，包括CPU模塊，及與所述CPU模塊相連的電氣參量採集模塊、開關信號採集模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量採集模塊採集變壓器低壓側兩路低壓進線的電氣量參數並將採集到的數據傳送至CPU模塊；所述開關信號採集模塊採集多路開關量輸入信號並將採集到的信號傳送至CPU模塊；所述CPU模塊對接收到的電氣量參數數據進行計算；所述電源模塊接入220V交流或直流電源，為整個裝置提供5V開關電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號，以擴展箱變的控制功能；所述通訊模塊實現本智能監控裝置把採集的箱變信息傳送到控制中心系統。本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置，其中，所述通訊模塊包括RS 485接□。本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置，其中，所述通訊模塊包括乙太網接口模塊與光纖環網模塊。本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置，其中，所述電氣量參數包括三相電流參數、三相電壓參數、頻率參數、功率因數參數、有功功率參數、無功功率參數、有功電度參數和無功電度參數。本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置，其中，所述開關量輸入信號包括高壓負荷開關位置信號、低壓斷路器位置信號、低壓隔離開關熔斷器組位置信號、小空開位置信號以及重瓦斯跳閘信號、變壓器超高溫跳閘信號、輕瓦斯報警信號、壓力釋放閥動作信號、變壓器高溫報警信號和變 壓器油位低報警信號。本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置，其中，所述CPU模塊還包括HMI調試接□。本發明的有益效果在於，通過本實用新型公開的光伏箱變智能監控裝置，可以只使用一臺裝置就能同時採集兩路低壓進線的電氣參數，同時具有兩種組網方案，可根據實際通訊方式靈活配置，保證數據傳送的實時可靠性，從而降低成本，提高箱變工作的穩定性，為光伏電站的「無人值班、少人職守」創造條件。

圖I為本實用新型的功能框圖；圖2A為本實用新型的串口通訊方案的功能框圖；圖2B為本實用新型的光纖自愈環形乙太網通訊方案的功能框圖。圖3為本實用新型第一種實施例的結構圖；圖4為本實用新型第二種實施例的結構圖；附圖標記說明1-CPU模塊；2_電氣參量採集模塊；3_開關信號採集模塊；4_電源模塊；5_輸出模塊；6_通訊模塊；7-RS485接口 ；8_乙太網接口模塊；9_光纖環網模塊。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型上述的和另外的技術特徵和優點作更詳細的說明。如圖I所示，本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置包括電氣參量採集模塊2，用以採集變壓器低壓側兩組各側的三相電流、三相電壓、頻率、功率因數、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度等參數；開關信號採集模塊3，用以採集負荷開關位置、低壓斷路器位置信號，低壓隔離開關熔斷器組位置信號，小空開位置信號，熔斷器熔斷信號，箱變門開關信號等普通開關量信號；同時也可實現重瓦斯動作跳閘、輕瓦斯動作警告、變壓器超高溫跳閘等等非電量保護；CPU模塊1，對接收到的電氣量參數數據進行計算，並完成三路直流量的採樣，；電源模塊4，可接入220V交流或直流電源，為整個裝置提供5V開關電源；輸出模塊5，提供四路輸出信號，以擴展箱變的控制功能；通訊模塊6，實現本智能監控系統採集監控的數據與外部網絡之間的通訊。其中通訊模塊6有兩種實現模式，一種是利用RS485接口 7進行通訊；另一種是利用乙太網接口模塊8與光纖環網9相連接，組建光纖自愈環型乙太網進行通訊。圖2為本實用新型的第一種實施例，該實施例所示的裝置結構包括電氣參量採集模塊2、CPU模塊I、開關信號採集模塊3、電源模塊4、輸出模塊5和乙太網接口模塊8，其中輸出模塊5圖中未示出。以從右到左的順序來看圖2，電氣參量採集模塊2包括電壓變換器X5和電流變換器X6，用於將系統X5、X6的二次側電流、電壓信號轉換為弱電信號，供CPU模塊轉換，並起強弱電隔離作用。電氣參量模塊2中共變換6路電壓和6路電流。CPU模塊I中具有三路直流採集功能，用於採集箱變相關溫度等，並且設置溫度超限報警功能，方便後續綜自系統的監視。CPU模塊I中還包含一個HMI人機接口，實現人與機器的信息交互。另夕卜，RS485接口 7也固化在了 CPU模塊I中，以實現聯網串口通訊要求。乙太網接口模塊8設有ETH乙太網接口，方便將數據傳送至乙太網。圖3所示為本實用新型的第二種實施例，該實施例所示的裝置結構包括電氣參量採集模塊2、CPU模塊I、開關信號採集模塊3、電源模塊4、乙太網接口模塊8、光纖環網模塊9和輸出模塊5,其中輸出模塊5圖中未不出。與第一種實施方式不同的是，該實施例中還包括光纖環網模塊9。所謂光纖環網是為了防止光纖網絡中任何一條連接線斷掉，影響連接中的一個區域所帶來的網絡安全隱患。它能防止一處連接發生故障而影響整體網絡，使網絡處於冗餘模式。通俗來說，在使用一條主通信信道進行傳輸的同時，再加上一條或多條備用的信道，當主信道有故障的時候，可以切換到備用信道上去。將本實施例中的光纖環網模塊9與乙太網接口模塊8配合使用，便可以組建自愈式光纖環網，保證數據傳送的實時可靠性。根據不同光伏電站的實際要求，本實用新型提出的光伏箱變智能監控裝置可以選·擇兩種不同的組網方式。既可以選用RS485接口組成串口通信方案，如圖2A所示；也可以選用光纖環網模塊9與乙太網接口 8相配合組成光纖自愈環形乙太網通訊方案，如圖2B所示。配置方式靈活，以滿足後臺綜自系統的不同通訊需求。以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離以下所附權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等效，但都將落入本實用新型的保護範圍內。
權利要求1.一種光伏箱變智能監控裝置，其特徵在於，包括CPU模塊，及與所述CPU模塊相連的電氣參量採集模塊、開關信號採集模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量採集模塊採集變壓器低壓側兩路低壓進線的電氣量參數並將採集到的數據傳送至CPU模塊；所述開關信號採集模塊採集多路開關量輸入信號並將採集到的信號傳送至CPU模塊；所述CPU模塊對接收到的電氣量參數數據進行計算；所述電源模塊接入220V交流或直流電源，為整個裝置提供5V開關電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號，以擴展箱變的控制功能；所述通訊模塊實現本智能監控裝置把採集的箱變信息傳送到控制中心系統。
2.根據權利要求I所述的光伏箱變智能監控裝置，其特徵在於，所述通訊模塊包括RS485 接口。
3.根據權利要求I所述的光伏箱變智能監控裝置，其特徵在於，所述通訊模塊包括乙太網接口模塊與光纖環網模塊。
4.根據權利要求I所述的光伏箱變智能監控裝置，其特徵在於，所述CPU模塊還包括HMI調試接口。
專利摘要本實用新型公開了一種光伏箱變智能監控裝置，包括電氣參量採集模塊、開關信號採集模塊、CPU模塊、電源模塊、輸出模塊和通訊模塊；所述電氣參量採集模塊採集變壓器低壓側兩路低壓進線的電氣量參數；所述開關信號採集模塊採集多路開關量輸入信號；所述CPU模塊接收電氣參量採集模塊和開關信號採集模塊傳送的數據；所述電源模塊為整個裝置提供5V開關電源；所述輸出模塊提供多路輸出信號，以擴展箱變的控制功能；所述通訊模塊實現本智能監控系統採集監控到的箱變信息的上傳。通過本實用新型的智能監控裝置，使得對於光伏箱變的監控更為簡便，成本更為低廉，同時保證數據實時可靠地傳輸。
文檔編號H02J13/00GK202721496SQ20122019304
公開日2013年2月6日 申請日期2012年4月28日 優先權日2012年4月28日
發明者耿勇齊 申請人:北京思瑞科技有限公司