環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置製造方法
2023-07-31 04:46:11 2
環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置製造方法
【專利摘要】本申請公開了一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，包括：信號調理電路、模數轉換採樣模塊、微處理器和電力參數採樣模塊，模數轉換採樣模塊實時採集信號調理電路輸出的電信號，並進行模數轉換後輸出至微處理器進行故障錄波和故障記錄；電力參數採樣模塊實時採集信號調理電路輸出的電信號，並依據該電信號得到電氣量參數。由於信號調理電路輸出的電信號通過雙通道可以分別送入模數轉換採樣模塊和電力參數採樣模塊，因此以分別實現電氣量採集及故障記錄。可以看出，本實用新型提供的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能，從而不僅減少了裝置在環網櫃內的佔用空間，而且還簡化了操作過程。
【專利說明】環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及環網櫃在線監測【技術領域】，更具體的說，涉及一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置。
【背景技術】
[0002]環網櫃是一組高壓開關設備裝在金屬或非金屬絕緣櫃體內，或做成拼裝間隔式環網供電單元的電氣設備，因其具有結構簡單、體積小、價格低、可提高供電參數等優點，所以被廣泛使用於城市住宅小區、高層建築、大型公共建築、工廠企業等負荷中心的配電站以及箱式變電站中。
[0003]為保證環網櫃供電的安全性、可靠性，就需要對環網櫃進行在線監測。目前，雖然針對環網櫃在線監測的研究較為廣泛，但是多數裝置僅僅是完成對環網櫃電氣量參數的實時採集，當對環網櫃進行故障記錄時，就需要採用專用的故障記錄裝置，從而不僅增加了設備在環網櫃內的佔用空間，還增加了監測過程的繁瑣操作。因此如何提供一種同時具備環網櫃電氣量採集及故障記錄的裝置是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
實用新型內容
[0004]有鑑於此，本實用新型提供一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，以實現同一裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能。
[0005]一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，包括:
[0006]輸入端分別與環網櫃中各個互感器電連接，用於接收各個互感器輸出的電信號，並將所述電信號中的交流電壓信號轉換為單向正弦信號的信號調理電路；
[0007]輸入端與所述信號調理電路的第一輸出端電連接，用於實時採集所述信號調理電路輸出的電信號，並對所述電信號進行模數轉換的模數轉換採樣模塊；
[0008]第一輸入端與所述模數轉換採樣模塊的輸出端電連接，用於獲取所述模數轉換採樣模塊輸出的模數轉換後的電信號，並利用所述模數轉換後的電信號進行故障錄波和故障記錄的微處理器；
[0009]輸入端與所述信號調理電路的第二輸出端電連接，輸出端與所述微處理器的第二輸入端電連接，用於實時採集所述信號調理電路輸出的電信號，並依據該電信號得到所述環網櫃的電氣量參數的電力參數採樣模塊。
[0010]優選的，所述模數轉換採樣模塊為型號為MAX1320的模數晶片。
[0011]優選的，所述電力參數採樣模塊為型號為ATT7022的三相電能計量晶片。
[0012]優選的，還包括:
[0013]與所述微處理器電連接，用於存儲所述微處理器輸出的故障錄波數據、故障記錄數據以及所述電氣量參數的數據存儲模塊。
[0014]優選的，所述數據存儲模塊為型號為FM24V02的鐵電存儲器。
[0015]優選的，所述數據存儲模塊具有高速12C接口。
[0016]優選的，還包括:
[0017]與所述微處理器電連接，具有一個數據實時傳輸接口和一個環網櫃內設備級聯接口的通信模塊。
[0018]優選的，還包括:
[0019]與所述微處理器電連接的觸控螢幕控制器。
[0020]優選的，所述觸控螢幕控制器包括:顯示電路和按鍵電路，所述顯示電路和所述按鍵電路電連接。
[0021 ] 優選的，所述模數轉換採樣模塊內設有同步採樣ADC放大器。
[0022]從上述的技術方案可以看出，本實用新型提供了一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，模數轉換採樣模塊實時採集信號調理電路輸出的電信號，並進行模數轉換後輸出至微處理器進行故障錄波和故障記錄；電力參數採樣模塊實時採集信號調理電路輸出的電信號，並依據該電信號得到電氣量參數。由於信號調理電路輸出的電信號通過雙通道可以分別送入模數轉換採樣模塊和電力參數採樣模塊，因此以分別實現電氣量採集及故障記錄。可以看出，本實用新型提供的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能，從而不僅減少了裝置在環網櫃內的佔用空間，而且還簡化了操作過程。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型實施例公開的一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置；
[0025]圖2為本實用新型實施例公開的另一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0027]本實用新型實施例公開了一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，以實現同一裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能。
[0028]參見圖1，本實用新型實施例公開的一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置的結構示意圖，包括:信號調理電路11、模數轉換採樣模塊12、微處理器13和電力參數採樣模塊14 ；
[0029]其中:
[0030]信號調理電路11的輸入端與環網櫃中各個互感器電連接，用於接收各個互感器輸出的電信號，並將所述電信號中的交流電壓信號轉換為單向正弦信號。
[0031]其中，互感器包括電壓互感器(Potential Transformer, PT)和電流互感器(Current Trensformer, CT)。
[0032]具體的，電網監測點的三相電壓、零序電壓共4路原始信號，首先通過4組PT轉換成低電壓交流信號(例如，±5V)，然後再通過信號調理電路11轉換為單向正弦信號(例如，O?5V)。
[0033]電網監測點的三相電流、零序電流共4路原始信號，通過4組CT轉換成低電流交流信號，然後輸出至信號調理電路11。
[0034]需要說明的是，信號調理電路11不僅可以將雙極性電壓信號轉換為所需的信號，還能實現輸入信號的隔離傳輸，切換迴路幹擾並有效解決幹擾。
[0035]模數轉換採樣模塊12的輸入端與信號調理電路11的第一輸出端電連接，用於實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並對所述電信號進行模數轉換。
[0036]微處理器13的第一輸入端與模數轉換米樣模塊12的輸出端電連接,用於獲取模數轉換採樣模塊12輸出的模數轉換後的電信號，並利用所述模數轉換後的電信號進行故障錄波和故障記錄。
[0037]具體的，微處理器13依據預先設定的捕獲計算周期，通過兩次中斷獲取兩次中斷時間間隔內，模數轉換採樣模塊12輸出的模數轉換後的電信號，在對該電信號進行分析、處理後，依據故障判斷原理，得到故障判斷結果，並記錄故障時刻的實時波形，實現故障記錄功能。
[0038]電力參數採樣模塊14的輸入端與信號調理電路11的第二輸出端電連接，電力參數採樣模塊14的輸出端與微處理器13的第二輸入端電連接，電力參數採樣模塊14用於實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並依據該電信號得到環網櫃的電氣量參數。
[0039]其中，電力參數採樣模塊14能夠測量出各相及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能等，電力參數採樣模塊14還能測量各相的電流有效值、電壓有效值、功率因數、相角、頻率等電氣量參數。
[0040]綜上可以看出，模數轉換採樣模塊12實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並進行模數轉換後輸出至微處理器13進行故障錄波和故障記錄；電力參數採樣模塊14實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並依據該電信號得到電氣量參數。由於信號調理電路11輸出的電信號通過雙通道可以分別送入模數轉換採樣模塊12和電力參數採樣模塊14，因此以分別實現電氣量採集及故障記錄。所以本實用新型提供的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能，從而不僅減少了裝置在環網櫃內的佔用空間，而且還簡化了操作過程。
[0041]需要說明的是，微處理器13中載有故障檢測程序，可對實時獲取的電壓、電流在線分析，並及時判斷電網故障，提供故障信息。
[0042]較優的，微處理器13採用型號為LPC2136的ARM處理器，該ARM處理器具有高性能採樣主頻60MHZ。
[0043]較優的，模數轉換採樣模塊12採用型號為MAX1320的模數晶片。
[0044]MAX1320模數晶片為14位模數晶片，該晶片將同步採樣保持器、多路開關和高速ADC (Analog Digital Converter,模數轉換)晶片集於一體,具有模數轉換速度快、精度高、使用方便、接口簡單、經濟實用、工作穩定可靠的優點。MAX1320模數晶片具有8個同步採樣ADC放大器輸入，每個通道模數轉換的時間為1.6 μ S，8通道的轉換時間為3.7 μ S，採樣速度在8通道時達到250Ksps，因而能夠滿足故障算法所需的精度要求。
[0045]較優的，電力參數採樣模塊14採用型號為ATT7022的三相電能計量晶片，ATT7022三相電能計量晶片能夠測量出各相及合相的有功功率、無功功率、視在功率、有功電能等，還能夠測量各相的電流有效值、電壓有效值、功率因數、相角、頻率等電氣量參數。
[0046]需要說明的一點是，在進行故障算法時，需要模數轉換採樣模塊12提供精度較高的實時電壓、實時電流採樣數據，而電力參數採樣模塊14在進行電氣量參數計算時所需的採樣數據精度相對較低，因而經過信號調理電路11處理後的8路輸入信號必須通過雙通道分別輸出至模數轉換採樣模塊12、電力參數採樣模塊14進行採樣，由於兩個採樣電路對採樣數據的精度要求不同，因而採用不同的採樣頻率。
[0047]參見圖2，本實用新型另一實施例公開的一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置的結構示意圖，結合圖1和圖2，環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置還包括:數據存儲模塊15 ；
[0048]數據存儲模塊15與微處理器13電連接，用於存儲微處理器13輸出的故障錄波數據、故障記錄數據以及電氣量參數。
[0049]其中，數據存儲模塊15採用型號為FM24V02的鐵電存儲器。
[0050]數據存儲模塊15具有高速12C接口，無擦寫次數限制，可完成對微處理器13輸出的電氣量參數的本地存儲；在電網發生故障時，還可以完成對故障錄波數據、故障記錄數據的存儲。
[0051]為進一步優化上述實施例，還包括:觸控螢幕控制器16 ；
[0052]觸控螢幕控制器16與微處理器13電連接。
[0053]其中，觸控螢幕控制器16包括電連接的顯示電路和按鍵電路，顯示電路可以實時顯示故障錄波數據、故障記錄數據以及電氣量參數；按鍵電路可以實現按鍵操作。
[0054]為進一步優化上述實施例,還包括:通信模塊17 ；
[0055]通信模塊17與微處理器13電連接，通信模塊17具有一個數據實時傳輸接口和一個環網櫃內設備級聯接口，兩個接口均採用MODBUS協議，可實現C/S結構中客戶端功能。
[0056]綜上可以看出，模數轉換採樣模塊12實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並進行模數轉換後輸出至微處理器13進行故障錄波和故障記錄；電力參數採樣模塊14實時採集信號調理電路11輸出的電信號，並依據該電信號得到電氣量參數。由於信號調理電路11輸出的電信號通過雙通道可以分別送入模數轉換採樣模塊12和電力參數採樣模塊14，因此以分別實現電氣量採集及故障記錄。所以本實用新型提供的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置同時具備電氣量採集及故障記錄功能，從而不僅減少了裝置在環網櫃內的佔用空間，而且還簡化了操作過程。
[0057]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0058]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，包括: 輸入端分別與環網櫃中各個互感器電連接，用於接收各個互感器輸出的電信號，並將所述電信號中的交流電壓信號轉換為單向正弦信號的信號調理電路； 輸入端與所述信號調理電路的第一輸出端電連接，用於實時採集所述信號調理電路輸出的電信號，並對所述電信號進行模數轉換的模數轉換採樣模塊； 第一輸入端與所述模數轉換採樣模塊的輸出端電連接，用於獲取所述模數轉換採樣模塊輸出的模數轉換後的電信號，並利用所述模數轉換後的電信號進行故障錄波和故障記錄的微處理器； 輸入端與所述信號調理電路的第二輸出端電連接，輸出端與所述微處理器的第二輸入端電連接，用於實時採集所述信號調理電路輸出的電信號，並依據該電信號得到所述環網櫃的電氣量參數的電力參數採樣模塊。
2.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述模數轉換採樣模塊為型號為MAX1320的模數晶片。
3.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述電力參數採樣模塊為型號為ATT7022的三相電能計量晶片。
4.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，還包括: 與所述微處理器電連接，用於存儲所述微處理器輸出的故障錄波數據、故障記錄數據以及所述電氣量參數的數據存儲模塊。
5.根據權利要求4所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述數據存儲模塊為型號為FM24V02的鐵電存儲器。
6.根據權利要求4所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述數據存儲模塊具有高速12C接口。
7.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，還包括: 與所述微處理器電連接，具有一個數據實時傳輸接口和一個環網櫃內設備級聯接口的通信模塊。
8.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，還包括: 與所述微處理器電連接的觸控螢幕控制器。
9.根據權利要求8所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述觸控螢幕控制器包括:顯示電路和按鍵電路，所述顯示電路和所述按鍵電路電連接。
10.根據權利要求1所述的環網櫃電氣量採集及故障記錄裝置，其特徵在於，所述模數轉換採樣模塊內設有同步採樣ADC放大器。
【文檔編號】G01R31/00GK203965543SQ201420390001
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月15日 優先權日:2014年7月15日
【發明者】張靜, 留毅, 李題印, 胡翔, 徐超, 包拯民, 盧飛, 邵雙, 黃河, 高凱, 張東方 申請人:浙江群力電氣有限公司, 國家電網公司, 國網浙江杭州市餘杭區供電公司, 杭州凱達電力建設有限公司, 國網浙江省電力公司杭州供電公司, 國網浙江省電力公司