一種電力系統高壓變配電室空調監測系統裝置的製作方法
2023-05-13 01:43:56 3
本實用新型涉及電子技術領域，一種電力系統高壓變配電室空調監測系統裝置。
背景技術：
高壓配電室設備構成，主要包括：高壓開關櫃，高壓開關，避雷器，隔離開關，電壓互感器，電流互感器，電力變壓器，各種儀表，繼電器，小開關等設備。大中型公共建築的配電室通常設置在建築物的地下，特別是自五月份進入夏季以來氣溫是逐步回升，各個配電室的環境溫度加設備散熱量使室內溫度升高，將影響到配電室電力設備的安全運行。像變壓器發熱量較大，一旦超過一定溫度限制，就會影響變壓器的安全運行。又如高壓隔離開關，長期在高溫下工作，會造成瓷瓶破裂，接觸子鬆動或脫落，瓷瓶表面嚴重放電。斷路器在25°的時候額定電流為100A，分斷能力為10KA，在70°溫度的時候可能額定只有50A左右，分斷能力也會下降，如果你一直帶的負載是100A，隨著溫度的升高，達到70°的可能這個斷路器就帶不了100A的負載，會斷開，造成誤動作，可能會引起一連串的事故以及造成安全隱患遇到這些問題，一般採取的措施都是迅速減少負荷，利用適當的斷路器或經旁路備用母線上的開關設備轉移負荷，以減少發熱，在停止後進行檢修。這些現象一旦發生對整個配電室的安全運行造成巨大的威脅。所以控制配電室內的溫度是一個關鍵問題。同時，由於配電室裡面經常無人值守，如果溫度控制經常不改變，隨著季節變化，不僅會造成電能浪費，且空調負荷也會造成用電負荷增加，降低使用壽命，增加成本。並且有些地下配電室可能會受到地底潮溼影響，造成潮氣過重，造成電氣設備短路故障。
技術實現要素：
本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種電力系統高壓變配電室空調監測系統裝置，通過實時採集高壓配電室溫度信號，溼度信號，空調電流信號，將採集的信號經過A/D轉換模塊，轉換成數位訊號送給控制模塊，然後進行數據初步判斷，將處理結果根據需要在顯示屏上簡要顯示，以便現場信息獲取和管理維護。同時微處理器將採集的信息、監測數據以及預分析結果數據通過網絡數據傳輸模塊上傳給上位機的遠程監測和智能診斷系統進行詳細的記錄分析和故障預測。監控中心工作人員根據上位機的顯示情況，完成對高壓配電室空調遠程控制操作。本實用新型結構簡單，通用性好，不僅給工作人員帶來了極大的方便，而且對電網安全運行提供了極大的保障。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案是：一種電力系統高壓變配電室空調監測系統裝置，其特徵在於：包括電源模塊、溫度檢測模塊、溼度檢測模塊、電流檢測模塊、液晶顯示屏、控制模塊、無線通信模塊、開關控制模塊，所述電源模塊給控制模塊供電，所述溫度檢測模塊、溼度檢測模塊以及電流檢測模塊通過A/D轉換模塊與控制模塊的輸入端相連接，控制模塊的輸出端與開關控制模塊連接；液晶顯示屏與控制模塊的輸出端相連接，控制模塊還通過無線通信模塊與上位機無線連接。
所述開關控制模塊包括繼電器和繼電器驅動器，控制模塊連接繼電器驅動器，繼電器驅動器連接繼電器。
所述控制模塊還與晶振電路及復位電路連接。
所述控制模塊採用型號為Atmega64的單片機；所述單片機採用低功耗8為CMOS微控制器。
所述無線通信模塊採用4G無線通信模塊，所述上位機為PC機。
所述溫度檢測模塊由多個安裝在電力系統設備上的貼片式溫度傳感器組成；所述溫度傳感器型號為JCJ100TTP。
所述溼度檢測模塊由安裝在配電室牆壁四周的多個溼度傳感器組成；通過單片機求取多個溼度傳感器的平均值；所述絕對溼度傳感器型號為KZWS/ID。
所述控制模塊還與存儲模塊連接。
所述控制模塊還與報警模塊連接，所述報警模塊為聲光報警模塊。
所述電流檢測模塊採用傳感器型號為ACS712的傳感器。
所述電源模塊給控制系統和無線通訊模塊提供穩定5V和3.3V電源；
採用上述結構，本實用新型通過實時採集高壓配電室溫度信號，溼度信號，空調電流信號，將採集的信號經過A/D轉換模塊，轉換成數位訊號送給Atmega64單片機微處理器，然後進行數據初步判斷，將處理結果根據需要在現場顯示屏上簡要顯示，以便現場信息獲取和管理維護。同時控制模塊將採集的信息、監測數據以及預分析結果數據通過無線通信模塊上傳給上位機進行詳細的記錄分析和故障預測。監控中心工作人員上位機的現實情況，完成對高壓配電室空調遠程控制操作。本裝置結構簡單，通用性好，不僅給工作人員帶來了極大的方便，而且對電網安全運行提供了極大的保障。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明：
圖1為本實用新型的系統框圖；
圖2為本實用新型的主控制電路圖
圖3為本實用新型繼電器驅動器電路圖；
圖4為本實用新型繼電器電路圖；
圖5為本實用新型電源模塊電路圖；
圖6為本實用新型A/D轉換電路圖；
圖7為本實用新型信號放大電路圖。
具體實施方式
如圖1所示，一種電力系統高壓變配電室空調監測系統裝置，其特徵在於：包括電源模塊、溫度檢測模塊、溼度檢測模塊、電流檢測模塊、液晶顯示屏、控制模塊、無線通信模塊、開關控制模塊，所述電源模塊給控制模塊供電，所述溫度檢測模塊、溼度檢測模塊以及電流檢測模塊通過A/D轉換模塊與控制模塊的輸入端相連接，控制模塊的輸出端與開關控制模塊連接；液晶顯示屏與控制模塊的輸出端相連接，控制模塊還通過無線通信模塊與上位機無線連接。
所述開關控制模塊包括繼電器和繼電器驅動器，控制模塊連接繼電器驅動器，繼電器驅動器連接繼電器。
所述控制模塊還與晶振電路及復位電路連接。
所述控制模塊採用型號為Atmega64的單片機；所述單片機採用低功耗8為CMOS微控制器。
所述無線通信模塊採用4G無線通信模塊，所述上位機為PC機。
所述溫度檢測模塊由多個安裝在電力系統設備上的貼片式溫度傳感器組成；所述溫度傳感器型號為JCJ100TTP。
所述溼度檢測模塊由安裝在配電室牆壁四周的多個溼度傳感器組成；通過單片機求取多個溼度傳感器的平均值；所述絕對溼度傳感器型號為KZWS/ID。
所述控制模塊還與存儲模塊連接。
所述控制模塊還與報警模塊連接，所述報警模塊為聲光報警模塊。
所述電流檢測模塊採用傳感器型號為ACS712的傳感器。
所述電源模塊給控制系統和無線通訊模塊提供穩定5V和3.3V電源；
如圖2所示，為本實用新型的主控制電路圖，主要功能是用於讀取溫度檢測模塊、溼度檢測模塊以及電流檢測模塊的信號，以此控制空調開關電路模塊的動作，進而驅動高壓配電室空調的開關。該電路由ATmega64單片機U1，電阻R22、R23、R25，電容C22、C23、C24、C25、C26， NPN三級管Q1，LED指示燈D2，二極體D1，按鍵S1，以及下載口P2組成。ATmega64單片機是主控晶片。單片機的PA3、PA5埠用於檢測高壓配電室溫度檢測模塊的信號；PE3~7埠用於檢測高壓配電室溼度提示模塊；PF4~7埠用於檢測電流傳感器的信號；PA0~2及PA7埠用於控制空調開關電路繼電器的動作。單片機PA4埠通過電阻R22連接到三極體Q1的基極，來控制三極體導通和關閉，從而控制D2。PA4為高電平，三極體導通，5V電源通過R25電阻，三極體Q1施加到D2上，然後D2就發光，反之關閉三極體截止。
如圖3所示，為本實用新型繼電器驅動電路圖，電路由繼電器驅動器ULN2803組成。ULN2803是八路NPN達林頓連接電晶體陣，適用於低邏輯點平數字電路和較高的電流、電壓要求之間的接口。這裡用其驅動5V繼電器，ULN2803輸出端直接接繼電器線圈一端，繼電器線圈的另一端接+5V電源，ULN2803的輸入端直接和無線控制I/O口相連，無線控制口輸出高電平就驅動繼電器動作。
如圖4所示，為本實用新型電器開關電路圖。電路由繼電器組成。繼電器的1端為銜接外接功能按鈕的輸入端，2、3端為繼電器兩觸頭，3端與電源輸入連接，4、5端為電磁線圈，線圈4端接+5V電源，5端接繼電器驅動器。當5端輸入高電平，線圈中無電流流通，則1、2閉合，所以繼電器關閉；當5端輸入低電平，線圈中有電流流通，由於電磁感應，將使1、3閉合，繼電器開通。
如圖5所示，為本實用新型直流穩壓電源模塊電路圖，系統中除開關電路模塊外，均需要穩壓電源供電。其中，電流傳感器ACS712需要5V的直流電源供電，通訊模塊需要3.3V的穩壓電源供電。該電路中採用穩壓晶片LM2575-5.0，輸入為+12V的直流電壓，可得到5V電源；採用三端穩壓晶片LM1117-3.3得到3.3V電源，供給單片機POWER接口所需的+12V的電源從室內的220V交流電經過開關電源變換器得到，並作為穩壓電路的輸入。
如圖6所示，為本實用新型A/D轉換電路圖，ADC0808是一種較為常用的8路模擬量輸入，8位數字量輸出的逐次比較式ADC晶片。該電路主要功能是讀取溫、溼度以及電流傳感器接收電路的值。當溫、溼度傳感器以及電流傳感器檢測到高於系統中設置的溫、溼度等參數閾值時，就會及時採集數據並通過ADC0808N將傳感器採集並發出的模擬信號轉換成8位的數位訊號。
如圖7所示，為本實用新型信號放大電路圖，由於各傳感器的輸出信號比較小，需要專門的放大電路對電壓信號進行放大。本發明中設計放大電路時選擇採用儀表放大器MAX4196，它具有差分輸入和相對參考端單端輸出的閉環增益，具有差分輸出和相對參考端的單端輸出。即它的兩個差分輸入端施加輸入信號，其增益可由內部預置，也可以由用戶通過引腳內部設置或者通過輸入信號隔離的外部增益電阻設置。在本系統中，測控系統希望各傳感器的輸出信號在0-5V之間，所以在使用MAX4196晶片時，需要一個外部的電壓基準，該電壓基準相當於儀表放大器的零位，在本系統中，選擇2.5V的電壓基準。採用MAXIM公司的電壓基準晶片MAX6192為MAX4196 提供參考零位。
上述的實施例僅為本實用新型的優選技術方案，而不應視為對於本實用新型的限制，本實用新型的保護範圍應以權利要求記載的技術方案，包括權利要求記載的技術方案中技術特徵的等同替換方案為保護範圍。即在此範圍內的等同替換改進，也在本實用新型的保護範圍之內。