數位化智能配電裝置的製作方法

2023-05-17 10:39:36 4

專利名稱：數位化智能配電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種智能配電裝置，尤其是一種數位化智能配電 裝置，屬於電力系統配電自動化技術領域。
背景技術：
據申請人了解，現有數位化智能配電裝置以嵌入式技術為基礎， 用於配電設備的保護、測量、控制、表計，其存在的主要問題和不足
有
1. 技術落後，配電裝置多採用8位或者16位處理器，效率較低；
2. 功能單一，配電裝置主要以保護功能為主，無法達到全面的配電 系統需求，用戶必須增加PLC和儀表來完成測量、控制、表計的 功能。
3. 缺乏通訊功能，無法完成配電自動化遠方監^L功能。
實用新型內容
本實用新型的首要目的在於針對上述現有技術存在的不足，提 出一種無需增加PLC即可實現測量、控制、表計功能的數位化智能配 電裝置。
本實用新型進一步的目的在於提出一種具有通訊功能的數位化 智能配電裝置，從而為實現配電自動化遠方監控奠定基礎。
為了達到以上目的，本實用新型的數位化智能配電裝置包括採樣 電路，還包括母板電路和中央處理電路；所述採樣電路由一組交流互 感器組成；所述母板電路主要由信號轉換以及接口轉換晶片構成，所 述中央處理電路由CPU晶片及其外圍電路構成；所述交流互感器的原 邊接採樣信號輸入，副邊接母板電路的信號轉換晶片輸入端；所述母 板電路的信號轉換晶片輸出端接中央處理電路CPU晶片的信號輸入端，所述CPU的控制信號輸出端接線路通斷控制器件。
上述信號轉換晶片包括模數轉換晶片或/和電能轉換晶片。
為了達到上述進一步的目的，該數位化智能配電裝置還包括通訊
電路，所述中央處理電^各CPU晶片的通訊端通過通訊電3各外4姿遠程監
控設施。
這樣，在一個配電自動化系統中，通過互感器採集電流、電壓採
樣信號，然後通過母板電路轉換後輸入到CPU晶片，通過運算判斷，
分析出線路是否存在故障，進而控制線路通斷。由此可見，採用本實
用新型後，無需增設PLC等設施，即可實現測量、控制、表計功能，
並且可以藉助遠程通訊，實現配電自動化遠方監控。
以下結合附圖對本實用新型作進 一 步的說明。


圖1為本實用新型一個實施例的中央處理電路原理圖。
圖2為圖1實施例的採樣電路(AC板)原理圖。
圖3為圖1實施例的通訊電路原埋圖。
圖4為圖1實施例的母板電路原理圖。
具體實施方式
實施例一
本實施例的數位化智能配電裝置主要構成部分如圖1至圖4所 示。以下將各圖主要晶片進行說明。
圖1中的中央處理電路主要由CPU晶片及其外圍電路構成，其中 D1,D2，D3晶片型號為74LVX4245,主要作用為3. 3V到5V之間信號轉 換。D4晶片型號為43C3D2M,主要作用為串口轉並口，雙向。D5-D9 晶片型號為PC814，主要作用為光耦合，用於模擬開關。D10晶片型 號為LPC2131,主要作用為處理器。Dll晶片型號為CAT1162,主要作 用為看門狗。D12晶片型號為SPX1117-3. 3，主要作用為5V電源輸入，輸出3. 3V電源。JTAG為處理器調試接口。 LX為備用電源接口。晶振 為處理器提供時鐘。
D10為CPU晶片，是核心處理器件，工作電壓3. 3V,它與外圍器 件的連接通過D1-D3完成電平轉換。外圍開關量信息通過D5-D9完成 轉換，經D4將信息轉換為串行信息送與DIO。 Dll完成對D10的上電 復位，死機重啟工作，保證系統正常運行。D12為所有3. 3V晶片供 電。
圖2的採樣電路由一組交流互感器組成。其中，AC1-AC9為交流 互感器，主要作用為將外圍強電交流信號轉換為弱點交流信號。各互 感器獨立工作。
圖3的通訊電i 各中，U5晶片型號為DCP010505B，主要作用為電 源隔離，產生兩個隔離的5V電源。D30，D31晶片型號為6N137，主要 作用為高速光耦合隔離。D32晶片型號為SN75LBC184,主要作用為可 控制輸入輸出。B02晶片型號為TLP121,主要作用為光耦合隔離。
U5將系統電源隔離開，使得D30，D31，D32,工作於獨立的供電系 統下，D32完成對輸入輸出數據的處理，並有B02控制是輸入還是輸 出，並經過D30,D31隔離後送與處理器。
圖4的母板電路主要由信號轉換以及接口轉換晶片構成。其中， Dl晶片型號為晶片型號為43C3D2M,主要作用為串口轉並口，雙向。 D2晶片型號為LVX4245，主要作用為3. 3V信號電平於5V信號電平的 轉換，雙向。D3晶片型號為晶片型號為43C3D2M，主要作用為串口轉 並口，雙向。D4、 D5晶片型號為74LV08,主要作用為2信號與輸出 1信號。模數轉換D6晶片型號為MAX1230，主要作用為對模擬信號採 樣輸出數位訊號。電能轉換D7晶片型號為ADE7758，主要作用為對 模擬信號採樣計算電度量。晶振為對D7提供時鐘。
Dl為按鍵接口 ，將按鍵信號處理為串行數據，送與電平轉換晶片。D2-D5實現出口動作，由D3將處理器串行信號轉換為並行，經由D2 將信號電平轉換為5V,經D4、 D5完成信號間與才喿作，輸出給繼電器 驅動其動作。D6，D7分別獨立工作，將互感器輸出的低壓交流信號採 樣，D6將數位訊號送與處理器，D7將計算後的電度量送與處理器。
以上電路構成的數位化智能配電裝置中，圖1釆樣電路的各電壓 互感器的原邊分別接電壓採樣信號輸入UA、 UB、 UC;各電流壓互感 器的原邊分別接電流採樣信號輸入X7、 X8， X9、 X10, Xll、 X12;各 電壓互感器的副邊IUA、 IUB、 IUC以及各電流互感器的副邊IIA、 IIB、 1IC,分別通過採樣接口 Jl接圖4母板電路的模數轉換晶片D6的對 應輸入端，且各電流互感器的副邊2IA、 2IB、 2IC分別接圖4母板電 路的電能轉換晶片D7的對應輸入端。該兩信號轉換晶片的輸出端 MISOl、 MIS11分別接圖4中央處理電路CPU晶片D10的對應信號輸 入端54、 53腳，具體信號的輸入由CPU片選信號控制確定。該CPU 的控制輸出端接線路通斷控制開關閘，從而在對輸入信號進行處理的 基礎上，通過判斷分析，輸出相應的控制信號控制線路的工作狀態。 該CPU的通訊端19、 21腳分別通過圖3通訊電5各對應的FINTXDll、 FINRXD11以及高速光耦合隔離器件D30、 D31接485插口 P6，從而外 接遠程監控設施，實現自動化遠方監視功能。
工作時，本實施例的裝置通過互感器對外圍的強電信號轉換為弱
電信號，對弱電信號數位化後進行分析運算處理後，做出判斷，發出 線路開關動作控制信號。同時，藉助通訊電路，實現了數據的遠距離 傳輸和監控以及數據顯示的人機互動。
與現有技術相比，本實施例具有以下突出優點
1. 程序flash和RAM均在片內，總線不出晶片，提高了抗幹擾能力。
2. 測量表計量使用專用電能測量晶片，提高了測量精度
3. 開出量經啟動繼電器閉鎖，防止誤動作4. 開入量經過防抖處理，防止信息錯誤
5. 通訊迴路帶隔離，可防止通訊迴路上的幹擾和破壞
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等 同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。
權利要求1.一種數位化智能配電裝置，包括採樣電路，其特徵在於還包括母板電路和中央處理電路；所述採樣電路由一組交流互感器組成；所述母板電路主要由信號轉換以及接口轉換晶片構成，所述中央處理電路由CPU晶片及其外圍電路構成；所述交流互感器的原邊接採樣信號輸入，副邊接母板電路的信號轉換晶片輸入端；所述母板電路的信號轉換晶片輸出端接中央處理電路CPU晶片的信號輸入端，所述CPU的控制信號輸出端接線路通斷控制器件。
2. 根據權利要求1所述的數位化智能配電裝置，其特徵在於 所述信號轉換晶片包括模數轉換晶片或/和電能轉換晶片。
3. 根據權利要求1或2所述的數位化智能配電裝置，其特徵在 於還包括通訊電3各，所述中央處理電3各CPU晶片的通訊端通過通訊 電路外接遠程監控設施。
專利摘要本實用新型涉及一種智能配電裝置，屬於電力系統配電自動化技術領域。該裝置包括採樣電路、母板電路和中央處理電路；採樣電路由一組交流互感器組成；母板電路主要由信號轉換以及接口轉換晶片構成，中央處理電路由CPU晶片及其外圍電路構成；交流互感器的原邊接採樣信號輸入，副邊接母板電路的信號轉換晶片輸入端；母板電路的信號轉換晶片輸出端接中央處理電路CPU晶片的信號輸入端，CPU的控制信號輸出端接線路通斷控制器件。採用本實用新型後，無需增設PLC等設施，即可實現測量、控制、表計功能，並且可以藉助遠程通訊，實現配電自動化遠程監控。
文檔編號H02J13/00GK201414023SQ20092003952
公開日2010年2月24日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者劉志祥, 彭寧賓 申請人:南京穩步自動化設備有限公司