變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,包括殼體,殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個載體集線器、多個電源模塊、互聯(lián)背板和多個可插拔板卡;冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個可插拔板卡均與互聯(lián)背板相連接;冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng),以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;電源模塊用于為集成裝置提供電源;可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個I/O模塊,可插拔板卡以可插拔的方式連接在互聯(lián)背板上;載體集線器用于實現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,具有能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量、電源結(jié)構(gòu)簡單且成本低等優(yōu)點。
【專利說明】變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當前,隨著我國經(jīng)濟發(fā)展的不斷加速,用電需求也不斷增加。隨之許多變電站也被建設(shè)起來。為了適應(yīng)相關(guān)的發(fā)展要求,在各地區(qū)中變電站的建設(shè)不斷增多。變電站的運行環(huán)境受到電氣設(shè)備之間產(chǎn)生的磁場或是噪聲等影響,構(gòu)成了比較復(fù)雜的運行環(huán)境,為了保證變電站運行時的安全性,設(shè)有一個高效的安全監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的,這樣既能夠?qū)ψ冸娬具\行中的環(huán)境變化進行掌控,又能夠避免或是處理一些可能產(chǎn)生的事故。
[0003]目前的變電站安全監(jiān)測系統(tǒng)采用了現(xiàn)代通信技術(shù),實現(xiàn)了信息化監(jiān)測。在傳統(tǒng)的電力網(wǎng)內(nèi)引入了各種傳感器及配套的通信設(shè)備構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò),傳感器網(wǎng)絡(luò)利用大量的傳感器監(jiān)測電力網(wǎng)沿線的內(nèi)部、外部狀態(tài)數(shù)據(jù),并且基于網(wǎng)絡(luò)通信能力將數(shù)據(jù)遠程上傳到匯聚節(jié)點,再傳遞給電網(wǎng)監(jiān)控中心及相關(guān)巡檢、調(diào)度等人員。
[0004]電網(wǎng)監(jiān)控,巡檢,調(diào)度等相關(guān)人員通過安全監(jiān)測系統(tǒng)獲取到的是未經(jīng)過智能處理的原始數(shù)據(jù),對于變電站安全狀態(tài)只能進行個人的主觀判斷,效率低,不能保證實時、快速的發(fā)現(xiàn)和排除故障和問題。
[0005]變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)中,具有大量的電子元器件。由于各種不同的元器件需要提供不同種類電壓的電源,因此常常需要配置專門的電源模塊?,F(xiàn)有技術(shù)中,常常采用多個電源模塊為監(jiān)測系統(tǒng)供電,使得系統(tǒng)的電源系統(tǒng)過于復(fù)雜,整體成本較高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處,提供一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,以快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0008]變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,其結(jié)構(gòu)特點是,包括殼體,所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個載體集線器、多個電源模塊、互聯(lián)背板和多個可插拔板卡;所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接;所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng),以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;所述電源模塊用于為集成裝置提供電源;所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個I/O模塊,所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上;所述載體集線器用于實現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
[0009]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置的結(jié)構(gòu)特點也在于:
[0010]所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān);所述兩個熱點開關(guān)包括第一熱點開關(guān)和第二熱點開關(guān);所述直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)均與所述電源控制器相連接,由所述電源控制器對直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)進行控制;[0011 ] 所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接,用于接入外部電源;所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端,由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進行濾波整流;所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接,由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進行降壓,將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出;
[0012]所述第一熱點開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于控制+12V直流電源的輸出通斷;所述負載點電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出;所述第二熱點開關(guān)與負載點電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接,用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
[0013]所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
[0014]與已有技術(shù)相比,本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0015]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,具有以下幾個特點:
[0016]I)由于采用了載體集線器、多個電源模塊、互聯(lián)背板和可插拔板卡等結(jié)構(gòu),可將傳感器采集的數(shù)據(jù)(溫度傳感器、避雷器監(jiān)測、局放監(jiān)測等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點,將所采集的符合DL/T860規(guī)約的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,并通過這些數(shù)據(jù)進行故障診斷,能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障,提高供電質(zhì)量。
[0017]2)采用的電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān),能夠直接輸出+12V和+3.3V兩種直流電,可為裝置的各種單元供電,無需配置兩種電源模塊,電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
[0018]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,具有能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量、電源結(jié)構(gòu)簡單且成本低等優(yōu)點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明的電源模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]以下通過【具體實施方式】,并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0021]參見圖1,本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,包括殼體,所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個載體集線器、多個電源模塊、互聯(lián)背板和多個可插拔板卡;所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接;所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng),以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;所述電源模塊用于為集成裝置提供電源;所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個I/O模塊,所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上;所述載體集線器用于實現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
[0022]如圖1所示,冷卻單元采用智能風(fēng)冷模式,管理著冷卻單元,通過模塊化管理控制器器向冷卻單元傳送命令以確??諝庠谧蛹苤械恼_流通。降低設(shè)備內(nèi)部溫度。載體集線器提供可插拔板卡的連接及交互,最多可容納8塊板載可插拔板卡??刹灏伟蹇K是系統(tǒng)重要組成部分,通過對可插拔板卡模塊的使用能很容易地實現(xiàn)系統(tǒng)擴展、模塊化設(shè)計,從而方便地實現(xiàn)各種系統(tǒng)功能??刹灏伟蹇ò–PU、網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)、存儲模塊以及各種各樣的I/O模塊。時鐘模塊包括時鐘選擇單元,用于選擇時鐘源并輸出;時鐘驅(qū)動單元,用于將所述時鐘卡產(chǎn)生的系統(tǒng)同步時鐘驅(qū)動到與所述載體集線器相連的多個可插拔板卡。
[0023]所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān);所述兩個熱點開關(guān)包括第一熱點開關(guān)和第二熱點開關(guān);所述直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)均與所述電源控制器相連接,由所述電源控制器對直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)進行控制;
[0024]所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接,用于接入外部電源;所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端,由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進行濾波整流;所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接,由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進行降壓,將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出;
[0025]所述第一熱點開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于控制+12V直流電源的輸出通斷;所述負載點電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出;所述第二熱點開關(guān)與負載點電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接,用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
[0026]所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
[0027]如圖2所示,本發(fā)明的電源模塊,是一個單寬、全高標準的模塊,外形尺寸為73.5X186.6X28.9毫米。它可支持和管理電源為12個可插拔板卡模塊,2個冷卻模塊供電,最多支持32個電壓通道。包含了一個單路的一 48V到12V的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器,功率段600瓦。從12V變換到低壓的一個負載點電源是用來產(chǎn)生管理部分的電源。另外在可插拔板卡內(nèi)部的負載點電源是用來進行12V到低壓的轉(zhuǎn)換以給有效載荷供電。電源控制器是采購的市售模塊,為Actel公司的的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片(PSC),內(nèi)部帶模擬功能,內(nèi)部有電流監(jiān)控,電壓監(jiān)控,12位AD,RTC掉電喚醒。是用來監(jiān)控和管理系統(tǒng)配置的所有可插拔板卡,冷卻模塊模塊中的有效載荷和管理部分所需的電源。
[0028]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,傳感器采集的數(shù)據(jù)(溫度傳感器、避雷器監(jiān)測、局放監(jiān)測等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點,將所采集的符合DL/T860規(guī)約的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換,將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。同時將數(shù)據(jù)并行發(fā)給專家系統(tǒng)算法應(yīng)用程序,應(yīng)用程序?qū)⑵渲邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)(如:溫度,局放等)綜合,按照算法進行處理,并按找算法標準生成藍、黃、橙、紅四級預(yù)警信息。本發(fā)明優(yōu)點是上電即運行,這個特性有助于系統(tǒng)組件的初始化、處理器喚醒緊急任務(wù)的執(zhí)行,而現(xiàn)有模塊的上電到正常工作需要0.2秒的時間。內(nèi)部帶模擬功能,內(nèi)部有電流監(jiān)控,電壓監(jiān)控,12位AD,RTC掉電喚醒等等。
[0029]雖然本發(fā)明已依據(jù)較佳實施例在上文中加以說明,但這并不表示本發(fā)明的范圍只局限于上述的結(jié)構(gòu),只要被本發(fā)明權(quán)利要求所覆蓋的結(jié)構(gòu)均在保護范圍之內(nèi)。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在閱讀上述的說明后可很容易地發(fā)展出的等效替代結(jié)構(gòu),在不脫離本發(fā)明之精神與范圍下所作之均等變化與修飾,皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,其特征是,包括殼體,所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個載體集線器、多個電源模塊、互聯(lián)背板和多個可插拔板卡;所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接;所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng),以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象;所述電源模塊用于為集成裝置提供電源;所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個I/O模塊,所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上;所述載體集線器用于實現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,其特征是,所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān);所述兩個熱點開關(guān)包括第一熱點開關(guān)和第二熱點開關(guān);所述直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)均與所述電源控制器相連接,由所述電源控制器對直流變壓器、負載點電源電路和兩個熱點開關(guān)進行控制; 所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接,用于接入外部電源;所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端,由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進行濾波整流;所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接,由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進行降壓,將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出。 所述第一熱點開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于控制+12V直流電源的輸出通斷;所述負載點電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接,用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出;所述第二熱點開關(guān)與負載點電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接,用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置,其特征是,所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
【文檔編號】G01D21/02GK104296807SQ201410520368
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】鐘衛(wèi), 賈小錚, 姜作涵, 張宇峰, 王刃, 章文杰, 魏慶科, 金赟, 高岳巢 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司, 國網(wǎng)安徽肥東縣供電有限責(zé)任公司, 安徽省高程電子科技有限公司