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      帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器的制作方法

      文檔序號(hào):7485774閱讀:330來源:國(guó)知局
      專利名稱:帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本實(shí)用新型涉及一種消弧消諧控制器,尤其是一種用于3 35kV中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中的帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器。
      背景技術(shù)
      隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像數(shù)字化技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用,根據(jù)電力、農(nóng)業(yè)、水利、電信等具有大量無人值守機(jī)房/變電站的用戶的遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控需求,無人值守遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。無人值守變電站可實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)前端無人或少人值守系統(tǒng)的綜合監(jiān)控、集中管理,利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)對(duì)前端的圖像、環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、門禁、周界防范等進(jìn)行有效的監(jiān)控和管理,可大幅度提高了對(duì)前端監(jiān)控的實(shí)時(shí)性、有效性,降低人員及管理成本。在現(xiàn)有的無人值守變電站中,3 35kV中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的消弧消諧控制器大部分無通信功能或者采用CAN總線、RS485等的有線通信模式。而隨著現(xiàn)代電力系統(tǒng)對(duì)無人值守變電站的自動(dòng)化程度要求越來越高,無通信功能的消弧消諧控制器根本無法滿足這種無人值守的情況。對(duì)于采用CAN總線、RS485的有線通信系統(tǒng)其通信距離受到很大限制,難以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的需要。隨著3G網(wǎng)絡(luò)的通信技術(shù)日漸成熟,覆蓋面又廣,利用移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商提供的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控,將成為電力系統(tǒng)現(xiàn)代化的一個(gè)重要發(fā)展方向。

      實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處,提供一種帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,以提高無人值守變電站的通信能力和中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的安全性。本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是,包括信號(hào)采集模塊、微控制器MCU、無線通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊;所述信號(hào)采集模塊與微控制器MCU相連接,用于采集中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并傳送給所述微控制器MCU ;所述微控制器 MCU,用于接受和處理信號(hào)采集模塊傳送的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行故障分析,并輸出保護(hù)及報(bào)警信號(hào)同時(shí)記錄故障信息;所述無線通信模塊,用于將中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的故障信息發(fā)送至監(jiān)控中心;所述輸出驅(qū)動(dòng)模塊,包括輸出驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)繼電器和報(bào)警繼電器,用于接收所述微控制器MCU輸出的保護(hù)及報(bào)警信號(hào),并通過輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)保護(hù)繼電器和報(bào)警繼電器吸合來接通保護(hù)和報(bào)警電路。本實(shí)用新型帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述無線通信模塊為3G無線通信模塊。所述無線通信模塊包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽。還包括人機(jī)交互模塊,所述人機(jī)交互模塊包括顯示器和鍵盤。與已有技術(shù)相比,本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在[0012]通過采用無線通信模塊,可隨時(shí)將故障信息傳輸給監(jiān)控中心,使得監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)等功能,監(jiān)控中心也可以根據(jù)需要通過3G無線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)獲取裝置當(dāng)前的運(yùn)行情況或者查閱故障記錄,降低了系統(tǒng)的通信方面的成本,提高了系統(tǒng)的通信能力。本實(shí)用新型的消弧消諧控制器,具有可提高無人值守變電站的通信能力和中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的安全性等優(yōu)點(diǎn)。

      圖1為本實(shí)用新型的消弧消諧控制器的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為設(shè)置有本實(shí)用新型的消弧消諧控制器的中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)的系統(tǒng)原理圖。圖3為本實(shí)用新型的消弧消諧控制器的3G模塊控制電路。附圖1 附圖3中標(biāo)號(hào)1信號(hào)采集模塊,2微控制器MCU,3無線通信模塊,31SIM 卡插槽,4輸出驅(qū)動(dòng)模塊,41輸出驅(qū)動(dòng)電路,42保護(hù)繼電器,43報(bào)警繼電器,5人機(jī)交互模塊。以下通過具體實(shí)施方式
      ,并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
      具體實(shí)施方式
      參見附圖1 附圖3,帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,包括信號(hào)采集模塊1、微控制器MCU2、無線通信模塊3和輸出驅(qū)動(dòng)模塊4。所述信號(hào)采集模塊1與微控制器MCU2相連接,用于采集中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并傳送給所述微控制器 MCU2 ;信號(hào)采集主要是A、B、C三相及零序電壓的測(cè)量及一些相關(guān)開關(guān)量的輸入;A、B、C三相及零序電壓的測(cè)量主要是通過對(duì)系統(tǒng)中的電壓互感器PT上數(shù)據(jù)的讀取通過A/D轉(zhuǎn)換以后送入MCU ;而開關(guān)量輸入則包括裝置運(yùn)行情況(停運(yùn)還是投運(yùn));A、B、C三相的熔絲狀態(tài) (是否熔斷,熔斷則報(bào)熔絲熔斷故障);A、B、C三相的接觸器狀態(tài)(斷開還是吸合)。所述微控制器MCU,用于接受和處理信號(hào)采集模塊1傳送的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行故障分析,并輸出保護(hù)及報(bào)警信號(hào)同時(shí)記錄故障信息;將送入MCU的電壓信號(hào)做FFT變換得到所需要的三相電壓以及中性點(diǎn)位移電壓的幅值和相位等數(shù)據(jù),然后與故障判據(jù)進(jìn)行對(duì)比判斷當(dāng)前是否發(fā)生故障,如果發(fā)生故障則輸出保護(hù)及報(bào)警信號(hào)同時(shí)記錄故障信息。所述無線通信模塊3,用于將中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的故障信息發(fā)送至監(jiān)控中心; 所述輸出驅(qū)動(dòng)模塊4,包括輸出驅(qū)動(dòng)電路41、保護(hù)繼電器42和報(bào)警繼電器43,用于接收所述微控制器MCU輸出的保護(hù)及報(bào)警信號(hào),并通過輸出驅(qū)動(dòng)電路41驅(qū)動(dòng)保護(hù)繼電器42和報(bào)警繼電器43吸合來接通保護(hù)和報(bào)警電路。通過采用無線通信模塊,可隨時(shí)將故障信息傳輸給監(jiān)控中心,使得監(jiān)控中心通過無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)等功能,監(jiān)控中心也可以根據(jù)需要通過3G無線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)獲取裝置當(dāng)前的運(yùn)行情況或者查閱故障記錄,降低了系統(tǒng)的通信方面的成本,提高了系統(tǒng)的通信能力。所述無線通信模塊優(yōu)選為3G無線通信模塊。3G無線通信模塊能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式,數(shù)據(jù)傳輸速度快,通信功能強(qiáng)大,可進(jìn)一步提高控制器的通信能力。所述無線通信模塊包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽31。通過SIM卡將SIM卡上的相關(guān)數(shù)據(jù)讀取到模塊中,接著發(fā)送撥號(hào)命令控制模塊撥號(hào),實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和控制器之間的通信。還包括人機(jī)交互模塊5,所述人機(jī)交互模塊5包括顯示器和鍵盤。顯示器為IXD顯示器,通過LCD顯示器進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的顯示,通過鍵盤實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入,從而實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的目的。如圖2中,QS為高壓隔離開關(guān),JPB為組合式過電壓保護(hù)器,F(xiàn)Ul為高壓限流熔斷器,F(xiàn)U2為高壓限壓熔斷器,PT為電壓互感器,ZK為高壓真空接觸器,RV為高能限壓器,WZK 為本實(shí)用新型的消弧消諧控制器??刂破魍ㄟ^系統(tǒng)中的電壓互感器PT始終對(duì)電網(wǎng)A、B、C 三相電壓和中性點(diǎn)電位進(jìn)行監(jiān)測(cè),它能夠根據(jù)電網(wǎng)三相電壓的幅值、不平衡程度以及中性點(diǎn)位移電壓的幅值和相位等,自動(dòng)判斷系統(tǒng)發(fā)生的故障性質(zhì),從而發(fā)出準(zhǔn)確的指令,控制裝置消弧或消諧,同時(shí)通過3G無線網(wǎng)絡(luò)將故障信息發(fā)送到監(jiān)控中心。當(dāng)然監(jiān)控中心也可以根據(jù)需要通過3G無線網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)獲取裝置當(dāng)前的運(yùn)行情況或者查閱故障記錄。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生弧光接地時(shí),控制器將控制消弧繼電器吸合驅(qū)動(dòng)真空接觸器瞬時(shí)合、 分高能限壓器、放電線圈等吸收電弧激勵(lì)能量,達(dá)到消弧的目的。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí),控制器將控制消諧繼電器在PT的開口三角投入消諧電阻,限制這種諧振產(chǎn)生的過電壓和過電流,并消耗諧振能量,達(dá)到消諧的目的。如圖3所示3G模塊是采用4. 2V電源供電,由MCU通過UART 口輸出AT命令進(jìn)行控制。模塊14腳VRTC處接的BATTERY為3. 3V鋰電及充電電路VCC為3. 3V,為3G模塊內(nèi)部的時(shí)鐘供電,Ull為SIM卡插槽。MCU首先控制4. 2V電源芯片給3G模塊上電;然后將模塊的17腳0N/0FF及39腳DTR置高開啟模塊;等待模塊啟動(dòng)完畢發(fā)送AT命令控制3G模塊通過1/0(數(shù)據(jù))、CLK(時(shí)鐘)將SIM卡上的相關(guān)數(shù)據(jù)讀取到模塊中;接著發(fā)送撥號(hào)命令控制模塊撥號(hào);等待與監(jiān)控中心建立連接以后發(fā)送注冊(cè)信息,該信息包括裝置地址、當(dāng)前時(shí)間、當(dāng)前裝置狀態(tài);連接建立以后控制器會(huì)每隔一定時(shí)間給中心發(fā)送一次類似的信息只不過這個(gè)信息的信息功能碼不同,這個(gè)信息稱作心跳包,同時(shí)中心在收到這個(gè)心跳包的同時(shí)也會(huì)給控制器回一條相同的心跳包,用于維持連接這個(gè)過程稱為握手;另外監(jiān)控中心在需要時(shí)可以發(fā)送各種命令,控制器在收到這些命令后根據(jù)命令的內(nèi)容或上傳相關(guān)信息或完成相關(guān)操作,例如監(jiān)控中心下發(fā)上傳故障信息指令,控制器在收到后將當(dāng)前記錄的故障信息打包上傳給監(jiān)控中心。
      權(quán)利要求1.帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,其特征是,包括信號(hào)采集模塊(1)、微控制器MCU O)、無線通信模塊(3)和輸出驅(qū)動(dòng)模塊(4);所述信號(hào)采集模塊(1)與微控制器MCUQ)相連接,用于采集中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并傳送給所述微控制器MCU (2);所述微控制器MCU,用于接受和處理信號(hào)采集模塊(1)傳送的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)所述運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行故障分析,并輸出保護(hù)及報(bào)警信號(hào)同時(shí)記錄故障信息;所述無線通信模塊(3),用于將中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的故障信息發(fā)送至監(jiān)控中心;所述輸出驅(qū)動(dòng)模塊,包括輸出驅(qū)動(dòng)電路Gl)、保護(hù)繼電器0 和報(bào)警繼電器G3), 用于接收所述微控制器MCU輸出的保護(hù)及報(bào)警信號(hào),并通過輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)保護(hù)繼電器G2)和報(bào)警繼電器03)吸合來接通保護(hù)和報(bào)警電路。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,其特征是,所述無線通信模塊為3G無線通信模塊。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,其特征是,所述無線通信模塊包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽(31)。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,其特征是,還包括人機(jī)交互模塊(5),所述人機(jī)交互模塊( 包括顯示器和鍵盤。
      專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶有遠(yuǎn)程無線通信模塊的消弧消諧控制器,包括信號(hào)采集模塊、微控制器MCU、無線通信模塊和輸出驅(qū)動(dòng)模塊;信號(hào)采集模塊與微控制器MCU相連接,用于采集中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并傳送給微控制器MCU;微控制器MCU,用于接受和處理信號(hào)采集模塊傳送的中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)并根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行故障分析,并輸出保護(hù)及報(bào)警信號(hào)同時(shí)記錄故障信息;無線通信模塊,用于將中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的故障信息及其它運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送至監(jiān)控中心;輸出驅(qū)動(dòng)模塊,用于保護(hù)輸出和報(bào)警輸出。本實(shí)用新型的消弧消諧控制器,具有可提高無人值守變電站的通信能力和中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的安全性等優(yōu)點(diǎn)。
      文檔編號(hào)H02H9/08GK202121319SQ20112019962
      公開日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月14日
      發(fā)明者單章, 岳廣, 許林沖 申請(qǐng)人:安徽巨森電器有限公司
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