電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)領(lǐng)域，涉及一種電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前220KV以上電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組的工作狀態(tài)信息是由配置在變壓器附件的繼電器組采集和標(biāo)志的，需要值班或巡查人員查驗(yàn)和記錄，其不足之處在于不能及時(shí)將狀態(tài)信息傳送到運(yùn)行維護(hù)部門，特別是當(dāng)冷卻電機(jī)組發(fā)生故障時(shí)，相關(guān)部門不能及時(shí)得到故障性質(zhì)和故障定位信息，對(duì)迅速處理故障，保證變壓器安全運(yùn)行帶來隱患。
[0003]目前，220KV及以上變電站的電力變壓器一般均采用強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷卻系統(tǒng)，其冷卻系統(tǒng)控制裝置采用接觸器、中間繼電器、時(shí)間繼電器等有觸點(diǎn)繼電器接觸器邏輯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)冷卻器進(jìn)行投入或切除控制，功能單一，適用性不強(qiáng)。對(duì)變壓器油溫、負(fù)荷電流等參數(shù)的設(shè)定和修改都由硬件實(shí)現(xiàn)，參數(shù)的設(shè)定和修改不便，不能在線設(shè)定和修改;冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，也不能提供故障詳細(xì)信息，貽誤故障的排除和裝置的修復(fù)，影響供電；沒有通信功能，集控中心不掌握風(fēng)冷系統(tǒng)的工作狀態(tài)和故障情況，也不能遠(yuǎn)程控制冷卻器。電力變壓器冷卻系統(tǒng)的傳統(tǒng)控制裝置影響節(jié)約電能、提高供電可靠性和變電站綜合自動(dòng)化水平、實(shí)現(xiàn)變電站無人值守。因此，有必要研發(fā)新型變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置，電力部門也迫切需要此裝置。目前，該技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)處于剛起步階段，國(guó)內(nèi)有高等院校和廠商研究新型變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控裝置，尚未有產(chǎn)品。
[0004]隨著變電站綜合自動(dòng)化水平的提高和實(shí)現(xiàn)變電站無人值守的發(fā)展，電力部門對(duì)供電可靠性要求的提高，新型變壓器冷卻系統(tǒng)智能監(jiān)控技術(shù)的需求呼聲將愈來愈高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是:提出一種電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)220KV以上電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組工作狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果聯(lián)網(wǎng)傳送至變電所站內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提出的一種電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置:
[0007]三相電機(jī)的a，b，c三相分別與一個(gè)電流互感器相連，電流互感器通過信號(hào)檢測(cè)電路與核心控制器相連；由核心控制器進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理，并由核心控制器內(nèi)設(shè)異步收發(fā)器從通信接口輸出結(jié)果；
[0008]外接開關(guān)穩(wěn)壓電源分別連接信號(hào)檢測(cè)電路和核心控制器;外接開關(guān)穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)電路和核心控制器接地；
[0009]核心控制器對(duì)多路電機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，適應(yīng)不同數(shù)據(jù)速率；
[0010]快速CRC校驗(yàn)?zāi)K:對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行快速CRC運(yùn)算，提高數(shù)據(jù)通信可靠性。
[0011]上述的電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置，核心控制器進(jìn)一步包括:
[0012]采樣控制模塊:應(yīng)用狀態(tài)機(jī)對(duì)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路模擬信號(hào)的采樣控制；
[0013]數(shù)字濾波模塊:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波算法，提高數(shù)據(jù)采集可靠性；
[0014]邏輯分析模塊:對(duì)采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)工作算法模型對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)判斷，狀態(tài)分為:正常、缺相、過流，對(duì)于故障電機(jī)給出定位信息；
[0015]UART模塊:通過通信接口，將檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果串行發(fā)送至外部RS-485接口 SGPRS-modem，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的本地或遠(yuǎn)程傳輸。
[0016]信號(hào)檢測(cè)電路，由電流互感器電流轉(zhuǎn)換電路、全波整流與濾波電路、輸出電平轉(zhuǎn)換電路三部分組成，對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大、整流、電平轉(zhuǎn)換；
[0017]核心控制器包括:大規(guī)模集成電路FPGA器件、高速AD轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)選擇器組；核心控制器可包括I個(gè)、2個(gè)或N個(gè)大規(guī)模集成電路FPGA器件，同時(shí)監(jiān)測(cè)NX8路三相電機(jī)的工作狀態(tài)。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0019](I)本發(fā)明的電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置適用于220KV以上變電站、發(fā)電廠作為電力變壓器冷卻系統(tǒng)的監(jiān)控設(shè)備，可作為大型電力變壓器配套裝置；
[0020](2)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波算法，快速CRC運(yùn)算，數(shù)據(jù)采集可靠性與通信可靠性較高；
[0021](3)操作簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，設(shè)定與修改參數(shù)；當(dāng)冷卻系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以提供故障詳細(xì)信息，方便故障的排除和裝置的修復(fù)；
[0022](4)節(jié)約電能，可降低能源浪費(fèi)，并且減少人力物力資源成本；
[0023](5)具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，既可用于新變電站建設(shè)，又可用于老變電站改造，成果應(yīng)用廣泛，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)前景。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)框圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的信號(hào)檢測(cè)電路圖。
[0026]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的核心控制器內(nèi)部電路圖。
[0027]圖4是FPGA頂層設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0029]本實(shí)施例的監(jiān)測(cè)裝置可作為大型電力變壓器配套裝置。如圖1所示的監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)框圖，圖中:CT是電流互感器，三相電機(jī)工作電流信號(hào)經(jīng)過信號(hào)檢測(cè)電路放大、整流、電平轉(zhuǎn)換后，由核心控制器進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理，結(jié)果由FPGA內(nèi)設(shè)UART(通用異步收發(fā)器)從5_DATA，S_CL0CK端口輸出。外部可根據(jù)需要，連接至RS-485接口或GPRS-modem，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)結(jié)果的本地或遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)。
[0030]圖2是信號(hào)檢測(cè)電路，由互感器電流轉(zhuǎn)換電路、全波整流與濾波電路、輸出電平轉(zhuǎn)換電路三部分組成。
[0031]圖3是核心控制器FPGA內(nèi)部電路圖，由大規(guī)模集成電路FPGA器件EP2C8Q208C8N、高速AD轉(zhuǎn)換器TLC5510、模擬開關(guān)選擇器組⑶4051組成。當(dāng)FPGA使用單個(gè)大規(guī)模集成電路FPGA器件，可以同時(shí)監(jiān)測(cè)8路三相電機(jī)的工作狀態(tài)，當(dāng)采用2塊大規(guī)模集成電路FPGA器件，可以對(duì)16路三相電機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于220KV以上電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)。并且可根據(jù)需要設(shè)置N個(gè)大規(guī)模集成電路FPGA器件。
[0032]圖4是本實(shí)施例的核心控制器FPGA頂層設(shè)計(jì)圖，核心控制器對(duì)多路電機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，設(shè)置6個(gè)功能模塊，各模塊具體功能為:
[0033 ]采樣控制模塊:應(yīng)用狀態(tài)機(jī)對(duì)TLC551OAD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路模擬信號(hào)的采樣控制；
[0034]數(shù)字濾波模塊:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波算法，提高數(shù)據(jù)采集可靠性；
[0035]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，適應(yīng)不同數(shù)據(jù)速率；
[0036]邏輯分析模塊:對(duì)采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)工作算法模型進(jìn)行狀態(tài)判斷:正常、缺相、過流；對(duì)于故障電機(jī)給出定位信息；
[0037]UART模塊:通過通信接口，將檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果串行發(fā)送至外部RS-485接口 SGPRS-modem，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的本地或遠(yuǎn)程傳輸；
[0038]快速CRC校驗(yàn)?zāi)K:對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行快速CRC運(yùn)算，提高數(shù)據(jù)通信可靠性。
[0039]本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開如上，但它們并不是用來限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括:核心控制器，電流互感器，信號(hào)檢測(cè)電路，通信接口； 三相電機(jī)的a，b，c三相分別與一個(gè)所述電流互感器相連，所述電流互感器通過信號(hào)檢測(cè)電路與所述核心控制器相連；由所述核心控制器進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理，并由所述核心控制器內(nèi)設(shè)異步收發(fā)器從通信接口輸出結(jié)果； 外接開關(guān)穩(wěn)壓電源分別連接所述信號(hào)檢測(cè)電路和所述核心控制器;所述外接開關(guān)穩(wěn)壓電源、所述信號(hào)檢測(cè)電路和所述核心控制器接地； 所述核心控制器對(duì)多路電機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，包括:數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊:對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，適應(yīng)不同數(shù)據(jù)速率； 快速CRC校驗(yàn)?zāi)K:對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行快速CRC運(yùn)算，提高數(shù)據(jù)通信可靠性。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于: 所述信號(hào)檢測(cè)電路，由電流互感器電流轉(zhuǎn)換電路、全波整流與濾波電路、輸出電平轉(zhuǎn)換電路三部分組成;所述信號(hào)檢測(cè)電路對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大、整流、電平轉(zhuǎn)換。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于: 所述核心控制器包括:大規(guī)模集成電路FPGA器件、高速AD轉(zhuǎn)換器、模擬開關(guān)選擇器組；所述核心控制器包括N個(gè)所述大規(guī)模集成電路FPGA器件，同時(shí)監(jiān)測(cè)NX 8路三相電機(jī)的工作狀態(tài)。根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述核心控制器，還包括以下功能模塊，各模塊具體功能為: 采樣控制模塊:應(yīng)用狀態(tài)機(jī)對(duì)AD轉(zhuǎn)換器進(jìn)行多路模擬信號(hào)的采樣控制； 數(shù)字濾波模塊:對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波算法，提高數(shù)據(jù)采集可靠性； 邏輯分析模塊:對(duì)采樣數(shù)據(jù)，根據(jù)工作算法模型對(duì)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行狀態(tài)判斷，狀態(tài)分為:正常、缺相、過流，對(duì)于故障電機(jī)給出定位信息； UART模塊:通過所述通信接口，將檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果串行發(fā)送至外部RS-485接口或GPRS-modem，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的本地或遠(yuǎn)程傳輸。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種電力系統(tǒng)主變壓器冷卻電機(jī)組監(jiān)測(cè)裝置，包括：核心控制器，電流互感器，信號(hào)檢測(cè)電路，通信接口；三相電機(jī)的a，b，c三相分別與一個(gè)電流互感器相連，電流互感器通過信號(hào)檢測(cè)電路與核心控制器相連；由核心控制器進(jìn)行采樣和數(shù)據(jù)處理，并由核心控制器內(nèi)設(shè)異步收發(fā)器從通信接口輸出結(jié)果；外接開關(guān)穩(wěn)壓電源分別連接信號(hào)檢測(cè)電路和核心控制器；外接開關(guān)穩(wěn)壓電源、信號(hào)檢測(cè)電路和核心控制器接地；核心控制器同時(shí)對(duì)多路電機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本發(fā)明具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，既可用于新變電站建設(shè)，又可用于老變電站改造；節(jié)約電能，及人力物力資源；信息詳細(xì)、數(shù)據(jù)可靠性高，方便故障的排除和裝置的修復(fù)。
【IPC分類】G01R31/34
【公開號(hào)】CN105676126
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610031565
【發(fā)明人】肖閩進(jìn)
【申請(qǐng)人】常州工學(xué)院
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2016年1月18日