CN101944779A - 变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置 - Google Patents

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兰海涛
陈为
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Abstract

本发明涉及一种变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，该装置设有电流测量模块、电压测量模块和A/D转换器，电流测量模块、电压测量模块将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的相关数据显示在显示单位上。这套装置包括了变电站直流***的全部监测内容，以一台小的设备代替了现有技术的多个监测仪表，提高了集成度，降低了设备成本，减少故障点，增加了***可靠运行时间，通过PC机专家分析软件可以对这些数据进一步的深入分析，了解可能会出现的临界状态，起到安全预警的作用，避免一些安全问题的出现，避免由于直流***故障引起的大面积停电事故。

Description

变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置
技术领域
本发明涉及蓄电池状态监测及安全评估装置，特别涉及一种变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置。
背景技术
蓄电池组在变电站的直流电源装置有着重要的地位，在充电过程中，电池组会产生热失控现象，是变电站安全工作的一个隐患。热失控是在蓄电池充电时出现的一种故障，温度上升并伴随引起蓄电池不正常的充电电流增加，电流可以增加到使电池冒气并开始干涸的程度；当蓄电池干涸时，内阻增加，产生更多的热，会发生槽体软化故障，或在极端情况下导致铅件熔化。
一个公开号为CN101004440A的中国发明专利公开了一种基于485总线方式的蓄电池内阻测试装置，该装置在所述485总线结构中设置各测试单元和监测单元，每一节蓄电池独立配置与其自身匹配的测试单元，各测试单元内置单片机，并以单片机作为实时、反复测量本节蓄电池端电压的电压测量单元，各蓄电池输出电压通过电压变换电路为与其自身匹配的测试单元提供工作电源，单片机输出通讯信号通过光耦隔离电路连接到RS485总线。该装置能够对蓄电池组中的每个电池单独进行监控，精确度高，但是对每一节蓄电池都配置测试单元和内置单片机，需要的高端设备较多，使得测试装置的成本大大提高，而且对每一块电池监控就需要布很多条线，这样提高了监控装置的安装和维护成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置。该装置只需要一个监测设备对整个蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等参数进行监测和记录，根据这些记录的参数，通过模糊判断和专家***预测蓄电池组的热失控状态，在不影响监控精度的前提下，大大降低了设备的成本。
为解决上述技术问题，所述的变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，主要包括外壳、设置在外壳表面上的显示单位、设于外壳内的中央处理器、FLASH数据存储器、地址编码和电源模块，显示单位、FLASH数据存储器和地址编码分别与中央处理器连接，电源模块为装置提供电源；其特征在于：在所述外壳内还设有电流测量模块、电压测量模块和A/D转换器，电流测量模块、电压测量模块将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等相关数据显示在显示单位上。
其中，在所述外壳上还设有用于将本装置与上位机相连接的RS485通讯端口，中央处理器输出的通讯信号通过光耦隔离电路连接到RS485总线。在所述外壳上还设有USB连接端口。所述显示单位包括一个LCD显示面板、两个用于显示报警编号的数码管和三个用于指示三种工作状态的LED指示灯。
与现有技术相比，本发明设有电流测量模块、电压测量模块和A/D转换器，电流测量模块、电压测量模块将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等相关数据显示在显示单位上。这套装置包括了变电站直流***的全部监测内容，以一台小的设备代替了现有技术的多个监测仪表，提高了集成度，降低了设备成本，减少故障点，增加了***可靠运行时间，并且能够保存蓄电池后备***运行中的所有数据，通过PC机专家分析软件可以对这些数据进一步的深入分析，了解可能会出现的临界状态，起到安全预警的作用，避免一些安全问题的出现，避免由于直流***故障引起的大面积停电事故。
附图说明
图1为本发明变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置的连接关系图。
图2为本发明变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置的结构示意图。
图中：1、外壳，2、地址编码，3、RS485通讯端口，4、USB连接端口，5、电压测量模块，6、电流测量模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1和图2所示的变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，主要包括外壳1、设置在外壳1表面上的显示单位、设于外壳1内的中央处理器、FLASH数据存储器、地址编码2和电源模块，显示单位、FLASH数据存储器和地址编码2分别与中央处理器连接，电源模块为装置提供电源；在所述外壳内还设有电流测量模块6、电压测量模块5和A/D转换器，电流测量模块6、电压测量模块5将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等相关数据显示在显示单位上。
模拟部分有两个独立AD转换器可以将电压、电流、电压纹波、电流纹波和窜入电压等模拟信号转化为数字信号传给中央处理器。
中央处理器以ARM芯片作为嵌入式***的芯片，在嵌入式***的***，实时时钟为RX8025、F LASH数据存储区，保存字库和采样的数据为AT45DB161、USB主机方式控制器为CH376、485串行通讯为Max485。
其中，在所述外壳上还设有用于将本装置与上位机相连接的RS485通讯端口3，中央处理器输出的通讯信号通过光耦隔离电路连接到RS485总线。在所述外壳上还设有USB连接端口4。所述显示单位包括一个LCD显示面板、两个用于显示报警编号的数码管和三个用于指示三种工作状态的LED指示灯。LCD用来显示采样的数据，实时曲线和各个控制参数的设置。
设备的软件使用多任务的嵌入操作***，根据各个参量判断出蓄电池工作状态，各个运行参数是否处于报警状态，再这些数据基础上进一步分析一段时期内的数据趋势，利用模糊算法判断蓄电池组是否已处于热失控状态。
与现有技术相比，本发明设有电流测量模块、电压测量模块和A/D转换器，电流测量模块、电压测量模块将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等相关数据显示在显示单位上。这套装置包括了变电站直流***的全部监测内容，以一台小的设备代替了现有技术的多个监测仪表，提高了集成度，降低了设备成本，减少故障点，增加了***可靠运行时间，并且能够保存蓄电池后备***运行中的所有数据，通过PC机专家分析软件可以对这些数据进一步的深入分析，了解可能会出现的临界状态，起到安全预警的作用，避免一些安全问题的出现，避免由于直流***故障引起的大面积停电事故。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人士应该了解，本发明不受上述实施条例的限制，上述实施条例和说明书中描述的只是用于说明本发明的原理，在不脱离本发明原理和范围的前提下，本发明还可有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围内。
本发明要求保护范围同所附的权利要求书及其它等效物界定。

Claims (4)

1.一种变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，主要包括外壳、设置在外壳表面上的显示单位、设于外壳内的中央处理器、FLASH数据存储器、地址编码和电源模块，显示单位、FLASH数据存储器和地址编码分别与中央处理器连接，电源模块为装置提供电源；其特征在于：在所述外壳内还设有电流测量模块、电压测量模块和A/D转换器，电流测量模块、电压测量模块将测量到的模拟信号分别经A/D转换器转换后传输给中央处理器，经中央处理器处理后将变电站直流***的蓄电池组的电池电压、充放电电流、电压纹波、电流纹波、回路窜入电压、充放电功率、充放电能量、电池内阻、电压稳压率、转换效率等相关数据显示在显示单位上。
2.根据权利要求1所述的变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，其特征在于：在所述外壳上还设有用于将本装置与上位机相连接的RS485通讯端口，中央处理器输出的通讯信号通过光耦隔离电路连接到RS485总线。
3.根据权利要求1或2所述的变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，其特征在于：在所述外壳上还设有USB连接端口。
4.根据权利要求1所述的变电站直流***数字化全功能状态监测及安全评估装置，其特征在于：所述显示单位包括一个LCD显示面板、两个用于显示报警编号的数码管和三个用于指示三种工作状态的LED指示灯。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103308866A (zh) * 2013-06-04 2013-09-18 安徽省电力公司阜阳供电公司 一种变电站直流绝缘在线监测装置
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
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