CN107276056A - 一种基于arm的智能变电站实时监测*** - Google Patents

一种基于arm的智能变电站实时监测*** Download PDF

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张海峰
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Abstract

本发明公开一种基于ARM的智能变电站实时监测***，属于变电站监测技术领域，为了解决现有技术中变电站的温度和继电保护***监测过程响应慢，不能做到实时监测，而且散热效果不好的问题：一种基于ARM的智能变电站实时监测***，包括温度监测***、继电保护***、主控***、无线传感***和散热***，所述温度监测***、继电保护***和散热***的输出端分别与主控***的输入端建立连接关系，主控***的输出端与无线传感***的输入端建立双向数据通信连接关系。本发明实时在线检测，成本低，工艺简单，对改善生活水平以及低碳环保具有重要作用，适于推广。

Description

一种基于ARM的智能变电站实时监测***
技术领域
一种变电站监测***，属于变电站监测技术领域，主要涉及一种基于ARM的智能变电站实时监测***。
背景技术
随着社会的高速发展和科学技术的不断进步，电力***作为关系到国民生产生活的重要环节，已朝着智能化的方向发展。作为电力***中最重要的电气设备之一，变电站的智能化程度直接决定了智能化电力***的发展，具有重要的研究意义。目前我国研究人员对智能变电站的研究做出了大量的工作，投入了巨额资金，并产生了一定的研究成果。然而，目前变电站的温度和继电保护***监测过程响应慢，不能做到实时监测，而且散热效果不好，不能满足人们的日常需求。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种基于ARM的智能变电站实时监测***，将无线传感网络与变电器结合在一起，实现对变电器的参数指标进行无线实时监测，监控精度高，监控速度快，易于实现。
本发明的目的是这样实现的：
一种基于ARM的智能变电站实时监测***，包括温度监测***、继电保护***、主控***、无线传感***和散热***，所述温度监测***、继电保护***和散热***的输出端分别与主控***的输入端建立连接关系，主控***的输出端与无线传感***的输入端建立双向数据通信连接关系。
进一步地，所述温度检测***包括依次建立连接关系的温度采集器、AD处理单元和精度校准单元，所述精度校准单元输出端与主控***建立连接关系。
进一步地，所述温度采集器采用热电偶温度传感器，采集范围0-1024℃。
进一步地，所述继电保护***包括依次连接的保护装置和电子互感器，所述电子互感器直接测量电容电流，实现对高压电压的监测。
进一步地，所述继电保护***为纵联电流差动保护、断路器失灵保护和重合闸保护。
进一步地，所述电流差动保护因为其出色的选择性以及灵敏性，被广泛应用于变压器、母线等重要电气设备的保护中，一般都用作主保护。若不考虑输电线路对地形成的分布电容，则从宏观上可将其看作一个电气节点。根据基尔霍夫电流定律可知，若线路正常运行或只发生外部故障，则流入该节点的电流矢量和为零，即：
=0
式中，为流入输电线路侧的电流向量。
当被保护线路发生内部故障时，故障支路流入母线的故障电流便会破坏平衡，此时：
=
此电流在差动保护继电器中形成的电流矢量和为零，继电器不发生动作。该保护方式速动性强，几乎可达到无时限性切除，而光纤通信的飞速发展使得级联差动保护在长距离的高压、超高压的线路保护中也被广泛应用。
进一步地，当***发生故障时，故障设备的继电保护装置发出跳闸指令，而断路器发生拒动时，相邻设备的断路器动作分离故障，这样的保护称为断路器失灵保护。其依据保护装置的动作信息和未工作的断路器的电流为依据判别断路器是否失灵。该保护方式能够快速切除站内与其相关联的所有断路器，保护电网安全运行，最小限度地限制停电范围。断路器失灵保护一旦触发动作，则装配该保护的输电母线上所有支路电气元件的断路器都将被切除，其操作回路连接在一起，因此，一旦发生误动可能会伴随着严重的事故，这也正突出了其可靠性的重要程度。为了避免事故的发生，断路器失灵保护动作，两个条件缺一不可：即故障元件保护出口动作后不复归；另一个是在被保护范围内，利用判定元件检查母线上各条支路的相电流是否存在来判定故障是否己被消除，若未消除，则保护动作。
进一步地，从过往事实经验看，故障大多发生在输电线路上，其中架空线路尤为居多，但是绝大部分的这类故障都不是永久性的，往往都是伴随意外的发生，处于暂时故障状态，例如狂风呼啸会使输电线短替接触，风平之时会自动恢复：又如雷暴天气电肉雷鸣会引起的绝缘子巧烁；而鸟类及树枝也是使得输电线发生故障的不确定因素。但送类故障由于其偶然性与暂时性，只需重合闽保护迅速切断，等待高巧电弧完全媳灭之后，重新闭合刀闽，线路便可正常供电，不存在任何安全隐患。如这种经过一段时间便可恢复的故障便是暂时性故障。装配重合阐保护可Ｗ避免不必要的麻烦，快速恢复供电，这对提高供电的可靠性显然是有利的。从原理上来说，重合间可由供电职员手动操作合阐，但自动装置快速可靠，可避免长时间停电，及人工操作可能带来的高压***不稳定的问题。故在电力***中自动重合间被广泛采用。自动重合间能明显提高双电源***并列运行稳定性。其本身的投资低，工作可靠。因此，自动重合阐保护就显得尤为重要。我国规程规定在10kV及以下但凡装设断路器的架空线路或电缆上，都要装设自动重合阐装置ｔｗ。但是，凡事都有两面性，若故障地点发生的是永久性故障，再次合间后，***会因为在送较短的时间间隔内连续受到两次短路电流冲击而产生振荡甚至失步，导致***解裂事故进一步扩大。按照应用环境的区别，自动重合间装置会有不同的区分，如单相自动重合阐、兰相自动重合阐队及自动重合阐。
进一步地，所述主控***包括第一主控***和第二主控***，所述第一主控***包括第一主控芯片和与第一主控芯片相连接的第一***电路，第二主控***包括第二主控芯片和与第二主控芯片相连接的第二***电路，所述第一主控芯片和第二主控芯片建立双向数据通信连接。
进一步地，所述第一***电路包括第一最小***电路、JTAG接口电路、开关量输出电路和人机交互电路。
进一步地，所述第二***电路包括第二最小***电路、无线传感匹配电路和过载保护电路。
进一步地，所述无线传感***包括并联连接的GPRS传感网络和ZigBee传感网络。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：根据本发明公开的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，具有良好的监测精度和监测速度，自动化程度高，无需人工中途干预，解决了现有技术中的变电站的监测盲点问题，将无线传感技术与变电器技术相结合，实现实时在线检测，成本低，工艺简单，对改善生活水平以及低碳环保具有重要作用，适于推广。
附图说明
图1是本发明的结构框图。
图中，1、温度监测***；2、继电保护***；3、主控***。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
一种基于ARM的智能变电站实时监测***，包括温度监测***1、继电保护***2、主控***3、无线传感***和散热***，所述温度监测***1、继电保护***2和散热***的输出端分别与主控***3的输入端建立连接关系，主控***3的输出端与无线传感***的输入端建立双向数据通信连接关系。
所述温度检测***1包括依次建立连接关系的温度采集器、AD处理单元和精度校准单元，所述精度校准单元输出端与主控***建立连接关系。
所述温度采集器采用热电偶温度传感器。
所述热电偶温度传感器型号为MAX6675，所述热电偶温度传感器的分辨率为0.25℃。
所述继电保护***2包括依次连接的保护装置和电子互感器，所述电子互感器直接测量电容电流，实现对高压电压的监测。
所述主控***3包括第一主控***和第二主控***，所述第一主控***包括第一主控芯片和与第一主控芯片相连接的第一***电路，第二主控***包括第二主控芯片和与第二主控芯片相连接的第二***电路，所述第一主控芯片和第二主控芯片建立双向数据通信连接。
所述第一主控芯片为AT91SAM9261，第二主控芯片为MSP430F149。
所述第一***电路包括第一最小***电路、JTAG接口电路、开关量输出电路和人机交互电路。
所述第二***电路包括第二最小***电路、无线传感匹配电路和过载保护电路。
所述无线传感***包括并联连接的GPRS传感网络和ZigBee传感网络。
应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本发明的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的申请主题的一部分。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于ARM的智能变电站实时监测***，包括温度监测***、继电保护***、主控***、无线传感***和散热***，其特征在于：所述温度监测***、继电保护***和散热***的输出端分别与主控***的输入端建立连接关系，主控***的输出端与无线传感***的输入端建立双向数据通信连接关系。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述温度检测***包括依次建立连接关系的温度采集器、AD处理单元和精度校准单元，所述精度校准单元输出端与主控***建立连接关系。
3.根据权利要求2所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述温度采集器采用热电偶温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述继电保护***包括依次连接的保护装置和电子互感器，所述电子互感器直接测量电容电流，实现对高压电压的监测。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述主控***包括第一主控***和第二主控***，所述第一主控***包括第一主控芯片和与第一主控芯片相连接的第一***电路，第二主控***包括第二主控芯片和与第二主控芯片相连接的第二***电路，所述第一主控芯片和第二主控芯片建立双向数据通信连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述第一***电路包括第一最小***电路、JTAG接口电路、开关量输出电路和人机交互电路。
7.根据权利要求5所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述第二***电路包括第二最小***电路、无线传感匹配电路和过载保护电路。
8.根据权利要求1所述的一种基于ARM的智能变电站实时监测***，其特征在于：所述无线传感***包括并联连接的GPRS传感网络和ZigBee传感网络。
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