专利名称：带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种消弧消谐控制器，尤其是一种用于3 35kV中性点非有效接地系统中的带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器。
背景技术：
随着计算机技术、图像数字化技术和信息技术的应用，根据电力、农业、水利、电信等具有大量无人值守机房/变电站的用户的远程综合监控需求，无人值守远程综合监控系统的应用越来越广泛。无人值守变电站可实现用户对前端无人或少人值守系统的综合监控、集中管理，利用现有的网络对前端的图像、环境、设备运行状态、门禁、周界防范等进行有效的监控和管理，可大幅度提高了对前端监控的实时性、有效性，降低人员及管理成本。在现有的无人值守变电站中，3 35kV中性点非有效接地系统的消弧消谐控制器大部分无通信功能或者采用CAN总线、RS485等的有线通信模式。而随着现代电力系统对无人值守变电站的自动化程度要求越来越高，无通信功能的消弧消谐控制器根本无法满足这种无人值守的情况。对于采用CAN总线、RS485的有线通信系统其通信距离受到很大限制，难以满足远程监控的需要。随着3G网络的通信技术日渐成熟，覆盖面又广，利用移动运营商提供的无线网络实现配电网数据采集和监控，将成为电力系统现代化的一个重要发展方向。
实用新型内容本实用新型是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，以提高无人值守变电站的通信能力和中性点非有效接地系统的安全性。本实用新型为解决技术问题采用以下技术方案。带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，其结构特点是，包括信号采集模块、微控制器MCU、无线通信模块和输出驱动模块；所述信号采集模块与微控制器MCU相连接，用于采集中性点非有效接地系统的运行状态参数并传送给所述微控制器MCU ；所述微控制器 MCU，用于接受和处理信号采集模块传送的中性点非有效接地系统的运行状态参数并根据所述运行状态参数进行故障分析，并输出保护及报警信号同时记录故障信息；所述无线通信模块，用于将中性点非有效接地系统的故障信息发送至监控中心；所述输出驱动模块，包括输出驱动电路、保护继电器和报警继电器，用于接收所述微控制器MCU输出的保护及报警信号，并通过输出驱动电路驱动保护继电器和报警继电器吸合来接通保护和报警电路。本实用新型带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器的结构特点也在于所述无线通信模块为3G无线通信模块。所述无线通信模块包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽。还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括显示器和键盘。与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在[0012]通过采用无线通信模块，可随时将故障信息传输给监控中心，使得监控中心通过无线网络实现遥信、遥测、遥控、遥调等功能，监控中心也可以根据需要通过3G无线网络随时获取装置当前的运行情况或者查阅故障记录，降低了系统的通信方面的成本，提高了系统的通信能力。本实用新型的消弧消谐控制器，具有可提高无人值守变电站的通信能力和中性点非有效接地系统的安全性等优点。
图1为本实用新型的消弧消谐控制器的结构框图。图2为设置有本实用新型的消弧消谐控制器的中性点非直接接地系统的系统原理图。图3为本实用新型的消弧消谐控制器的3G模块控制电路。附图1 附图3中标号1信号采集模块，2微控制器MCU，3无线通信模块，31SIM 卡插槽，4输出驱动模块，41输出驱动电路，42保护继电器，43报警继电器，5人机交互模块。以下通过具体实施方式
，并结合附图对本实用新型作进一步说明。
具体实施方式
参见附图1 附图3，带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，包括信号采集模块1、微控制器MCU2、无线通信模块3和输出驱动模块4。所述信号采集模块1与微控制器MCU2相连接，用于采集中性点非有效接地系统的运行状态参数并传送给所述微控制器 MCU2 ；信号采集主要是A、B、C三相及零序电压的测量及一些相关开关量的输入；A、B、C三相及零序电压的测量主要是通过对系统中的电压互感器PT上数据的读取通过A/D转换以后送入MCU ；而开关量输入则包括装置运行情况(停运还是投运)；A、B、C三相的熔丝状态 (是否熔断，熔断则报熔丝熔断故障)；A、B、C三相的接触器状态(断开还是吸合)。所述微控制器MCU，用于接受和处理信号采集模块1传送的中性点非有效接地系统的运行状态参数并根据所述运行状态参数进行故障分析，并输出保护及报警信号同时记录故障信息；将送入MCU的电压信号做FFT变换得到所需要的三相电压以及中性点位移电压的幅值和相位等数据，然后与故障判据进行对比判断当前是否发生故障，如果发生故障则输出保护及报警信号同时记录故障信息。所述无线通信模块3，用于将中性点非有效接地系统的故障信息发送至监控中心； 所述输出驱动模块4，包括输出驱动电路41、保护继电器42和报警继电器43，用于接收所述微控制器MCU输出的保护及报警信号，并通过输出驱动电路41驱动保护继电器42和报警继电器43吸合来接通保护和报警电路。通过采用无线通信模块，可随时将故障信息传输给监控中心，使得监控中心通过无线网络实现遥信、遥测、遥控、遥调等功能，监控中心也可以根据需要通过3G无线网络随时获取装置当前的运行情况或者查阅故障记录，降低了系统的通信方面的成本，提高了系统的通信能力。所述无线通信模块优选为3G无线通信模块。3G无线通信模块能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，数据传输速度快，通信功能强大，可进一步提高控制器的通信能力。所述无线通信模块包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽31。通过SIM卡将SIM卡上的相关数据读取到模块中，接着发送拨号命令控制模块拨号，实现监控中心和控制器之间的通信。还包括人机交互模块5，所述人机交互模块5包括显示器和键盘。显示器为IXD显示器，通过LCD显示器进行数据信息的显示，通过键盘实现数据的输入，从而实现人机交互的目的。如图2中，QS为高压隔离开关，JPB为组合式过电压保护器，FUl为高压限流熔断器，FU2为高压限压熔断器，PT为电压互感器，ZK为高压真空接触器，RV为高能限压器，WZK 为本实用新型的消弧消谐控制器。控制器通过系统中的电压互感器PT始终对电网A、B、C 三相电压和中性点电位进行监测，它能够根据电网三相电压的幅值、不平衡程度以及中性点位移电压的幅值和相位等，自动判断系统发生的故障性质，从而发出准确的指令，控制装置消弧或消谐，同时通过3G无线网络将故障信息发送到监控中心。当然监控中心也可以根据需要通过3G无线网络随时获取装置当前的运行情况或者查阅故障记录。当系统发生弧光接地时，控制器将控制消弧继电器吸合驱动真空接触器瞬时合、 分高能限压器、放电线圈等吸收电弧激励能量，达到消弧的目的。当系统发生铁磁谐振时，控制器将控制消谐继电器在PT的开口三角投入消谐电阻，限制这种谐振产生的过电压和过电流，并消耗谐振能量，达到消谐的目的。如图3所示3G模块是采用4. 2V电源供电，由MCU通过UART 口输出AT命令进行控制。模块14脚VRTC处接的BATTERY为3. 3V锂电及充电电路VCC为3. 3V，为3G模块内部的时钟供电，Ull为SIM卡插槽。MCU首先控制4. 2V电源芯片给3G模块上电；然后将模块的17脚0N/0FF及39脚DTR置高开启模块；等待模块启动完毕发送AT命令控制3G模块通过1/0(数据)、CLK(时钟)将SIM卡上的相关数据读取到模块中；接着发送拨号命令控制模块拨号；等待与监控中心建立连接以后发送注册信息，该信息包括装置地址、当前时间、当前装置状态；连接建立以后控制器会每隔一定时间给中心发送一次类似的信息只不过这个信息的信息功能码不同，这个信息称作心跳包，同时中心在收到这个心跳包的同时也会给控制器回一条相同的心跳包，用于维持连接这个过程称为握手；另外监控中心在需要时可以发送各种命令，控制器在收到这些命令后根据命令的内容或上传相关信息或完成相关操作，例如监控中心下发上传故障信息指令，控制器在收到后将当前记录的故障信息打包上传给监控中心。
权利要求1.带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，其特征是，包括信号采集模块(1)、微控制器MCU O)、无线通信模块(3)和输出驱动模块(4)；所述信号采集模块(1)与微控制器MCUQ)相连接，用于采集中性点非有效接地系统的运行状态参数并传送给所述微控制器MCU (2)；所述微控制器MCU，用于接受和处理信号采集模块(1)传送的中性点非有效接地系统的运行状态参数并根据所述运行状态参数进行故障分析，并输出保护及报警信号同时记录故障信息；所述无线通信模块(3)，用于将中性点非有效接地系统的故障信息发送至监控中心；所述输出驱动模块，包括输出驱动电路Gl)、保护继电器0 和报警继电器G3)， 用于接收所述微控制器MCU输出的保护及报警信号，并通过输出驱动电路驱动保护继电器G2)和报警继电器03)吸合来接通保护和报警电路。
2.根据权利要求1所述的带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，其特征是，所述无线通信模块为3G无线通信模块。
3.根据权利要求1或2所述的带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，其特征是，所述无线通信模块包括用于插入SIM卡的SIM卡插槽(31)。
4.根据权利要求1所述的带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，其特征是，还包括人机交互模块(5)，所述人机交互模块( 包括显示器和键盘。
专利摘要本实用新型公开了一种带有远程无线通信模块的消弧消谐控制器，包括信号采集模块、微控制器MCU、无线通信模块和输出驱动模块；信号采集模块与微控制器MCU相连接，用于采集中性点非有效接地系统的运行状态参数并传送给微控制器MCU；微控制器MCU，用于接受和处理信号采集模块传送的中性点非有效接地系统的运行状态参数并根据运行状态参数进行故障分析，并输出保护及报警信号同时记录故障信息；无线通信模块，用于将中性点非有效接地系统的故障信息及其它运行状态信息发送至监控中心；输出驱动模块，用于保护输出和报警输出。本实用新型的消弧消谐控制器，具有可提高无人值守变电站的通信能力和中性点非有效接地系统的安全性等优点。
文档编号H02H9/08GK202121319SQ20112019962
公开日2012年1月18日 申请日期2011年6月14日 优先权日2011年6月14日
发明者单章, 岳广, 许林冲 申请人:安徽巨森电器有限公司