专利名称：智能变压站中蓄电池的电压监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统技术领域，具体涉及一种智能变压站中蓄电池的电压监测系统。
背景技术：
随着科学技术的发展，特别是单片机和计算机在智能化控制方面的应用，以及在变电站综合自动化系统等方面研究的深入，关于智能变电站中的蓄电池组自动化采集问题也提到日程上来，目前，用于蓄电池组的电压采集电路，一般采集正、负电压需要采用两个回路，导致电压采集的回路较为复杂，不容易实现，电路成本较高，还由于采集正、负电压需要采用两个回路，会引起正、负电压的采样精度无法统一，且两个回路之间存在电干扰，影响采集精度，使用户无法准确及时的掌握蓄电池组的实时状态。
实用新型内容本实用新型的目的是克服现有技术中的不足。本实用新型提供的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，能够同一回路对蓄电池组电压的正、负电压采集，能够保证正、负电压采集的精度一致，使用户准确的掌握电池实时状态，系统设计简单、成本较低、容易实现，具有良好的应用前景。为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是一种智能变压站中蓄电池的电压监测系统，包括电压采集电路和微处理器，所述电压采集电路设有采集输出总线，所述采集输出总线设有一路电池正、负电压信号输出端和一路基准地信号输出端，其特征在于还包括用于放大采集输出总线输出的电池正、负电压信号的运算放大电路，所述运算放大电路设有一路输出，并与微处理器的一信号输入端口相连接。前述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述电压采集电路采用继电器复用方式进行电压测量。前述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述运算放大电路包括双路运算放大器和单路运算放大器U2A，所述双路运算放大器内部设有第一运算放大器UlA和第二运算放大器U1B，所述第一运算放大器UlA的正相输入端做为运算放大电路的一路输入与所述采集输出总线的一路电池正、负电压信号输出端相连接，所述第二运算放大器UlB的输出端做为运算放大电路的输出与微处理器的一信号输入端口相连接；所述单路运算放大器U2A设置在第一运算放大器UlA和第二运算放大器UlB之间，所述第一运算放大器UlA的输出端通过R21与第二运算放大器UlB的反相输入端相连接。前述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述单路运算放大器U2A的正相输入端做为运算放大电路的另一路输入与所述采集输出总线的基准地信号输出端相连接，所述单路运算放大器U2A的输出端与第四二极管D4的负极相连接，所述第四二极管D4的正极通过R24与所述第二运算放大器UlB的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的输出端还通过第三二极管D3与其的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的负相输入端通过电阻R22与所述第一运算放大器UlA的输出端相连接，还通过电阻R23、R24与所述第四二极管D4的正极相连接。本实用新型的有益效果是本实用新型的用于智能变压站中蓄电池的电压监测系统，使用一路运算放大电路来放大采集输出总线输出的正、负电压信号，且运算放大电路能够输出一路正电压信号传送给微处理器的一信号输入端口进行数据处理，将蓄电池组的电压信息传送给后台监测终端，进行显示，保证正、负电压采集的精度一致，使用户准确的掌握智能变电站中的蓄电池组实时工作状态，系统设计思路明确、成本较低、容易实现，采集精度高，具有良好的应用前景。
图1是本实用新型的智能变压站中蓄电池的电压监测系统的系统框图。图2是本实用新型的运算放大电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。本实用新型提供的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，使用一路运算放大电路来放大采集输出总线输出的正、负电压信号，且运算放大电路能够输出一路正电压信号传送给微处理器的一信号输入端口进行数据处理传送给后台监测终端，进行显示，能够保证正、负电压采集的精度一致，使用户准确的掌握智能变电站蓄电池组的实时状态，如图1所示，本实用新型的电压采集系统包括电压采集电路、运算放大电路和微处理器，其中运算放大电路用于放大采集输出总线输出的电池正、负电压信号，得到微处理器能够处理的电压信号，电压采集电路设有采集输出总线，采集输出总线设有一路电池正、负电压信号输出端和一路基准地信号输出端,运算放大电路设有一路输出，并与微处理器的一信号输入端口相连接，所述电压采集电路采用继电器复用方式进行电压测量，测量效果好，精度高。如图2所示，所述运算放大电路包括双路运算放大器和单路运算放大器U2A，其中双路运算放大器的选用型号为LM358运算放大器，LM358运算放大器内部包括两个高增益、独立的、频率补偿的双运放，适用于电压范围很宽的单电源，而且也适用于双电源工作方式，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用，双路运算放大器采用正负5V双电源供电，内部设有第一运算放大器UlA和第二运算放大器U1B，第一运算放大器UlA的正相输入端做为运算放大电路的一路输入与米集输出总线的一路电池正、负电压信号输出端BIN+相连接,第二运算放大器UlB的输出端IN做为运算放大电路的输出与微处理器的一信号输入端口 ADO相连接；单路运算放大器U2A设置在第一运算放大器UlA和第二运算放大器UlB之间，单路运算放大器U2A也采用正负5V双电源供电，第一运算放大器UlA的输出端通过R21与第二运算放大器UlB的反相输入端相连接，单路运算放大器U2A的正相输入端做为运算放大电路的另一路输入与采集输出总线的基准地信号输出端BIN-相连接，单路运算放大器U2A的输出端与第四二极管D4的负极相连接，第四二极管D4的正极通过R24与所述第二运算放大器UlB的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的输出端还通过第三二极管D3与其的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的负相输入端通过电阻R22与所述第一运算放大器UlA的输出端相连接，还通过电阻R23、R24与所述第四二极管D4的正极相连接。本实用新型的运算放大电路的工作过程如下当采集输出总线的一路电池正、负电压信号输出端BIN+输入电压为正时,第一运算放大器UlA构成一电压跟随器，由于BIN+与第一运算放大器UlA的输入端相连接，这里设BIN+的输入电压为U，根据电压跟随器的输入输出关系，第一运算放大器UlA的输出电压=u，这里设计的电阻R21=R22=20K，图3中，a点电势为0，此时第四二极管D4导通，单路运算放大器U2A和电阻R23、R25构成一反相比例运算电路，反相比例运算电路输入输出关系，c点电压为-2u。这使由电阻R21、R24和第二运算放大器UlB构成一反向输入求和电路，由反向输入求和电路输入输出关系得到第二运算放大器UlB的输出电压为u,传送到微处理器的一信号输入端口 AD0,由微处理器对电压信号处理；当米集输出总线的一路电池正、负电压信号输出端BIN+输入电压为负时,第一运算放大器UlA为电压跟随器，这里设BIN+的输入电压为-U，同样第一运算放大器UlA的输出电压=-u，由于R21=R22=20K，a点电势为0，此时第三二极管D3和第四二极管D2均导通，单路运算放大器U2A构成电压跟随器，所以c点电压为零，所以电阻R23、R24、R25均被断路，此时由电阻R21和第二运算放大器UlB构成反向比例运算电路，且由于电阻R21=R26，由反向输入求和电路输入输出关系得到，第二运算放大器UlB的输出电压同样为u,传送到微处理器的一信号输入端口 AD0,由微处理器对电压信号处理。综合上述两种情况，可知，当BIN+输入电压无论正负，此采集系统的输出电压均等于输入电压，且输出电压恒为正，满足电池正、负采集的精度一致，使用户准确的掌握智能变电站中的蓄电池组当前工作状态，系统设计思路明确、成本较低、容易实现，采集精度高，具有良好的应用前景。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效为界。
权利要求1.智能变压站中蓄电池的电压监测系统，包括电压采集电路和微处理器，所述电压采集电路设有采集输出总线，所述采集输出总线设有一路电池正、负电压信号输出端和一路基准地信号输出端，其特征在于还包括用于放大采集输出总线输出的电池正、负电压信号的运算放大电路，所述运算放大电路设有一路输出，并与微处理器的一信号输入端口相连接。
2.根据权利要求1所述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述电压采集电路采用继电器复用方式进行电压测量。
3.根据权利要求1所述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述运算放大电路包括双路运算放大器和单路运算放大器U2A，所述双路运算放大器内部设有第一运算放大器UlA和第二运算放大器U1B，所述第一运算放大器UlA的正相输入端做为运算放大电路的一路输入与所述米集输出总线的一路电池正、负电压信号输出端相连接，所述第二运算放大器UlB的输出端做为运算放大电路的输出与微处理器的一信号输入端口相连接；所述单路运算放大器U2A设置在第一运算放大器UlA和第二运算放大器UlB之间，所述第一运算放大器UlA的输出端通过R21与第二运算放大器UlB的反相输入端相连接。
4.根据权利要求3所述的智能变压站中蓄电池的电压监测系统，其特征在于所述单路运算放大器U2A的正相输入端做为运算放大电路的另一路输入与所述采集输出总线的基准地信号输出端相连接，所述单路运算放大器U2A的输出端与第四二极管D4的负极相连接，所述第四二极管D4的正极通过R24与所述第二运算放大器UlB的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的输出端还通过第三二极管D3与其的反相输入端相连接，所述单路运算放大器U2A的负相输入端通过电阻R22与所述第一运算放大器UlA的输出端相连接，还通过电阻R23、R24与所述第四二极管D4的正极相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种智能变压站中蓄电池的电压监测系统，使用一路运算放大电路来放大采集输出总线输出的正、负电压信号，且运算放大电路能够输出一路正电压信号传送给微处理器的一信号输入端口进行数据处理，并将蓄电池组的电压信息传送给后台监测终端，进行显示。本实用新型提供在同一回路对智能变电站中蓄电池组的正、负电压采集的系统，能够保证正、负电压采集的精度一致，使用户准确的掌握智能变电站中蓄电池组的实时状态，系统设计简单、成本较低、容易实现，具有良好的应用前景。
文档编号G01R19/00GK202870149SQ20122051931
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月11日 优先权日2012年10月11日
发明者李小明 申请人:苏州爱知电机有限公司