一种HGIS隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置及方法与流程

本发明属于电源监测，尤其涉及变电站内设备直流电源在线监测领域，具体涉及一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置及方法。

背景技术：

1、变电站内有些设备厂家在设计产品时隔离开关控制及动力两部分电源均采用直流电源。但此直流未使用站内直流电源，而采用在汇控柜内交流经整流变直流作为电源。两路整流模块长期带电运行。在经多年设备带电运行后，多次出现在停、送电操作过程中出现隔离开关拒动的问题，严重设备正常操作及事故处理的情况，甚至严重危及电网安全运行。

2、现阶段直流电源输出状态的主要监测手段有电阻分压采集、直流电压变送器、直流仪表等方案，输出接口主要有基于modbus-rtu的rs485接口、继电器节点输出、4～20ma或者dc0～5v电压输出等。基于电阻分压采集的方案具有成本低、体积小、设计灵活、对外接口自由设计，与已有的监控系统兼容性好等优点，

3、公布号为cn101216371a的专利文献公开了一种发动机控制模块环境耐久性测试通用平台由工业控制计算机、信号发生子系统、状态监测子系统、模拟负载子系统箱、环境实验箱、应用软件和数据库管理系统等组成。该系统建立在电喷发动机的控制技术，多层can总线网络通信技术，耐久性测试规范，pcm长期可靠性评估方法等关键技术之上，基于虚拟仪器技术和嵌入式计算机系统，能够提供汽车传感器模拟信号和执行机构的动作，实时控制环境变量和大功率直流电源，在线监测pcm运行状态，利用可靠性评价专家系统对pcm的耐久性做出评估。该平台兼容多厂家、多种型号pcm的环境耐久性测试，是个开放式的测试系统，并具有很强的升级拓展能力。

4、市面上已有的电源电压监测产品存在监测电压输入范围不匹配、输出接口单一、通信接口兼容性差或者需要对现有设备进行较大改动等问题，安装调试难度大，同现有的监控系统适配调试工作量大，难以批量推广。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置及方法，有效避免因电源故障导致的隔离开关拒动事故，提高电网安全运行水平。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置，包括与电源分别连接的电压采样模块和mcu控制器，所述电压采样模块和所述mcu控制器通过数据线连接，所述mcu控制器还分别独立连接有4g/5g模块、通信接口模块、继电器、蜂鸣器和模拟负载。

3、进一步地，所述电压采样模块包括高精度电阻和adc模块，所述高精度电阻和adc模块共同完成电压采样。

4、进一步地，所述通信接口模块包括一路rs485通信接口，通过数据线连接现有监控系统。

5、本发明还提供一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，包括以下步骤，s1，电压采样调理电路中通过高精度电阻对隔离开关控制电源和动力电源输出电压进行分压和低通滤波后得到0～3v的低电压；s2，调理电路输出电压输入adc进行采样；s3，mcu控制器读取adc采样电压并进行转换计算，并实时与设定的欠压预警阈值比较，监测两路输出电压是否在正常合理范围内；s4，通过智能或手动控制模式，模拟隔离开关投切时的负载工况，实时监测电源电压是否在合理范围内，及时发现安全隐患。

6、进一步地，所述s4还包括基于vpn虚拟专用网络4g/5g通讯接口，可将采样数据通过无线通信方式上送到云服务器端，运维人员通过web页面实时在线查看隔离开关电源监测数据。

7、进一步地，所述s4还包括通过一路rs485通信接口，使用modbus-rtu标准通信协议，可轻松接入现有监控系统，用于上送两路电源电压监控数据。

8、进一步地，所述s4还包括通过至少两路继电器开出接口，用于输出两路电源电压正常/异常状态。

9、进一步地，所述s4还包括蜂鸣器报警输出，当监测到电源电压输出异常时蜂鸣器输出报警声响，提醒运检人员及时处理。

10、进一步地，所述s4还包括通过可控制投切外接的模拟负载电阻，用于测试电源电压是否在合理范围，验证电源在带载状态下的工作可靠性。

11、现阶段直流电源输出状态的主要监测手段有电阻分压采集、直流电压变送器、直流仪表等方案，输出接口主要有基于modbus-rtu的rs485接口、继电器节点输出、4～20ma或者dc0～5v电压输出等。基于电阻分压采集的方案具有成本低、体积小、设计灵活、对外接口自由设计，与已有的监控系统兼容性好等优点，

12、市面上已有的电源电压监测产品存在监测电压输入范围不匹配、输出接口单一、通信接口兼容性差或者需要对现有设备进行较大改动等问题，安装调试难度大，同现有的监控系统适配调试工作量大，难以批量推广。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

14、本发明提供一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置及方法，提出了模拟负载的设计理念，可在线验证动力电源在带载工况下的工作性能，对动力电源工作能力进行充分的验证测试，对动力电源空载和带载两种工况均能进行在线监测，及时发现设备的异常状态；通过vpn技术，利用无线公网，在不对现有监控系统进行任何改造的情况下实现数据专用加密传输；多种输出接口，方便接入已有的监控系统，兼容性好，只需简单改造即可接入现有系统。

技术特征：

1.一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置，其特征在于：包括与电源分别连接的电压采样模块和mcu控制器，所述电压采样模块和所述mcu控制器通过数据线连接，所述mcu控制器还分别独立连接有4g/5g模块、通信接口模块、继电器、蜂鸣器和模拟负载。

2.根据权利要求1所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置，其特征在于：所述电压采样模块包括高精度电阻和adc模块，所述高精度电阻和adc模块共同完成电压采样。

3.根据权利要求1所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置，其特征在于：所述通信接口模块包括一路rs485通信接口，通过数据线连接现有监控系统。

4.一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：包括以下步骤，

5.根据权利要求4所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：所述s4还包括基于vpn虚拟专用网络4g/5g通讯接口，可将采样数据通过无线通信方式上送到云服务器端，运维人员通过web页面实时在线查看隔离开关电源监测数据。

6.根据权利要求4所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：所述s4还包括通过一路rs485通信接口，使用modbus-rtu标准通信协议，可轻松接入现有监控系统，用于上送两路电源电压监控数据。

7.根据权利要求4所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：所述s4还包括通过至少两路继电器开出接口，用于输出两路电源电压正常/异常状态。

8.根据权利要求4所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：所述s4还包括蜂鸣器报警输出，当监测到电源电压输出异常时蜂鸣器输出报警声响，提醒运检人员及时处理。

9.根据权利要求4所述的一种hgis隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测方法，其特征在于：所述s4还包括通过可控制投切外接的模拟负载电阻，用于测试电源电压是否在合理范围，验证电源在带载状态下的工作可靠性。

技术总结
本发明公开了一种HGIS隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置及方法，所述HGIS隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置，包括与电源分别连接的电压采样模块和MCU控制器，所述电压采样模块和所述MCU控制器通过数据线连接，所述MCU控制器还分别独立连接有4G/5G模块、通信接口模块、继电器、蜂鸣器和模拟负载；本发明基于HGIS隔离开关控制及操作整流电源智能在线监测装置还提供一种实施方法；有效避免因电源故障导致的隔离开关拒动事故，提高电网安全运行水平。

技术研发人员：扶光光,贾罡,张利,杨瑶玉,焦澎,刘文静,王坛,刘锦蕙,高晓丽,魏来,周鑫,王允,李岚,武少迪,丁子郡,于海,白杨
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司超高压公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22