一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置。它包括由互感器组与电路组成的输入电路、智能保护CPU、无线测温部分、操作及状态显示部分、失电延时跳闸部分、规约自动转换部分、大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分及电源部分，它还包括高压带电显示器和红外感应探头，本发明实现了高压带电显示、温度控制、控制转换开关、开关柜一次状态图彩色显示、无线测温、通讯规约自动转换、失压延时动作等功能，还可通过以太网光纤接口与上级调度系统衔接，实时将就地相关数据上传。本发明综合了全系列微机保护功能，可广泛应用于电力系统智能型微机综合保护装置领域。
【专利说明】一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种变电站用开关柜及微机综合保护装置，尤其涉及一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置。
【背景技术】
[0002]电力供应在当今社会显得越来越重要，供电的安全、质量与变配电及供电设备的先进性和现代化密切相关，传统的开关柜所具备的功能己远远不能满足现代电力行业的需要，例如:开关柜操作中各种状态的显示及高电压、温湿度显示装置、无线测温报警装置、红外线自动感应探测装置以及全系列微机保护装置，还要具有失压延时动作功能、网络调度及传输数据等功能。
[0003]由于发展历程和历史等原因，完全具备和满足上述条件和功能的设备尚不多见，供电系统在兴建和改造中，目前多是将上述单体设备或装置就地加补安装在开关柜上；由于不是统一设计，安装十分不便，而且这些装置如果互不兼容也增加了采购和调试、运行、维护的成本。
[0004]珠海瑞捷电气有限公司针对上述现状和用户的反馈，研发出了具备操作状态显示和无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置。该智能型微机保护装置由于整合了以上功能，基本涵盖了开关柜的控制、保护、通讯等需求，非常适合安装在自配中转变电站，地区变电站和配电站；因只需就地安装一台智能装置，降低了运行维护成本、操作方便及性价比优而备受用户认可。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置。
[0006]本发明所采用的技术方案是:本发明它包括由互感器组与电路组成的输入电路、智能保护CPU、无线测温部分、操作及状态显示部分、失电延时跳闸部分、规约自动转换部分、大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分及电源部分，所述规约自动转换部分包括通讯接口，所述光电隔离部分包括继电器，所述无线测温部分包括无线测温探头和无线测温接收模块，所述电源部分包括5V和24V直流输出，所述智能保护CPU包括A/D模数转换、SPI接口、定时器、定值存储区、程序存储区、串行口、I/O输入输出接口，所述A/D模数转换与所述输入电路连接，所述SPl接口与所述无线测温接收模块连接，所述定值存储区与所述操作及状态显示部分连接，所述程序存储区与所述失电延时跳闸部分连接，所述串行口与所述规约自动转换部分连接，所述I/O输入输出接口连接着所述大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分。
[0007]所述智能保护CPU还包括:
智能单元状态检测模块，用于检测带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器、电压互感器的状态并实时发送数据给智能单元控制模块；
智能单元判断模块，用于对接收所述智能单元状态检测模块发送的实时数据进行判断，当判断的结果超出设定范围时，则启动所述智能单元控制模块进行相应的控制；
智能单元控制模块，用于接收所述智能单元判断模块发送的指令并对所述带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器、电压互感器的状态进行控制及驱动继电器发出告警信号；
通讯传输模块，接收所述智能单元控制模块指令并将开关状态、电流和电压参数通过装置内部协议打包传输至所述规约自动转换部分再向上级后台通讯系统传输。
[0008]所述智能单元控制模块可根据实际情况控制电加热器、除湿风扇、继电器出口跳闸、点亮故障指示灯及驱动彩屏进行故障信息显示。
[0009]本装置它还包括高压带电显示器和红外感应探头，所述高压带电显示器和红外感应探头均与所述智能保护CPU和大屏幕彩色液晶屏连接，所述大屏幕彩色液晶屏能显示开关柜各种工况和操作状态及回路一次图。
[0010]所述无线测温探头为一个或多个，并被外置安装在所需监测点上，所述无线测温探头与所述无线测温接收模块无线通讯，所述无线测温接收模块可同时与128位无线测温探头通讯。
[0011]所述规约自动转换部分内置有一块通讯规约转换板，所述通讯规约转换板将装置内部通讯协议转换为标准104通讯规约，通过通讯接口与上级系统联接。
[0012]本发明的有益效果是:由于本发明它包括由互感器组与电路组成的输入电路、智能保护CPU、无线测温部分、操作及状态显示部分、失电延时跳闸部分、规约自动转换部分、大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分及电源部分，所述规约自动转换部分包括通讯接口，所述光电隔离部分包括继电器，所述无线测温部分包括无线测温探头和无线测温接收模块，所述电源部分包括5V和24V直流输出，所述智能保护CPU包括A/D模数转换、SPI接口、定时器、定值存储区、程序存储区、串行口、I/O输入输出接口，所述A/D模数转换与所述输入电路连接，所述SPl接口与所述无线测温接收模块连接，所述定值存储区与所述操作及状态显示部分连接，所述程序存储区与所述失电延时跳闸部分连接，所述串行口与所述规约自动转换部分连接，所述I/O输入输出接口连接着所述大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分，同时本装置它还包括高压带电显示器和红外感应探头，所述高压带电显示器和红外感应探头均与所述智能保护CPU和大屏幕彩色液晶屏连接，所述大屏幕彩色液晶屏能显示开关柜各种工况和操作状态及回路一次图。所以本发明是一种具备操作状态显示和无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明电路结构方框图；
图2是本发明操作状态显示的结构示意图；
图3是本发明无线测温部分工作的结构示意图；
图4是本发明失电延时跳闸部分的结构示意图。
【具体实施方式】[0014]如图1所示，本发明它包括由互感器组与电路组成的输入电路、智能保护CPU、无线测温部分、操作及状态显示部分、失电延时跳闸部分、规约自动转换部分、大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分及电源部分，所述规约自动转换部分包括通讯接口，所述光电隔离部分包括继电器，所述无线测温部分包括无线测温探头和无线测温接收模块，所述电源部分包括5V和24V直流输出，所述智能保护CPU包括A/D模数转换、SPI接口、定时器、定值存储区、程序存储区、串行口、I/O输入输出接口，所述A/D模数转换与所述输入电路连接，所述SPl接口与所述无线测温接收模块连接，所述定值存储区与所述操作及状态显示部分连接，所述程序存储区与所述失电延时跳闸部分连接，所述串行口与所述规约自动转换部分连接，所述I/O输入输出接口连接着所述大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分，所述智能保护CPU还包括:智能单元状态检测模块，用于检测带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器、电压互感器的状态并实时发送数据给智能单元控制模块；智能单元判断模块，用于对接收所述智能单元状态检测模块发送的实时数据进行判断，当判断的结果超出设定范围时，则启动所述智能单元控制模块进行相应的控制；智能单元控制模块，用于接收所述智能单元判断模块发送的指令并对上述带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器、电压互感器的状态进行控制及驱动继电器发出告警信号，所述智能单元控制模块可根据实际情况控制电加热器、除湿风扇、继电器出口跳闸、点亮故障指示灯及驱动彩屏进行显示故障信息；通讯传输模块，接收所述智能单元控制模块指令并将开关状态、电流、电压等相关参数通过装置内部协议打包传输至所述规约自动转换部分再向上级后台通讯系统传输。
[0015]本装置它还包括高压带电显示器和红外感应探头，所述高压带电显示器和红外感应探头均与所述智能保护CPU和大屏幕彩色液晶屏连接，所述大屏幕彩色液晶屏能显示开关柜各种工况和操作状态及回路一次图。
[0016]所述无线测温探头为一个或多个，并被外置安装在所需监测点上，所述无线测温探头与所述无线测温接收模块无线通讯，所述无线测温接收模块可同时与128位无线测温探头通讯。
[0017]由于电力系统要求智能保护装置能够直接与104通讯协议无缝衔接，所述规约自动转换部分内置了一块通讯规约转换板，可将装置内部通讯协议转换为标准104通讯规约，通过通讯接口与上级系统联接。
[0018]本实施例中，综合多种装置功能于一台智能型微机保护装置，它的 实现方法是:
一、开关柜操作状态显示功能:
1、开关柜高压带电显示器与控制转换开关安装在智能保护装置面板上，其接线在智能保护装置外部，进而保障了强弱电分离。
[0019]2、温度检测探头连线接入智能保护装置端子，通过智能保护装置CPU将实时温度显示于液晶屏。
[0020]3、红外线感应探头安装在装置面板上，当感应到柜前两米范围内有调试人员时，会自动点亮智能保护装置液晶彩屏，以便于运行调试人员观察开关柜一次状态。
[0021]二、无线测温功能:
1、无线测温探头外置安装在开关柜的监测点上，通过无线传输模式与智能保护装置内部无线接收模块通讯，进而将监测点实时温度上传。
[0022]2、智能保护装置内部无线接收模块可同时与128位无线测温探头通讯，所采集的监测点实时温度由智能保护装置CPU判断是否温度过高并发出告警信号。
[0023]三、通讯规约自动转换功能:
1、由于电力系统要求智能保护装置能够直接与104通讯协议无缝衔接，智能保护装置内置了一块通讯规约转换板，可将装置内部通讯协议转换为标准104通讯规约，通过转换板上的以太网光纤接口与上级系统联接。
[0024]四、失压延时动作功能:
1、为保障开关柜断路器能够在故障时可靠分断，智能保护装置内部安装了容量为2000 Uf的电容，保证60S的时间内持续分断开关柜断路器，增加了设备的可靠性。所述容量为2000 μ f的电容的通断连接受控于所述光电隔离部分所包括的继电器。
[0025]该智能型微机保护装置综合集成并实现了高压带电显示、温度控制、控制转换开关、开关柜一次状态图彩色显示、红外线自动感应探头、无线测温、通讯规约自动转换、全系列微机保护及失压延时动作等功能，还可通过以太网光纤接口与上级调度系统衔接，实时将就地相关数据上传。可全部适用于不同用户的现场要求，应用范围十分广泛。本发明可广泛应用于电力系统智能型微机综合保护装置领域。
【权利要求】
1.一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:它包括由互感器组与电路组成的输入电路、智能保护CPU、无线测温部分、操作及状态显示部分、失电延时跳闸部分、规约自动转换部分、大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟、光电隔离部分及电源部分，所述规约自动转换部分包括通讯接口，所述光电隔离部分包括继电器，所述无线测温部分包括无线测温探头和无线测温接收模块，所述电源部分包括5V和24V直流输出，所述智能保护CPU包括A/D模数转换、SPI接口、定时器、定值存储区、程序存储区、串行口及I/O输入输出接口，所述A/D模数转换与所述输入电路连接，所述SPl接口与所述无线测温接收模块连接，所述定值存储区与所述操作及状态显示部分连接，所述程序存储区与所述失电延时跳闸部分连接，所述串行口与所述规约自动转换部分连接，所述I/O输入输出接口连接着所述大屏幕彩色液晶屏、键盘、实时时钟及光电隔离部分。
2.根据权利要求1所述的一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:所述智能保护CPU还包括: 智能单元状态检测模块，用于检测带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器和电压互感器的状态并实时发送数据给智能单元控制模块； 智能单元判断模块，用于对接收所述智能单元状态检测模块发送的实时数据进行判断，当判断的结果超出设定范围时，则启动所述智能单元控制模块进行相应的控制； 智能单元控制模块，用于接收所述智能单元判断模块发送的指令并对所述带电显示器、转换开关、温度探头、湿度探头、红外线探头、电流互感器和电压互感器的状态进行控制及驱动继电器发出告警信号； 通讯传输模块，接收所述智能单元控制模块指令并将开关状态、电流和电压参数通过装置内部协议打包传输至所述规约自动转换部分再向上级后台通讯系统传输。
3.根据权利要求1所述的一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:所述智能单元控制模块可根据实际情况控制电加热器、除湿风扇、继电器出口跳闸以及点亮故障指示灯并驱动彩屏进行故障信息显示。
4.根据权利要求1所述的一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:它还包括高压带电显示器和红外感应探头，所述高压带电显示器和红外感应探头均与所述智能保护CPU和大屏幕彩色液晶屏连接，所述大屏幕彩色液晶屏能显示开关柜各种工况和操作状态及回路一次图。
5.根据权利要求1所述的一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:所述无线测温探头为一个或多个，并被外置安装在所需监测点上，所述无线测温探头与所述无线测温接收模块无线通讯，所述无线测温接收模块可同时与128位无线测温探头通讯。
6.根据权利要求1所述的一种具备操作状态显示、无线测温及通讯规约自动转换功能的智能型微机保护装置，其特征在于:所述规约自动转换部分内置有一块通讯规约转换板，所述通讯规约转换板将装置内部通讯协议转换为标准104通讯规约，通过通讯接口与上级系统联接。
【文档编号】H02B1/24GK103746296SQ201310408740
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】谢海涛, 卢东亮 申请人:珠海瑞捷电气有限公司