智能備用電源自投控制器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種備用電源自投控制器，涉及電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，包括對(duì)二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行采集的電流電壓采樣電路、對(duì)采集的二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行隔離處理的互感器、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集的開(kāi)關(guān)量采集電路、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的光耦隔離電路、對(duì)電源輸入和電源輸出進(jìn)行切換的電源切換電路，以及分別與各電路連接并控制各電路工作的中央處理器。本實(shí)用新型專(zhuān)利技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，性能靠高。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化
，確切地說(shuō)涉及適用于6 35kV配網(wǎng)系統(tǒng)中的備用電源自投控制器。技術(shù)背景在配網(wǎng)系統(tǒng)中，對(duì)于重要用戶，為了提高供電的可靠性，通常采用雙電源供電方式。備用電源自投控制器是實(shí)現(xiàn)雙電源切換的重要保障。如公開(kāi)號(hào)為CN2222979，公開(kāi)日為1996年3月20日的中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種備用電源自投控制裝置，它由檢測(cè)電路，可編程序控制器、顯示電路、聲光報(bào)警電路和閉鎖執(zhí)行電路組成。其特點(diǎn)是該裝置不但具有電源信號(hào)檢測(cè)功能，而且還能對(duì)設(shè)備開(kāi)、關(guān)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并將設(shè)備所處狀態(tài)和設(shè)備代碼通過(guò)顯示器顯示出來(lái)，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí)，顯示電路和聲光報(bào)警電路直接指示出故障設(shè)備，便于工作人員及時(shí)處理，保證自投控制裝置始終處于正常工作狀態(tài)，大大提高了裝置的可靠性，其自投成功率達(dá)100%，同時(shí)它還具有電機(jī)保護(hù)功能。但以上述專(zhuān)利文獻(xiàn)為代表的備用電源自投控制器的工作電源為直流電源，在配網(wǎng)系統(tǒng)中通常是采用“UPS+整流裝置”的方式給備用電源自投控制器供電。此外，真空斷路器的操作電源也需UPS提供。UPS需要定期進(jìn)行維護(hù)并更換電池，一方面增加了設(shè)備成本和運(yùn)行維護(hù)的工作量，另一方面降低了設(shè)備的可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本技術(shù)提出了一種能省去UPS和整流裝置的備用電源自投控制器，滿足重要用戶可靠不間斷供電的要求。本技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，性能靠聞。本技術(shù)是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種備用電源自投控制器，其特征在于包括對(duì)二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行采集的電流電壓采樣電路、對(duì)采集的二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行隔離處理的互感器、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集的開(kāi)關(guān)量采集電路、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的光耦隔離電路、對(duì)電源輸入和電源輸出進(jìn)行切換的電源切換電路，以及分別與各電路連接并控制各電路工作的中央處理器。所述中央處理器上還連接有通訊接口、液晶顯示器和按鍵輸入接口。所述中央處理器為單片機(jī)STM32F4。所述液晶顯示器采用128*64點(diǎn)陣的液晶模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的有益效果表現(xiàn)在采用如本技術(shù)所述的電路結(jié)構(gòu)形成的自投控制器，省去了 UPS和整流裝置，從而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。而采用兩路進(jìn)線互為備投的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)控制器電源以及操作電源的自動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)一路進(jìn)線帶電，則控制器和操作電源有電的功能。附圖說(shuō)明下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，其中圖I為本技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)原理圖圖中標(biāo)記I、中央處理器，2、電流電壓采樣電路，3、光耦隔離電路，4、電源切換電路，5、液晶顯示器，6、按鍵輸入接口，7、通訊接口，8、互感器。具體實(shí)施方式實(shí)施例I作為本技術(shù)的最佳實(shí)施方式，參照說(shuō)明書(shū)附圖1，本技術(shù)公開(kāi)了一種備用電源自投控制器，其電路結(jié)構(gòu)包括對(duì)二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行采集的電流電壓采樣電路2、對(duì)采集的二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行隔離處理的互感器8、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集的開(kāi)關(guān)量采集電路、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的光耦隔離電路3、對(duì)電源輸入和電源輸出進(jìn)行切換的電源切換電路4，以及分別與各電路連接并控制各電路工作的中央處理器I。所述中央處理器I上還連接有通訊接口 7、液晶顯示器5和按鍵輸入接口。所述中央處理器I為單片機(jī)STM32F4。所述液晶顯示器5采用128*64點(diǎn)陣的液晶模塊。實(shí)施例2當(dāng)然，如果將電源自投控制器生產(chǎn)為實(shí)際的產(chǎn)品，我們進(jìn)行以下可行性分析及硬件結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計(jì)一、可行性分析根據(jù)用戶需求，將要設(shè)計(jì)一款能夠?qū)崿F(xiàn)兩路進(jìn)線互為備投的控制器，并且能夠?qū)崿F(xiàn)控制器電源以及操作電源的自動(dòng)切換功能，實(shí)現(xiàn)一路進(jìn)線帶電，則控制器和操作電源有電的功能。另外裝置還要具備保護(hù)功能，以及保護(hù)閉鎖備投功能；為了以上需求，現(xiàn)考慮使用ARM處理器芯片cortex all系列設(shè)計(jì)該控制器。根據(jù)不同的功能模塊劃分為4個(gè)電路板，分別為電源模塊、中央處理模塊、采集模塊、交互模塊。由于處理器芯片集成度高，速度快，具備浮點(diǎn)處理單元，因此能夠很好地滿足設(shè)計(jì)的要求。選用內(nèi)部空間較大的機(jī)箱，可以容納必要的電源、繼電器、互感器8等元件；設(shè)計(jì)的必要技術(shù)條件已經(jīng)具備，因此該產(chǎn)品的項(xiàng)目設(shè)計(jì)是可行的。二、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)I、采用標(biāo)準(zhǔn)4U機(jī)箱，前面板上固定液晶，按鍵部分使用薄膜按鍵，按鍵線通過(guò)前面板的橫槽連接到前面板接插件上。2、前面板通過(guò)排線連接到主電路板上、主電路板和其他電路板之間通過(guò)排線連接。3、端子采用5. 08端子，以增加端子的輸入輸出量。三、硬件設(shè)計(jì)該裝置硬件分為4部分、前面板、主板、電源板、采樣板，下面分別介紹I、如面板如面板上有指不燈及電路、液晶固定孔、液晶控制線插座、液晶對(duì)比度調(diào)節(jié)電路、薄膜按鍵接插件以及通向主板的接插件。由于要控制按鍵讀取，液晶顯示和指示燈顯示，因此可以考慮使用總線擴(kuò)展的方式，節(jié)省接口線。2、電源板為了提高抗干擾能力，電源板開(kāi)關(guān)電源前端增加一個(gè)電磁干擾濾波器。實(shí)際電源板的端子包含兩路電氣不相關(guān)的電源輸入端，一路輸出端，同時(shí)還考慮直流輸出端的設(shè)計(jì)。考慮使用兩個(gè)小型直插式工 頻變壓器在分別兩路輸入端產(chǎn)生兩個(gè)12V電源，并根據(jù)兩路輸入電壓的情況，通過(guò)切換繼電器切換送入到開(kāi)關(guān)電源的輸入電源。經(jīng)過(guò)經(jīng)上電路設(shè)計(jì)方案，在任何情況下，無(wú)論進(jìn)線I或者進(jìn)線2斷電，裝置均會(huì)保持有電的狀態(tài)或者當(dāng)兩路進(jìn)線同時(shí)斷電時(shí)，任何一方來(lái)電，裝置均能恢復(fù)電源。電源板和主板之間通過(guò)5. 08粗線插座連接，保證低引線電阻。電源信號(hào)包括+ 5V，+ 12V，GND，2路控制線，因此5芯或者6芯插頭即可。3、采集板采集板采集的模擬量包括2路線電壓UL1，UL2，2路相電流IL1，IL2 ；6路相電壓，包括母線I三路，母線2三路，6路相電流包括母線I三路，母線2三路，一共16路模擬量采集。4、主電路板主電路板包含主控制芯片arm cortex all，實(shí)現(xiàn)備自投裝置要求的采集、顯示、控制功能。主電路板包括如下電路單元晶振、復(fù)位電路、基本供電電源電路等單片機(jī)必須的外圍電路；開(kāi)關(guān)量采集以及隔離輸入電路；開(kāi)關(guān)量輸出以及隔離繼電器輸出電路；RS232通訊電路；連接到其他電路板的接插件以及一些處理電路，主電路板到其他電路板的接插件包括，到電源的6芯插件(5. 08mm),到前面板的20芯排線插座，到采樣板的20芯排線插座。為了保證電源的可靠供應(yīng)，主電路板板到前面板以及采樣板預(yù)留一個(gè)2芯5. 08mm的插座封裝，在調(diào)試過(guò)程中確定是否需要該引線。四、軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)分為幾個(gè)部分按鍵及顯示部分、采樣計(jì)算部分、裝置電源切換部分、備自投功能部分、保護(hù)功能部分、通訊部分。I、按鍵及顯示部分由于按鍵板上的液晶、指示燈以及按鍵讀取功能采用了總線擴(kuò)展的方式，因此程序順序控制顯示以及按鍵的讀取。由于單片機(jī)性能很好，對(duì)液晶的顯示、指示燈的控制和按鍵讀取效率不會(huì)受到影響。2、采樣計(jì)算部分采集16路模擬量，一次性采集一周波數(shù)據(jù)，并分別進(jìn)行計(jì)算；為了保證保護(hù)的快速性，設(shè)置半周采樣完成中斷和一周采樣完成中斷，并在其中增加保護(hù)的計(jì)算和判別；采樣點(diǎn)數(shù)采用一周采集512點(diǎn)；定時(shí)計(jì)算每個(gè)通道的零點(diǎn)電位，但是在保護(hù)啟動(dòng)期間不計(jì)算零點(diǎn)。3、裝置電源切換部分切換繼電器在未帶電的情況下處于進(jìn)線2供電狀態(tài)，由單片機(jī)控制當(dāng)前電源應(yīng)使用某路進(jìn)線。無(wú)論任何一方有電均能保證裝置帶電本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種備用電源自投控制器，其特征在于：包括對(duì)二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行采集的電流電壓采樣電路（2）、對(duì)采集的二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行隔離處理的互感器（8）、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集的開(kāi)關(guān)量采集電路、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的光耦隔離電路（3）、對(duì)電源輸入和電源輸出進(jìn)行切換的電源切換電路（4），以及分別與各電路連接并控制各電路工作的中央處理器（1）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種備用電源自投控制器，其特征在于包括對(duì)二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行采集的電流電壓采樣電路(2)、對(duì)采集的二次電流電壓信號(hào)進(jìn)行隔離處理的互感器(8)、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)進(jìn)行采集的開(kāi)關(guān)量采集電路、對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和開(kāi)關(guān)量輸出信號(hào)進(jìn)行隔離的光耦隔離電路(3)、對(duì)電源輸入和電源輸出進(jìn)行切換的電源切換電路(4)，以及分別與各電路連接并控制各電路工作的中央處理器(I)...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：余志軍，江涌，吳曉林，黎軍華，胡天祥，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：樂(lè)山一拉得電網(wǎng)自動(dòng)化有限公司，
類(lèi)型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：