供電動力環路控制監控系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種供電動力環路控制監控系統，將三路400Hz、220V外輸入三相交流電源以四種模式通過供電動力環路系統轉供到用電設備。本發明對外部中頻發電設備外輸入電源進行整流，為本系統提供27V直流電源，同時監控系統的三相電源指標和經過整流的直流電壓指標。適用于多個中頻發電設備的近程或遠程的不間斷轉供電控制；能夠近程或遠程連鎖控制任意一種中頻發電設備的供電控制和供電工作狀態，同時切斷供電出現故障的外部中頻發電設備的控制。最終由顯示設備顯示外部中頻發電設備故障指示，同時，系統具有測量外部中頻發電設備的交流電壓值和頻率值，測量本系統內部總控制電源的直流電壓值。
【專利說明】供電動力環路控制監控系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種供電監控系統，尤其涉及一種供電動力環路控制監控系統，適用于中頻發電領域供電系統的控制監控。
【背景技術】
[0002]供電控制監控系統是獨立于三路400Hz、220V外輸入三相交流電源的設備，以其體積小、重量輕等優勢在國內主要應用于地面設備。但現有技術中，無法實現三路中頻發電設備轉供到用電設備的控制與監控，外部中頻發電設備及其饋電線路的運行存在安全隱患。并且，不能實時監控外部中頻發電設備的各項指標。使用過程中，干擾信號強，可靠性差、數據易丟失。
【發明內容】
[0003]本發明針對三路中頻發電設備轉供到用電設備的控制與監控的需求，提供了一種集控制電源轉換、控制電源的分配與保護、外部中頻發電設備電源的測量與監控的供電動力環路控制監控系統。解決了現有技術中無法實現三路中頻發電設備轉供到用電設備的控制與監控的問題。
[0004]本發明的技術方案如下:
包括一次電源、二次電源、轉供電控制單元、檢測單元、邏輯控制單元、電流分配與保護單元及測量單元；一次電源、二次電源給各個單元供電；測量單元的輸入端連接外部中頻發電設備的輸出端，測量單元的輸出端連接檢測單元，檢測單元的輸出端連接轉供電控制單元；轉供電控制單元接收檢測單元、電流分配與保護單元的信息，并將控制信息輸送至動力環路控制執行機構、顯示控制臺、邏輯控制單元，轉供電控制單元同時接受來自顯示控制臺的控制信息；測量單元、邏輯控制單元及轉供電單元連接顯示控制臺。
[0005]所述的一次電源將外部中頻發電設備的三路400Hz，220V電源整流成27V直流并與外部輸入的24V直流電源互為熱備份給系統供電，二次電源是將一次電源轉換成內部電路所需的5V、±12V、27V穩定電源。
[0006]所述的轉供電控制單元包括供電轉換控制電路和數據處理電路，轉供電控制單元完成三路中頻發電設備的不間斷轉供電控制；轉供電控制單元完成三路中頻發電設備以四種模式通過供電動力環路系統轉供到用電設備的轉供電控制。
[0007]所述的四種模式包括針對三路中頻發電設備中單一一路的轉供電控制，共計三種模式；第四種模式為三路中頻發電設備中的固定唯一兩種設備的并行工作的轉供電控制；所述四種模式均存在遠程控制模式和近程控制模式，并且兩種模式互為連鎖。
[0008]所述的轉供電控制單元包括主微處理器和備用微處理器，主微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路I，主微處理器的輸出端連接譯碼電路I和輸出驅動電路；備用微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路II，備用微處理器的輸出端連接譯碼電路II和輸出驅動電路；譯碼電路I和譯碼電路II的輸出端連接通訊電路；通訊檢查模塊分別連接主微處理器和備用微處理器。
[0009]所述的檢測單元完成外部中頻發電設備輸出端的電壓、頻率、相序、絕緣的在線檢測，實時對任意一路外部中頻發電設備供電中出現的異常信號發出相應的故障指示，同時切斷異常的控制信號。
[0010]所述的邏輯控制單元集成于故障警示信息處理電路，邏輯控制單元采用具有監控電路的微處理芯片，微處理芯片包括看門狗電路、電源故障監控和復位電路；邏輯控制單元完成系統的上電自檢；邏輯控制單元完成對外部中頻發電設備故障信號進行數據采集、數據譯碼、數據通訊及故障代碼數據傳送；邏輯控制單元完成外部中頻發電設備供電轉換控制指令的采集、電平轉換與光電隔離、數據傳送、按輸出驅動要求放大與傳送；邏輯控制單元在信號采集部分設有光電耦合器。
[0011]所述的邏輯控制單元采用AC/DC、F/V、DC/DC變換電路，基準電壓源采用串聯型穩壓電路，實時監控外部中頻發電設備的交流電壓、頻率和系統內部控制總電源的直流電壓，同時監控外部中頻發電設備的電源指標和系統內部的電源指標，及時反饋系統內外的電源質量。
[0012]所述的電流分配與保護單元采用二級直流電源雙向保護，反流保護電路對第一級總控制電源進行反流保護，過流保護電路根據系統控制電源的需求，實現第二級控制電源的過流保護。
[0013]所述測量單元采用測量電路來測量外部中頻發電設備的交流電壓值和頻率值，并測量系統內部控制電源的直流電壓值；所述的控制電源的直流電壓為外部直流電源24V或整流電路整流的直流27V電源。
[0014]本實用發明的優點效果如下:
1、采用二級保護的方式，保護控制系統的總電源和各支路控制電源，本發明實現了控制電源在系統內的分級保護，電源保護考慮更加周到、完善。
[0015]2、采用并行接收外部中頻發電設備的電壓、頻率、相序、絕緣、過載的故障信息的控制方式，本發明實現外部中頻發電設備故障信息的實時在線并行測量，雙處理器實時互為備份存儲，更有效地保證了外部中頻發電設備及其饋電線路的安全運行。
[0016]3、采用精密AC/DC、F/V、DC/DC變換電路，實時監控外部中頻發電設備的交流電壓、頻率和系統內部控制總電源的直流電壓，有效監控外部中頻發電設備的主要電源指標和系統內部的電源指標，及時反饋系統內外的電源質量。
[0017]4、采用具有監控電路的微處理芯片，本發明使用單片微型計算機系統的看門狗電路、電源故障監控和復位電路，使系統更加緊湊，有效克服了干擾信號，提高了系統的可靠性。
[0018]5、采用在信號采集部分增加光電耦合器濾掉尖峰脈沖，本發明利用監控電路的微處理芯片排除程序跑飛和掉電問題，防止掉電后重要數據易丟失現象。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的結構原理示意框圖。
[0020]圖2為本發明的轉供電控制單元的結構原理示意框圖。【具體實施方式】
[0021]本發明參照附圖，結合具體實施例，進行詳細描述如下。
實施例
[0022]包括一次電源、二次電源、轉供電控制單元、檢測單元、邏輯控制單元、電流分配與保護單元及測量單元；一次電源、二次電源給各個單元供電；測量單元的輸入端連接外部中頻發電設備的輸出端，測量單元的輸出端連接檢測單元，檢測單元的輸出端連接轉供電控制單元；轉供電控制單元接收檢測單元、電流分配與保護單元的信息，并將控制信息輸送至動力環路控制執行機構、顯示控制臺、邏輯控制單元，轉供電控制單元同時接受來自顯示控制臺的控制信息；測量單元、邏輯控制單元及轉供電單元連接顯示控制臺。
[0023]所述的一次電源將來自外部中頻發電設備的三路400Hz、220V外輸入三相交流電源整流成27V直流并與外部輸入的24V直流電源互為熱備份給設備供電，二次電源是將一次電源轉換成內部電路所需的5V、±12V、27V穩定電源。
[0024]所述外部中頻發電設備的轉供電控制單元，用數據處理電路處理動力環路系統的控制執行機構的供電狀態執行的數據信息，用供電轉換控制電路完成三路中頻發電設備的不間斷轉供電控制；完成三路中頻發電設備以四種模式通過供電動力環路系統轉供到用電設備的轉供電控制，包括近程控制和遠程控制，兩種控制互為連鎖；完成近程或遠程監控任意一種中頻發電設備的供電工作狀態的監控，包含供電指令接通、供電指令斷開、供電工作狀態故障，隨時切斷供電出現故障的設備。
[0025]所述的四種模式包括針對三路中頻發電設備中單一一路的轉供電控制，共計三種模式；第四種模式為三路中頻發電設備中的固定唯一兩種設備的并行工作的轉供電控制。所述四種模式均存在遠程控制模式和近程控制模式，并且兩種模式互為連鎖。
[0026]所述的轉供電控制單元包括主微處理器和備用微處理器，主微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路I，主微處理器的輸出端連接譯碼電路I和輸出驅動電路；備用微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路II，備用微處理器的輸出端連接譯碼電路II和輸出驅動電路；譯碼電路I和譯碼電路II的輸出端連接通訊電路；通訊檢查模塊分別連接主微處理器和備用微處理器。
[0027]所述的檢測單元完成外部中頻發電設備輸出端的電壓、頻率、相序、絕緣的在線檢測，實時對任意一路外部中頻發電設備供電中出現的異常信號發出相應的故障指示，同時切斷異常的控制信號。
[0028]在外部中頻發電設備輸出端設置三相電壓檢測單元，用于判斷中頻發電設備輸出電壓的電壓指標，動力環路系統提供電壓超標保護，數據處理電路自動切斷電源質量不合格的供電設備的轉供電控制；外部中頻發電設備輸出端設置頻率檢測單元用于外部中頻發電設備頻率檢測，動力環路系統提供頻率超標保護；外部中頻發電設備輸出端設置相序檢測單元用于外部中頻發電設備饋線電壓相序的檢測，動力環路系統提供相序斷路保護；夕卜部中頻發電設備輸出端設置絕緣電阻檢測單元實現外部中頻發電設備饋線對地絕緣電阻的檢測，動力環路系統提供絕緣超標保護。
[0029]所述的邏輯控制單元集成于故障警示信息處理電路，邏輯控制單元采用具有監控電路的微處理芯片，微處理芯片包括看門狗電路、電源故障監控和復位電路；邏輯控制單元完成系統的上電自檢(包括二次電源及各檢測單元是否正常工作)；邏輯控制單元完成對外部中頻發電設備故障信號進行數據采集、數據譯碼、數據通訊及故障代碼數據傳送；邏輯控制單元完成外部中頻發電設備供電轉換控制指令的采集、電平轉換與光電隔離、數據傳送、按輸出驅動要求放大與傳送；邏輯控制單元在信號采集部分設有光電耦合器。
[0030]所述的邏輯控制單元采用AC/DC、F/V、DC/DC變換電路，基準電壓源采用串聯型穩壓電路，實時監控外部中頻發電設備的交流電壓、頻率和系統內部控制總電源的直流電壓，同時監控外部中頻發電設備的電源指標和系統內部的電源指標，及時反饋系統內外的電源質量
所述的電流分配與保護單元采用二級直流電源雙向保護，反流保護電路對第一級總控制電源進行反流保護，過流保護電路根據系統控制電源的需求，實現第二級控制電源的過流保護。第一級總控制電源的總電流有反流保護，總控制電源分配電流時，通過電流斷路保護器實現第二級總電源在電流分配中的過流保護。
[0031]所述測量單元采用測量電路來測量外部中頻發電設備的交流電壓值和頻率值，并測量系統內部控制電源的直流電壓值；所述的控制電源的直流電壓為外部直流電源24V或整流電路整流的直流27V電源，兩種電源互為熱備份。
[0032]輸出系統直流控制電源指標:額定功率:3kW ;額定電壓:27V ;直流輸出電壓范圍:24.5V ?28.5V。
[0033]本實用發明的保護范圍以權利要求為準，不受具體實施例所限制。
【權利要求】
1.供電動力環路控制監控系統，其特征在于包括一次電源、二次電源、轉供電控制單元、檢測單元、邏輯控制單元、電流分配與保護單元及測量單元；一次電源、二次電源給各個單元供電；測量單元的輸入端連接外部中頻發電設備的輸出端，測量單元的輸出端連接檢測單元，檢測單元的輸出端連接轉供電控制單元；轉供電控制單元接收檢測單元、電流分配與保護單元的信息，并將控制信息輸送至動力環路控制執行機構、顯示控制臺、邏輯控制單元，轉供電控制單元同時接受來自顯示控制臺的控制信息；測量單元、邏輯控制單元及轉供電單元連接顯示控制臺。
2.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的一次電源將外部中頻發電設備的400Hz，220V電源整流成27V直流并與外部輸入的24V直流電源互為熱備份給系統供電，二次電源是將一次電源轉換成內部電路所需的5V、±12V、27V穩定電源。
3.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的轉供電控制單元包括供電轉換控制電路和數據處理電路，轉供電控制單元完成三路中頻發電設備的不間斷轉供電控制；轉供電控制單元完成三路中頻發電設備以四種模式通過供電動力環路系統轉供到用電設備的轉供電控制。
4.根據權利要求3所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的四種模式中的三種模式為，針對三路中頻發電設備中單一一路的轉供電控制，共計三種；第四種模式為三路中頻發電設備中的固定唯一兩種設備的并行工作的轉供電控制；上述四種模式均存在遠程控制模式和近程控制模式，并且兩種模式互為連鎖。
5.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的轉供電控制單元包括主微處理器和備用微處理器，主微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路I，主微處理器的輸出端連接譯碼電路I和輸出驅動電路；備用微處理器的輸入端連接電平轉換隔離電路II，備用微處理器的輸出端連接譯碼電路II和輸出驅動電路；譯碼電路I和譯碼電路II的輸出端連接通訊電路；通訊檢查模塊分別連接主微處理器和備用微處理器。`
6.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的檢測單元完成外部中頻發電設備輸出端的電壓、頻率、相序、絕緣的在線檢測，實時對任意一路外部中頻發電設備供電中出現的異常信號發出相應的故障指示，同時切斷異常的控制信號。
7.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的邏輯控制單元集成于故障警示信息處理電路，邏輯控制單元采用具有監控電路的微處理芯片，微處理芯片包括看門狗電路、電源故障監控和復位電路；邏輯控制單元完成系統的上電自檢；邏輯控制單元完成對外部中頻發電設備故障信號進行數據采集、數據譯碼、數據通訊及故障代碼數據傳送；邏輯控制單元完成外部中頻發電設備供電轉換控制指令的采集、電平轉換與光電隔離、數據傳送、按輸出驅動要求放大與傳送；邏輯控制單元在信號采集部分設有光電率禹合器。
8.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的邏輯控制單元采用AC/DC、F/V、DC/DC變換電路，基準電壓源采用串聯型穩壓電路，實時監控外部中頻發電設備的交流電壓、頻率和系統內部控制總電源的直流電壓，同時監控外部中頻發電設備的電源指標和系統內部的電源指標，及時反饋系統內外的電源質量。
9.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述的電流分配與保護單元采用二級直流電源雙向保護，反流保護電路對第一級總控制電源進行反流保護，過流保護電路根據系統控制電源的需求，實現第二級控制電源的過流保護。
10.根據權利要求1所述的供電動力環路控制監控系統，其特征在于所述測量單元采用測量電路來測量外部中頻發電設備的交流電壓值和頻率值，并測量系統內部控制電源的直流電壓值；所述的控制電源的直流電壓為外部直流電源24V或整流電路整流的直流27V電源。
【文檔編號】G05B19/048GK103872758SQ201410113081
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】劉鈺瓊, 景月, 祝賀利, 陳海軍, 王寶新 申請人:沈陽航天新光集團有限公司