一種電力安全控制系統的制作方法

本發明涉及一種控制系統，具體是一種電力安全控制系統。

背景技術：

在當今電力系統自動化水平發展日新月異的時代，應用于電力系統的自動化裝置、系統越來越多，功能越來越復雜；例如：微機繼電保護裝置、智能操控儀、智能測控儀表、溫濕度自動控制器、觸頭測溫系統等；這對于供電系統及其設備的安全性、可靠性提供了強大的支持。但是，大量的這些設備同時應用于一臺電力開關柜造成了諸多問題：首先，多種裝置都需要采集相同的信號，比如，微機繼電保護裝置、智能操控儀和智能測控儀表，它們都要采集三相電壓和電流信號、狀態信號，通過它們各自側重的算法為開關柜提供不同的測量、監視和保護功能，造成開關的設計、生產、檢測和維護的工作量成倍增加；其次，由于這些智能設備都提供了通訊接口，以便集中監控，為這些設備的通訊，通常是要為每一類設備鋪設一個或多個通訊網，這使得現場施工工作量巨大，通訊系統可靠性降低，維護難大幅提升；再次，智能設備通常要安裝在開關柜的儀表門上，而開關的外形尺寸是確定的，儀表門的尺寸也相當有限；越來越多的智能設備的出顯，使得它們開關柜上的安裝過程演變成了拼圖挑戰；對開關柜智能設備的集成化，成為主流需求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種電力安全控制系統，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種電力安全控制系統，包括控制器、保護電流信號輸入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊、無線通訊模塊、模擬量輸出模塊和可編程控制輸出模塊，所述控制器分別連接保護電流信號輸入模塊、測量電流信號出入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊、溫濕度傳感器、無線通信模塊、模擬量輸出模塊、可編程控制輸出模塊、報警信號輸出模塊、電磁閉鎖信號輸出模塊和繼電器報警模塊；

所述電壓信號輸入模塊包括電阻r1、電容c1、二極管d1、三極管vt1、三極管vt2和電容c2，所述電容c1一端連接輸入信號vi，電容c1另一端分別連接電阻r1、電阻r2和三極管vt1基極，電阻r1另一端分別連接電阻r3、電阻r5和電源vcc，電阻r3另一端分別連接三極管vt1集電極和三極管vt2基極，三極管vt2集電極分別連接電阻r5另一端和電容c3，電容c3另一端分別連接輸出端vo、電阻r7和電容c4，電阻r7另一端連接二極管d1負極，二極管d1正極分別連接電阻r2另一端和電容c2，電容c2另一端分別連接電阻r4、電阻r6和電容c4另一端并接地，電阻r4另一端連接三極管vt1發射極，所述電阻r6另一端連接三極管vt2發射極。

作為本發明進一步的方案：所述控制器型號為tms320f206。

作為本發明進一步的方案：所述譯碼器型號為isplsi1016。

作為本發明進一步的方案：所述驅動電路采用芯片74hc244。

作為本發明進一步的方案：所述數模轉換電路采用高性能數模轉換芯片ad669。

作為本發明進一步的方案：所述光耦隔離電路采用tlp521-4光電耦合器。

作為本發明再進一步的方案；所述數模轉換電路采用7路d/a轉換，其中4路轉換通過低通濾波電路1連接電壓功率放大電路，3路轉換通過低通濾波電路2連接電流功率放大電路。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明電力安全控制系統提供一種多功能的電力安全控制系統，簡化了開關柜智能保護測控裝置的生產和現場通訊網絡的建設，大幅度降低開關柜在生產、測試、安裝、調試和維護等環節的工作量；克服了當前開關柜生產過程中因智能測控設備種類和數量繁多，測試、安裝、調試、維護工作量大這一問題；尤其是當前電力設備競爭越來越激烈，優化開關柜的設計、制造、測試、安裝、調試和維護成本，提高系統的可靠性，是提高設備制造企業競爭力的一條捷徑。

附圖說明

圖1為電力安全控制系統的電路結構框圖；

圖2為電力安全控制系統中繼電器保護模塊的電路原理框圖；

圖3為電力安全控制系統中電壓信號輸入模塊的電路圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1～3，本發明實施例中，一種電力安全控制系統，包括控制器、保護電流信號輸入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊、無線通訊模塊、模擬量輸出模塊和可編程控制輸出模塊，所述控制器分別連接保護電流信號輸入模塊、測量電流信號出入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊、溫濕度傳感器、無線通信模塊、模擬量輸出模塊、可編程控制輸出模塊、報警信號輸出模塊、電磁閉鎖信號輸出模塊和繼電器報警模塊；

所述電壓信號輸入模塊包括電阻r1、電容c1、二極管d1、三極管vt1、三極管vt2和電容c2，所述電容c1一端連接輸入信號vi，電容c1另一端分別連接電阻r1、電阻r2和三極管vt1基極，電阻r1另一端分別連接電阻r3、電阻r5和電源vcc，電阻r3另一端分別連接三極管vt1集電極和三極管vt2基極，三極管vt2集電極分別連接電阻r5另一端和電容c3，電容c3另一端分別連接輸出端vo、電阻r7和電容c4，電阻r7另一端連接二極管d1負極，二極管d1正極分別連接電阻r2另一端和電容c2，電容c2另一端分別連接電阻r4、電阻r6和電容c4另一端并接地，電阻r4另一端連接三極管vt1發射極，所述電阻r6另一端連接三極管vt2發射極。控制器型號為tms320f206。譯碼器型號為isplsi1016。驅動電路采用芯片74hc244。數模轉換電路采用高性能數模轉換芯片ad669。光耦隔離電路采用tlp521-4光電耦合器。數模轉換電路采用7路d/a轉換，其中4路轉換通過低通濾波電路1連接電壓功率放大電路，3路轉換通過低通濾波電路2連接電流功率放大電路。

本發明的工作原理是：請參閱圖1，保護電流信號輸入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊實時監測供電設備中的電壓互感器、專用保護電流互感器、以及狀態傳感器輸出的信號，根據保護邏輯來識別供電系統故障并能夠在瞬間切斷故障點，從而實現對開關柜的電路保護。

保護電流信號輸入模塊、電壓信號輸入模塊、數字信號輸入模塊中的電壓互感器、專用測量電流互感器輸出的信號進行采樣，測量和計算出：頻率、電壓和電流有效值，有功功率、無功功率、相角、功率因數、各次諧波含量、有功電度量、無功電度量等信息。

模擬量輸出模塊能夠以大幅面動態一次模擬圖的形式反映開關柜內各斷路器和刀閘的合分狀態，實時進行人體操作安全性監測，完成操作方式切換、以及就地分合閘，溫濕度傳感器是指通過實時監測在開關柜內安裝的溫度傳感器和濕度傳感器的輸出信號，在必要時啟動電磁閉鎖信號輸出模塊，從而驅動外部的加熱器、排風扇，從而實現開關柜內自動溫濕度調節。

請參閱圖2，開關量檢測各個電路信號，并將檢測結果傳給控制器，控制器對檢測結果進行分析處理，當保護裝置存在問題時，控制器將問題反饋給控制器，由控制器輸出報警，當保護裝置沒有問題時，控制器繼續通過控制器、譯碼器、驅動電路等電路繼續給保護裝置發送各種檢測信號。

請參閱圖3，輸入信號vi經電容c1送到vt1基極，放大后從vt1集電極輸出，再由vt2進一步放大，然后從vt2集電極輸出；當輸出端vo信號為正半周時，二極管d1不能導通，當輸出端vo信號為負半周時，d1導通，輸出端vo電壓經電阻r7、二極管d1對電容c2充電，電容c2上充得上負下正的電壓，c2上負電壓經r2送到vt1的基極，與vt1原有的基極電壓疊加，vt1基極電壓略有降低。反饋過程如下：若輸入信號vi幅度很大，該信號經vt1和vt2放大后，從vt2集電極輸出端的信號幅度也增大，即輸出端信號的負半周幅度也增大，經電阻r7和二極管d1對電容c2充得的上負下正電壓很高，即電容c2上負電壓很低，c2很低的上負電壓通過r2使vt1基極電壓下降很多，使vt1放大能力下降，vt1輸出信號幅度減小，vt2輸出信號也減小，從而使輸出端vo的信號回到正常的幅度；若輸入信號vi幅度很小，反饋調節過程與上述過程相反，同樣能使輸出端vo的信號回到正常的幅度。

對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。