專利名稱：數字式一體化交直流電源總監控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力系統二次設備領域，特別涉及站用一體化交直流不間斷電源系統。
背景技術：
變電所(變電站)是電力系統重要的組成部分，其運行狀況對國計民生各行業都有著極其重要的影響。其站內電源需求主要有站用交流電源、直流電源、通訊電源、UPS電源、逆變電源等。隨著現代電力行業的信息化、智能化、集成化的發展趨勢，電力系統對站用各個電源系統的要求也隨之提高。目前站內各電源系統都是相對獨立的系統，在電力系統的運行維護、日常監控等工作上相對比較復雜，存在諸多弊端(1)各個系統缺乏完善的監控管理，其運行狀態、運行參數掌握不及時；(2)各個系統的信息化程度偏低；(3)交流電源系統監控管理功能單一 ；(4)通訊系統和UPS及逆變電源系統都配有蓄電池，日常管理維護繁瑣，資源浪費大；(5)現有各電源系統主要是監控、測量管理，缺乏主要功能單元的控制功能；(6)通訊規約不符合IEC標準，為將來發展智能電網帶來障礙。
實用新型內容針對上述問題，本實用新型提供一種數字式一體化交直流電源總監控裝置。作為站用電源系統的集中監控管理單元，可以同時監控站用交流電源、直流電源、交流不間斷電源(UPS)、逆變電源(INV)和通訊電源(DC/DC)等設備。可通過IEC61850規約與變電站后臺設備連接，實現對一體化電源系統的集中、統一、遠程監控維護管理。本實用新型的技術方案如下一種數字式一體化交直流電源總監控裝置，其特征在于包括CPU插件，所述CPU 插件分別連接采樣插件、開入插件、開出插件、電源插件和人機交互模塊，所述電源插件與人機交互模塊連接。其進一步的技術方案為還包括與CPU插件連接的通訊接口和衛星對時接口。以及，其進一步的技術方案為通過總線通訊與交流電源、直流電源、通訊電源、 UPS電源、逆變電源實現數據交互和信息傳輸。通過通訊接口和IEC61850規約可接入智能電網上位機系統中，實現系統與變電站自動化系統的信息交換。本實用新型的有益技術效果是本實用新型全部采用工業級DSP數字信號處理器，具有高運算速度、多功能，高集成度等。選用性能、低功耗器件實現模塊化板件，采用自冷散熱，具有交流監控、直流監控、 通訊電源監控、UPS電源監控及逆變電源監控等多項功能，通訊接口上配有以太網、光纖、 RS485、CAN總線等，程序配備CDT、M0DBUS、IEC103、IEC61850等多種通訊規約，方便接入數字化智能電網，實現“四遙”功能。通訊口、模擬量通道、開關量通道全部采用了光電隔離技術，符合IEC高等級抗擾度標準，保證系統工作穩定可靠。裝置本身集觸摸屏顯示和LCD顯示接口于一體，兩種顯示方式可選，人機交互界面提供中英文語言菜單，可滿足不同客戶需求。
圖1是本實用新型的構成框圖。圖2是本實用新型的應用圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
做進一步說明。實用新型的構成如圖1所示。由采樣插件1、開入插件2、CPU插件3、開出插件4、 電源插件5和人機交互模塊6構成，還包括通訊接口和衛星對時接口。機箱采用標準4U機箱，各插件通過母板連接，采用總線式通訊進行信息交互，裝置采用組態式軟件功能設計和積木式硬件板件設計，系統功能和板件數量可按需求進行擴展。上述各模塊的功能如下采樣插件1 用于采集電氣模擬量；包括電流輸入、電壓輸入、溫度輸入等，采用高精度CT、PT采集電流電壓量。開入插件2 用于采集電氣開關量。CPU插件3 用于數據處理、通訊處理、信息交互、程序判斷；包括DSP微處理器、存儲器、開關量輸入、控制輸出、光電隔離、模擬量輸入整形等，采用工業級高度集成的DSP微處理器，總線不出芯片，大大提高了裝置的抗電磁干擾能力。開出插件4 用于繼電器開出控制；采用微型繼電器構成開出回路。電源插件5:為本裝置提供工作電源；采用交直流兩用開關電源，可提供 5V/12V/24V。人機交互模塊6 用于數據顯示、參數設置、人工控制等；有觸摸屏和液晶屏兩種顯示方式。有面板CPU、顯示器件、信號指示燈、復歸按鈕、操作按鈕等構成，完成鍵盤或觸摸操作響應、菜單操作、數據顯示、與CPU插件通訊、信號指示、復歸確認等功能。通訊接口 用于各電源子系統的數據交互、運行控制；有以太網接口、光纖接口、 RS485/232接口、CAN總線接口等構成。衛星對時接口 用于接入衛星對時信號，校準時鐘。本實用新型的實際應用連接方式如圖2所示。本實用新型16通過總線通訊與交流電源11、直流電源12、通訊電源13、UPS電源14、逆變電源15等實現數據交互和信息傳輸，完成數據采集、數據顯示、運行監視和報警、維護管理、時鐘同步、系統自我診斷和恢復等；通過通訊接口和IEC61850規約可接入智能電網上位機系統中，實現系統與變電站自動化系統的信息交換。下面對各功能分別進行說明(1)顯示功能主界面可顯示所管理的電源系統的主接線圖，正確反映各種電源裝置之間的接線關系。開關位置、各智能單元的狀態及母線電壓、電流應為實時信息。各種電源裝置均有獨立的子界面，以模擬圖的方式顯示較詳細的電氣主接線圖。根據復雜程度的不同，子界面可以分成多級。界面中顯示的信息均是實時的。對于信息量較大的電源系統，可采用模擬圖與列表相結合的方式顯示各種模擬量和狀態量。(2)運行監視功能[0028]監控裝置能對下列運行信息實時檢測顯示交流電源輸入參數；直流系統運行參數；蓄電池組運行狀態和參數；通訊電源系統運行參數；UPS電源運行參數；逆變電源運行參數等。(3)報警功能交流電源報警信號；直流電源報警信號；UPS交流不間斷電源報警信號；逆變電源報警信號；通訊電源報警信號；其他報警信號(如設備通信異常；裝置故障；避雷器故障)(4)維護管理功能a)智能電池管理具有充電、長期運行、交流中斷的控制程序，能按預設的條件自動完成對電池的限流充電調節、均充浮充轉換控制和溫度補償調節；b)參數設置控制監控裝置能對蓄電池、充電裝置和交流電源等的運行方式進行設定。根據設定完成對相應設備的調節、控制和運行方式變更管理，并可實現自動與手動控制選擇；c)對充電裝置的輸出電壓控制精度應不超過整定值的士0.5%、輸出電流控制精度應不超過士0.3A (總電流小于30A)或整定值的士0.5% (總電流大于或等于30A);d)異常處理控制根據電源設備的工作狀態和參數變化趨勢，及時準確判別異常或故障類型，并自動實施異常工況限制。(5)系統與變電站自動化系統的信息交換能遠方控制站用交流電源運行方式、直流充電裝置運行方式(浮充、均充)等；能遠方調整電池運行維護參數(浮充電壓、均充電壓等)；能向遠方傳送報警信息和監測交流、直流、通訊電源、UPS電源、逆變電源系統的各種電氣參數和運行狀態。(6)時鐘同步功能監控裝置具備接收^IG-B碼或IEC61588時鐘同步信號功能，同時應具備軟件對時功能。監控裝置還具有向所管理的各電源裝置轉發時鐘同步信號的功能。對時精度誤差不大于IOms0(7)自診斷與自恢復功能自診斷。具有在線診斷能力，對自身的軟、硬件(包括各個通信接口 )運行狀況進行診斷。發現異常時，予以報警和記錄。自恢復。對于一般性的軟件異常，應能自動恢復正常運行，并保持運行設定值不變。當運行設定值異常且不能自動恢復時，則以默認值運行，同時予以報警和記錄。以上所述的僅是本實用新型的優選實施方式，本實用新型不限于以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和構思的前提下直接導出或聯想到的其他改進和變化，均應認為包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種數字式一體化交直流電源總監控裝置，其特征在于包括CPU插件，所述CPU插件分別連接采樣插件、開入插件、開出插件、電源插件和人機交互模塊，所述電源插件與人機交互模塊連接。
2.根據權利要求1所述數字式一體化交直流電源總監控裝置，其特征在于還包括與 CPU插件連接的通訊接口和衛星對時接口。
3.根據權利要求1或2所述數字式一體化交直流電源總監控裝置，其特征在于通過總線通訊與交流電源、直流電源、通訊電源、UPS電源、逆變電源實現數據交互和信息傳輸。
4.根據權利要求1或2所述數字式一體化交直流電源總監控裝置，其特征在于通過通訊接口和IEC61850規約可接入智能電網上位機系統中，實現系統與變電站自動化系統的信息交換。
專利摘要本實用新型公開一種數字式一體化交直流電源總監控裝置，包括CPU插件，所述CPU插件分別連接采樣插件、開入插件、開出插件、電源插件和人機交互模塊，所述電源插件與人機交互模塊連接。本實用新型作為站用電源系統的集中監控管理單元，可以同時監控站用交流電源、直流電源、交流不間斷電源(UPS)、逆變電源(INV)和通訊電源(DC/DC)等設備。可通過IEC61850規約與變電站后臺設備連接，實現對一體化電源系統的集中、統一、遠程監控維護管理。
文檔編號H02J13/00GK202084997SQ20112017836
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者包健, 吳新 申請人:無錫斯達四方電氣有限公司