CN202094699U - 一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱 - Google Patents

Abstract

一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，包括电源分配模块，电源分配模块和电源模块连接，电源模块和通讯分配模块连接，电源模块和母线pt电压信号处理模块连接，主控楼内的母线pt电压信号经过机箱进行电压电流变换处理后，为介质损耗监测和避雷器阻性电流监测提供母线pt电压信号，机箱中的以太网交换机将通讯信号统一管理，搭建局域网，机箱中的以太网交换机通过光缆将通讯信号接入到主控楼的通讯室，使主控楼只需一根光缆就能够实现对各个在线监测机箱的访问，机箱中的电源分配管理仅需引出一路电源，就能实现对在线监测机箱的供电，本实用新型减少分布式在线监测系统电缆的埋设数量，降低材料成本和施工成本。

Description

一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱

技术领域

本实用新型涉及电力设备在线监测系统领域，尤其涉及一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱。 

背景技术

随着电力设备电压等级的提高、单机容量的增大，电力设备运行的可靠性问题越来越突出。近年来得到飞速发展的电力设备在线检测技术，是一种利用电力设备运行电压来对电力设备状态进行试验的方法，它可以大大提高试验的真实性与灵敏度。通过在线检测可以积累大量的数据，结合电力设备预防性试验数据和以往的运行数据，可以对电力设备的状态进行综合评判——诊断。 

目前国内外已经相继开发出了针对单一电气设备或者电气设备的单一特征量的在线监测装置，但是缺乏系统性和兼容性，无法实现统一管理。分布式在线监测系统能够满足变电站内电力设备种类复杂、数量较多的使用要求，逐步得到推广和应用。 

但是常规的分布式系统，一般采用星形结构，在变电站主控楼内设置干节点，各个电力设备监测机箱设置为星形节点，这就导致从主控楼内引出的电源电缆和信号电缆数量较多并且功能重复；各个电力设备监测机箱的供电电缆也需要独立埋设；整个在线监测系统增添监测设备时，都需要重新铺设电缆。 

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，减少分布式在线监测系统电缆的埋设数量，降低材料成本和施工成本。 

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为： 

一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，包括电源分配模块1、通讯分配模块2、母线pt电压信号处理模块3和电源模块4，电源分配模块1的输入端和外部电源连接，电源分配模块1的输出端和电源模块4的输入端连接，电源模块4的第一输出端和通讯分配模块2的输入端连接，提供+24V电源，电源模块4的第二输出端和母线pt电压信号处理模块3的输入端连接，提供±12V电源。 

所述的电源分配模块1包括第一空气开关5，第一空气开关5的输入端和外部电源连接，第一空气开关5的输出端和安装在导轨7上的两个以上第二空气开关6的输入端并联。 

所述的通讯分配模块2包括一台工业以太网交换机8和一台光纤终端盒9，工业以太网交换机8的光纤连接端口和光纤终端盒9的输出端通过尾纤跳线连接，工业以太网交换机8的以太网端口接网线，光纤终端盒9的输入端连接光缆。 

所述的母线pt电压信号处理模块3包括一个精密大功率电阻10，精密大功率电阻10串联在pt信号回路上，在pt信号回路上设有一个穿芯式精密电流互感器11，电流互感器11的信号输出端和pt信号电压电流转换电路连接。 

本实用新型的工作原理为： 

主控楼内的母线pt电压信号电缆连接到智能管理机箱，智能管理机箱进行电压电流变换处理后，根据的在线监测机箱的需要，给出相应的电流输出，为在线监测机箱进行介质损耗监测和避雷器阻性电流监测提供母线pt电压信号；在智能管理机箱中设置一个以太网交换机，将各在线监测机箱的通讯信号统一进行管理，利用以太网交换机搭建局域网；智能管理机箱中的以太网交换机通过光缆，将通讯信号接入到主控楼的通讯室，使主控楼只需要一根光缆就能够实现对各个在线监测机箱的访问；在智能管理机箱中设置电源分配管理端子，电源端子箱仅需要引出一路电源，通过智能管理机箱的分配管理，就能实现对在线监测机箱的供电。 

本实用新型的优点是：减少了在线监测机箱安装施工材料，降低了使用成本；提高了在线监测系统的灵活性和可扩展性；减少了埋设电缆的数量，降低了维护和运行管理成本，提高了操作性。 

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。 

图2是本实用新型电源分配模块的结构示意图。 

图3是本实用新型通讯分配模块的结构示意图。 

图4是本实用新型母线pt电压信号处理模块的结构示意图。 

图5是本实用新型母线pt电压信号处理模块的电路图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。 

参照图1，一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱， 包括电源分配模块1、通讯分配模块2、母线pt电压信号处理模块3和电源模块4，电源分配模块1的输入端和外部电源连接，电源分配模块1的输出端和电源模块4的输入端连接，电源模块4的第一输出端和通讯分配模块2的输入端连接，提供+24V电源，电源模块4的第二输出端和母线pt电压信号处理模块3的输入端连接，提供±12V电源。 

参照图2，所述的电源分配模块1包括第一空气开关5，第一空气开关5的输入端和外部电源连接，第一空气开关5的输出端和安装在导轨7上的两个以上第二空气开关6的输入端并联，第一空气开关5的输出端和电源模块4的输入端连接。电源分配模块用于将从电源端子箱引入的供电电源进行分配，使一路电源能够同时为多个在线监测机箱供电，当有在线监测机箱接入时，合上相应的空气开关5即可提供电源。根据智能管理机箱的大小，可以同时提供8路至32路不等的在线监测机箱电源。 

参照图3，所述的通讯分配模块2包括一台工业以太网交换机8和一台光纤终端盒9，工业以太网交换机8的光纤连接端口和光纤终端盒9的光纤跳线接口通过尾纤跳线连接，工业以太网交换机8的以太网端口接网线，光纤终端盒9的光缆输入端连接光缆。工业以太网交换机采用非网管型交换机，使用温度达到-40℃～+85℃，集成了光纤收发器。工业以太网交换机具有8个以太网接口，也可以根据需要更换成具有16个以太网接口。工业以太网交换机的光纤收发器作为智能管理机箱对外通讯的接口，使在线监测机箱构成的局域网能够被主控楼所访问。使用光纤收发器时，在光纤终端盒内进行光缆和光纤尾纤的熔 接。 

参照图4，所述的母线pt电压信号处理模块3包括一个精密大功率电阻10，精密大功率电阻10串联在pt信号回路上，在pt信号回路上设有一个穿芯式精密电流互感器11，电流互感器11的信号输出端和pt信号电压电流转换电路连接，pt母线电压用于容性设备的介质损耗监测和避雷器阻性电流监测。pt信号外接具有一定的危险性，因此引出的pt信号越少越好。在智能管理机箱中设置pt信号处理模块，用于将一路pt信号经过变换后，能够给多个在线监测机箱提供pt信号。 

参见图5，运算放大器U1A、运算放大器U1B与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5一起构成精密电压——电流转换电路。电阻R2作为运算放大器U1A的反相端2脚对地电阻，一端接地，一端连接运算放大器U1A的反相端2脚；电阻R1连接在运算放大器U1A的反相端2脚和输出端1脚。电阻R3与外部输入信号连接，与电阻R1、电阻R2和运算放大器U1A构成同向放大电路。运算放大器U1A的输出1脚通过电阻R5转换成电流输出，输出的电流值为： 

$I=\frac{U_{\mathrm{IN}}}{R_5}$

运算放大器U1B通过同向端5脚采集电阻R5的反馈电压，将运算放大器U1B的6脚和7脚短接，构成电压跟随器。电压跟随器的输出信号通过电阻R4，在输入给运算放大器U1A的3脚，形成闭环反馈。 

接插件J2为传感器接口，作用是给传感器提供±12V电源。传感器输出信号经接插件J2的1脚，输入到电路中。 

输出端电流通过接插件J3输出，接插件J3的1脚与电阻R5连接，2 脚与信号地连接。在接插件J3的两端并联TVS二极管，实现保护；其中，U_IN是需要转换的电压输入信号；R₅是用于实现电压一电流转换的转换电阻。 

本实用新型的工作原理为： 

主控楼内的母线pt电压信号电缆连接到智能管理机箱，智能管理机箱进行电压电流变换处理后，根据的在线监测机箱的需要，给出相应的电流输出，为在线监测机箱进行介质损耗监测和避雷器阻性电流监测提供母线pt电压信号；在智能管理机箱中设置一个以太网交换机，将各在线监测机箱的通讯信号统一进行管理，利用以太网交换机搭建局域网；智能管理机箱中的以太网交换机通过光缆，将通讯信号接入到主控楼的通讯室，使主控楼只需要一根光缆就能够实现对各个在线监测机箱的访问；在智能管理机箱中设置电源分配管理端子，电源端子箱仅需要引出一路电源，通过智能管理机箱的分配管理，就能实现对在线监测机箱的供电。 

Claims (5)

1.一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，其特征在于：包括电源分配模块(1)、通讯分配模块(2)、母线pt电压信号处理模块(3)和电源模块(4)，电源分配模块(1)的输入端和外部电源连接，电源分配模块(1)的输出端和电源模块(4)的输入端连接，电源模块(4)的第一输出端和通讯分配模块(2)的输入端连接，提供+24V电源，电源模块(4)的第二输出端和母线pt电压信号处理模块(3)的输入端连接，提供±12V电源。

2.根据权利要求1所述的一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，其特征在于：所述的电源分配模块(1)包括第一空气开关(5)，第一空气开关(5)的输入端和外部电源连接，第一空气开关(5)的输出端和安装在导轨(7)上的两个以上第二空气开关(6)的输入端并联。

3.根据权利要求1所述的一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，其特征在于：所述的通讯分配模块(2)包括一台工业以太网交换机(8)和一台光纤终端盒(9)，工业以太网交换机(8)的光纤连接端口和光纤终端盒(9)的输出端通过尾纤跳线连接，工业以太网交换机(8)的以太网端口接网线，光纤终端盒(9)的输入端连接光缆。

4.根据权利要求1所述的一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，其特征在于：所述的母线pt电压信号处理模块(3)包括一个精密大功率电阻(10)，精密大功率电阻(10)串联在pt 信号回路上，在pt信号回路上设有一个穿芯式精密电流互感器(11)，电流互感器(11)的信号输出端和pt信号电压电流转换电路连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于分布式变电站在线监测系统的智能管理机箱，其特征在于：所述的母线pt电压信号处理模块(3)包括运算放大器U1A、运算放大器U1B，运算放大器U1A、运算放大器U1B与电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻R5一起构成精密电压——电流转换电路；电阻R2作为运算放大器U1A的反相端2脚对地电阻，一端接地，一端连接运算放大器U1A的反相端2脚；电阻R1连接在运算放大器U1A的反相端2脚和输出端1脚；电阻R3与外部输入信号连接，与电阻R1、电阻R2和运算放大器U1A构成同向放大电路；运算放大器U1A的输出1脚通过电阻R5转换成电流输出，输出的电流值为：

运算放大器U1B通过同向端5脚采集电阻R5的反馈电压，将运算放大器U1B的6脚和7脚短接，构成电压跟随器；电压跟随器的输出信号通过电阻R4，在输入给运算放大器U1A的3脚，形成闭环反馈；

接插件J2为传感器接口，作用是给传感器提供±12V电源；传感器输出信号经接插件J2的1脚，输入到电路中；

输出端电流通过接插件J3输出，接插件J3的1脚与电阻R5连接，2脚与信号地连接，在接插件J3的两端并联TVS二极管，实现保护；其中，U_IN是需要转换的电压输入信号；R₅是用于实现电压-电流转换的转换电阻。 

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