一种配电变压器一体式数字化智能终端制造技术

本发明专利技术公开了一种配电变压器一体式数字化智能终端，属于电子技术领域，包括电源板、主控板和开入板，本发明专利技术的配电变压器智能组件能够实现配电变压器的低压侧电气量及负荷测量，本发明专利技术的配电变压器智能组件能够实现配电变压器内部的压力及温度状态量进行监测。结合变压器负荷，对变压器运行健康状态进行判别，实现变压器的运行状态评估，对异常变压器重点检测评估，预防变压器损坏及停电事故的发生，本发明专利技术体积小，安装方便，安装于配电变压器的顶部，采用远程无线方式通信，无需外部额外接线。

An Integrative Digital Intelligent Terminal for Distribution Transformer

【技术实现步骤摘要】
一种配电变压器一体式数字化智能终端
本专利技术属于电子
，特别涉及一种配电变压器一体式数字化智能终端。
技术介绍
在配电网中，配电变压器是其中的一个重要设备，在整个配电网的运行过程中发挥着举足轻重的作用。就目前来说，受到多种因素的影响，在对配电变压器进行运行与管理的过程中还存在着许多突出的问题，由于配电变压器的位置处于比较分散的状态，因此就导致其当前的状态信息无法及时获取到，配电变压器又长期处于过负荷的运行中，再加上配电变压器的负荷种类十分众多繁杂，这些都使得配电网电能的质量受到了极大的影响。在为用电用户进行供电的时候，配电变压器就是最终环节，对于整个供电网络的可靠性与安全性有着十分重要的影响，配电变压器的运行状态也对整个供电可靠性的提高有着决定性的作用，因此就必须要加快完善配电变压器的运行管理。现有技术存在的问题和缺点1.现有的配电变压器只对电气量进行了数据采集测量。在这种工作模式下，当发现电气量异常、保护动作时，配电变压器已经发生了故障，造成了非计划停电损失。传统的配电变压器测量方案不能对配电变压器的工作状态进行准确监测评估，无法预先发现有故障风险的配电变压器，预防变压器故障及停电事故的发生。2.现有的配电变压器采用的智能终端信号从变压器外部取信号，存在窃电、单独配备电源、单独安装等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种配电变压器一体式数字化智能终端，解决了对配电变压器的低压侧电气量测量的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种配电变压器一体式数字化智能终端，包括电源板、主控板和开入板，电源板包括电源转换模块、三相电接入模块和频率跟踪模块；电源转换模块包括AC-DC模块和升压模块U1，AC-DC模块的输入端连接220V电源、输出端输出5V电源，升压模块U7的输入端连接5V电源、输出端输出12V电源；三相电接入模块包括A相电流电压采样电路、B相电流电压采样电路和B相电流电压采样电路，A相电流电压采样电路包括用于对A相电压进行采样的电压变换器PT1和用于对A相电流进行采样的电流变换器CT1，B相电流电压采样电路包括用于对B相电压进行采样的电压变换器PT2和用于对B相电流进行采样的电流变换器CT2，C相电流电压采样电路包括用于对C相电压进行采样的电压变换器PT3和用于对C相电流进行采样的电流变换器CT3；频率跟踪模块包括电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R10、运放UB、二极管DA1、二极管DA2、电容C17、比较器UA1A、电阻R8、电阻R11和单触发逆变器U4，电阻R9一端连接电压变换器PT1的输出端、另一端连接运放UB的负输入端，运放UB的正输入端通过电阻R12连接运放UB的输出端，运放UB的正输入端还通过电阻R13连接地线，运放UB的输出端通过电阻R10连接比较器UA1A的正输入端，比较器UA1A的正输入端连接二极管DA1的正极，二极管DA1的负极通过电阻R8连接比较器UA1A的输出端，比较器UA1A的正输入端还连接二极管DA2的负极，二极管DA2的正极连接地线，电容C17余二极管DA2并联，比较器UA1A的负输入端连接地线，比较器UA1A的输出端通过电阻R11连接单触发逆变器U4的I1管脚，单触发逆变器U4的O管脚为频率跟踪模块的输出端；主控板包括RS485模块、AD模块、MCU模块、开出接口和外部存储器模块，RS485模块、AD模块、开出接口和外部存储器模块均与MCU模块连接；开入板包括压力采集模块、温度采集模块、GPRS通信模块和开入模块；压力采集模块与AD模块的一个输入端连接，GPRS通信模块连接MCU模块；温度采集模块包括可编程电流源U6、温度传感器PT1和电阻R54，可编程电流源U6的输入端连接5V电源、输出端通过电阻R9连接温度传感器PT1的一端，温度传感器PT1的另一端通过电阻R54连接地线，电阻R9与温度传感器PT1的连接节点连接AD模块的一个输入端；开入模块包括升压模块U5、电容C24、电阻R3、电阻R5、电容C1、电容C3、电阻R4、电阻R6、光耦U1、光耦U3、电阻R2和电阻R7，光耦U1的1脚通过电阻R3连接第一外部开入信号KIN1，光耦U3的1脚通过电阻R5连接第二外部开入信号KIN2，光耦U1的2脚和光耦U3的2脚均连接地线，所述地线还通过电容C24连接大地；电容C1和电容R4并联连接在光耦U1的1脚和2脚之间，电容C3和电容R6并联连接在光耦U3的1脚和2脚之间，光耦U1的4脚连接MCU模块的一个IO口，光耦U3的4脚连接MCU模块的一个IO口，电阻R2为光耦U1的4脚的上拉电阻，电阻R7为光耦U3的4脚的上拉电阻；升压模块U5的输入端连接所述5V电源、输出端为外部设备提供24V电源。优选的，所述RS485模块的型号为MAX485ESA，AD模块的型号为AD7606，MCU模块的型号为SIM32F407ZGT6，外部存储器模块包括EEROM芯片和RAM芯片，EEROM芯片的型号为CTA25256，RAM芯片的型号为IS61LV51216。优选的，所述A相电流电压采样电路包括所述电压变换器PT1、所述电流变换器CT1、电容C6、电容C8、电阻R3、电阻R2、电容C5和电容C7，所述电压变换器PT1用于对A相电压进行采样，电容C6、电容C8和电阻R3构成了所述电压变换器PT1输出端的RC滤波电路，所述电流变换器CT1用于对A相电流进行采样，电阻R2、电容C5和电容C7构成了所述电流变换器CT1的输出端的RC滤波电路；所述B相电流电压采样电路包括所述电压变换器PT2、所述电流变换器CT2、电容C10、电容C12、电阻R5、电阻R4、电容C9和电容C11，所述电压变换器PT2用于对B相电压进行采样，电容C10、电容C12和电阻R5构成了所述电压变换器PT2输出端的RC滤波电路，所述电流变换器CT2用于对B相电流进行采样，电阻R4、电容C9和电容C11构成了所述电流变换器CT2的输出端的RC滤波电路；所述C相电流电压采样电路包括所述电压变换器PT3、所述电流变换器CT3、电容C14、电容C16、电阻R7、电阻R6、电容C13和电容C15，所述电压变换器PT3用于对C相电压进行采样，电容C14、电容C16和电阻R7构成了所述电压变换器PT3输出端的RC滤波电路，所述电流变换器CT3用于对C相电流进行采样，电阻R6、电容C13和电容C15构成了所述电流变换器CT3的输出端的RC滤波电路。。优选的，所述电压变换器PT1、所述电压变换器PT2和所述电压变换器PT3的型号均为TR1176-3C；所述电流变换器CT1、所述电流变换器CT2和所述电流变换器CT3的型号均为TR0176-4C。优选的，所述运放UB的型号为OP4177AR；所述比较器UA1A的型号为LM393DR；所述单触发逆变器U4的型号为SN74LVC1G14DBV，所述AC-DC模块的型号为LD10-20B05；所述升压模块U7的型号为A0512S_1WR2；所述可编程电流源U6的型号为LT3092，温度传感器PT100；所述升压模块U5的型号为F0524S-2WR2。优选的，所述GPRS通信模块的型号为Air202；所述压力采集模块的型号为MD-PSG010压力传感器。本专利技术所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电变压器一体式数字化智能终端，其特征在于：包括电源板、主控板和开入板，电源板包括电源转换模块、三相电接入模块和频率跟踪模块；电源转换模块包括AC‑DC模块和升压模块U1，AC‑DC模块的输入端连接220V电源、输出端输出5V电源，升压模块U7的输入端连接5V电源、输出端输出12V电源；三相电接入模块包括A相电流电压采样电路、B相电流电压采样电路和C相电流电压采样电路，A相电流电压采样电路包括用于对A相电压进行采样的电压变换器PT1和用于对A相电流进行采样的电流变换器CT1，B相电流电压采样电路包括用于对B相电压进行采样的电压变换器PT2和用于对B相电流进行采样的电流变换器CT2，C相电流电压采样电路包括用于对C相电压进行采样的电压变换器PT3和用于对C相电流进行采样的电流变换器CT3；频率跟踪模块包括电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R10、运放UB、二极管DA1、二极管DA2、电容C17、比较器UA1A、电阻R8、电阻R11和单触发逆变器U4，电阻R9一端连接电压变换器PT1的输出端、另一端连接运放UB的负输入端，运放UB的正输入端通过电阻R12连接运放UB的输出端，运放UB的正输入端还通过电阻R13连接地线，运放UB的输出端通过电阻R10连接比较器UA1A的正输入端，比较器UA1A的正输入端连接二极管DA1的正极，二极管DA1的负极通过电阻R8连接比较器UA1A的输出端，比较器UA1A的正输入端还连接二极管DA2的负极，二极管DA2的正极连接地线，电容C17与二极管DA2并联，比较器UA1A的负输入端连接地线，比较器UA1A的输出端通过电阻R11连接单触发逆变器U4的I1管脚，单触发逆变器U4的O管脚为频率跟踪模块的输出端；主控板包括RS485模块、AD模块、MCU模块、开出接口和外部存储器模块，RS485模块、AD模块、开出接口和外部存储器模块均与MCU模块连接；开入板包括压力采集模块、温度采集模块、GPRS通信模块和开入模块；压力采集模块与AD模块的一个输入端连接，GPRS通信模块连接MCU模块；温度采集模块包括可编程电流源U6、温度传感器PT1和电阻R54，可编程电流源U6的输入端连接5V电源、输出端通过电阻R9连接温度传感器PT1的一端，温度传感器PT1的另一端通过电阻R54连接地线，电阻R9与温度传感器PT1的连接节点连接AD模块的一个输入端；开入模块包括升压模块U5、电容C24、电阻R3、电阻R5、电容C1、电容C3、电阻R4、电阻R6、光耦U1、光耦U3、电阻R2和电阻R7，光耦U1的1脚通过电阻R3连接第一外部开入信号KIN1，光耦U3的1脚通过电阻R5连接第二外部开入信号KIN2，光耦U1的2脚和光耦U3的2脚均连接地线，所述地线还通过电容C24连接大地；电容C1和电容R4并联连接在光耦U1的1脚和2脚之间，电容C3和电容R6并联连接在光耦U3的1脚和2脚之间，光耦U1的4脚连接MCU模块的一个IO口，光耦U3的4脚连接MCU模块的一个IO口，电阻R2为光耦U1的4脚的上拉电阻，电阻R7为光耦U3的4脚的上拉电阻；升压模块U5的输入端连接所述5V电源、输出端为外部设备提供24V电源。...

【技术特征摘要】
1.一种配电变压器一体式数字化智能终端，其特征在于：包括电源板、主控板和开入板，电源板包括电源转换模块、三相电接入模块和频率跟踪模块；电源转换模块包括AC-DC模块和升压模块U1，AC-DC模块的输入端连接220V电源、输出端输出5V电源，升压模块U7的输入端连接5V电源、输出端输出12V电源；三相电接入模块包括A相电流电压采样电路、B相电流电压采样电路和C相电流电压采样电路，A相电流电压采样电路包括用于对A相电压进行采样的电压变换器PT1和用于对A相电流进行采样的电流变换器CT1，B相电流电压采样电路包括用于对B相电压进行采样的电压变换器PT2和用于对B相电流进行采样的电流变换器CT2，C相电流电压采样电路包括用于对C相电压进行采样的电压变换器PT3和用于对C相电流进行采样的电流变换器CT3；频率跟踪模块包括电阻R9、电阻R12、电阻R13、电阻R10、运放UB、二极管DA1、二极管DA2、电容C17、比较器UA1A、电阻R8、电阻R11和单触发逆变器U4，电阻R9一端连接电压变换器PT1的输出端、另一端连接运放UB的负输入端，运放UB的正输入端通过电阻R12连接运放UB的输出端，运放UB的正输入端还通过电阻R13连接地线，运放UB的输出端通过电阻R10连接比较器UA1A的正输入端，比较器UA1A的正输入端连接二极管DA1的正极，二极管DA1的负极通过电阻R8连接比较器UA1A的输出端，比较器UA1A的正输入端还连接二极管DA2的负极，二极管DA2的正极连接地线，电容C17与二极管DA2并联，比较器UA1A的负输入端连接地线，比较器UA1A的输出端通过电阻R11连接单触发逆变器U4的I1管脚，单触发逆变器U4的O管脚为频率跟踪模块的输出端；主控板包括RS485模块、AD模块、MCU模块、开出接口和外部存储器模块，RS485模块、AD模块、开出接口和外部存储器模块均与MCU模块连接；开入板包括压力采集模块、温度采集模块、GPRS通信模块和开入模块；压力采集模块与AD模块的一个输入端连接，GPRS通信模块连接MCU模块；温度采集模块包括可编程电流源U6、温度传感器PT1和电阻R54，可编程电流源U6的输入端连接5V电源、输出端通过电阻R9连接温度传感器PT1的一端，温度传感器PT1的另一端通过电阻R54连接地线，电阻R9与温度传感器PT1的连接节点连接AD模块的一个输入端；开入模块包括升压模块U5、电容C24、电阻R3、电阻R5、电容C1、电容C3、电阻R4、电阻R6、光耦U1、光耦U3、电阻R2和电阻R7，光耦U1的1脚通过电阻R3连接第一外部开入信号KIN1，光耦U3的1脚通过电阻R5连接第二外部开入信号KIN2，光耦U1的2脚和光耦U3的2脚均连接地线，所述地线还通过电容C24连接大地；电容C1和电容R4并联连接在光耦U1的1脚和2脚之间，电容C3和电容R6并联连接在光耦U3的1脚和2脚之间，光耦U1的4脚连接MCU模块的一个IO口，光耦U3的4脚连接MCU模块的一个IO口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋全清，周正超，刘波，张娜，张朝朋，戴彬彬，
申请(专利权)人：特变电工智能电气有限责任公司，南京力通达电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65