智能备用电源自投控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种备用电源自投控制器，涉及电力系统及其自动化技术领域，包括对二次电流电压信号进行采集的电流电压采样电路、对采集的二次电流电压信号进行隔离处理的互感器、对开关量输入信号进行采集的开关量采集电路、对开关量输入信号和开关量输出信号进行隔离的光耦隔离电路、对电源输入和电源输出进行切换的电源切换电路，以及分别与各电路连接并控制各电路工作的中央处理器。本实用新型专利技术结构简单，成本低，性能靠高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电力系统及其自动化
，确切地说涉及适用于6 35kV配网系统中的备用电源自投控制器。技术背景在配网系统中，对于重要用户，为了提高供电的可靠性，通常采用双电源供电方式。备用电源自投控制器是实现双电源切换的重要保障。如公开号为CN2222979，公开日为1996年3月20日的中国专利文献公开了一种备用电源自投控制装置，它由检测电路，可编程序控制器、显示电路、声光报警电路和闭锁执行电路组成。其特点是该装置不但具有电源信号检测功能，而且还能对设备开、关状态进行检测，并将设备所处状态和设备代码通过显示器显示出来，当设备出现异常时，显示电路和声光报警电路直接指示出故障设备，便于工作人员及时处理，保证自投控制装置始终处于正常工作状态，大大提高了装置的可靠性，其自投成功率达100%，同时它还具有电机保护功能。但以上述专利文献为代表的备用电源自投控制器的工作电源为直流电源，在配网系统中通常是采用“UPS+整流装置”的方式给备用电源自投控制器供电。此外，真空断路器的操作电源也需UPS提供。UPS需要定期进行维护并更换电池，一方面增加了设备成本和运行维护的工作量，另一方面降低了设备的可靠性。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提出了一种能省去UPS和整流装置的备用电源自投控制器，满足重要用户可靠不间断供电的要求。本技术结构简单，成本低，性能靠闻。本技术是通过采用下述技术方案实现的—种备用电源自投控制器，其特征在于包括对二次电流电压信号进行采集的电流电压采样电路、对采集的二次电流电压信号进行隔离处理的互感器、对开关量输入信号进行采集的开关量采集电路、对开关量输入信号和开关量输出信号进行隔离的光耦隔离电路、对电源输入和电源输出进行切换的电源切换电路，以及分别与各电路连接并控制各电路工作的中央处理器。所述中央处理器上还连接有通讯接口、液晶显示器和按键输入接口。所述中央处理器为单片机STM32F4。所述液晶显示器采用128*64点阵的液晶模块。与现有技术相比，本技术的有益效果表现在采用如本技术所述的电路结构形成的自投控制器，省去了 UPS和整流装置，从而结构简单，成本低。而采用两路进线互为备投的方式，能够实现控制器电源以及操作电源的自动切换功能，实现一路进线带电，则控制器和操作电源有电的功能。附图说明下面将结合说明书附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明，其中图I为本技术的电路结构原理图图中标记I、中央处理器，2、电流电压采样电路，3、光耦隔离电路，4、电源切换电路，5、液晶显示器，6、按键输入接口，7、通讯接口，8、互感器。具体实施方式实施例I作为本技术的最佳实施方式，参照说明书附图1，本技术公开了一种备用电源自投控制器，其电路结构包括对二次电流电压信号进行采集的电流电压采样电路2、对采集的二次电流电压信号进行隔离处理的互感器8、对开关量输入信号进行采集的开关量采集电路、对开关量输入信号和开关量输出信号进行隔离的光耦隔离电路3、对电源输入和电源输出进行切换的电源切换电路4，以及分别与各电路连接并控制各电路工作的中央处理器I。所述中央处理器I上还连接有通讯接口 7、液晶显示器5和按键输入接口。所述中央处理器I为单片机STM32F4。所述液晶显示器5采用128*64点阵的液晶模块。实施例2当然，如果将电源自投控制器生产为实际的产品，我们进行以下可行性分析及硬件结构的详细设计一、可行性分析根据用户需求，将要设计一款能够实现两路进线互为备投的控制器，并且能够实现控制器电源以及操作电源的自动切换功能，实现一路进线带电，则控制器和操作电源有电的功能。另外装置还要具备保护功能，以及保护闭锁备投功能；为了以上需求，现考虑使用ARM处理器芯片cortex all系列设计该控制器。根据不同的功能模块划分为4个电路板，分别为电源模块、中央处理模块、采集模块、交互模块。由于处理器芯片集成度高，速度快，具备浮点处理单元，因此能够很好地满足设计的要求。选用内部空间较大的机箱，可以容纳必要的电源、继电器、互感器8等元件；设计的必要技术条件已经具备，因此该产品的项目设计是可行的。二、结构设计I、采用标准4U机箱，前面板上固定液晶，按键部分使用薄膜按键，按键线通过前面板的横槽连接到前面板接插件上。2、前面板通过排线连接到主电路板上、主电路板和其他电路板之间通过排线连接。3、端子采用5. 08端子，以增加端子的输入输出量。三、硬件设计该装置硬件分为4部分、前面板、主板、电源板、采样板，下面分别介绍I、如面板如面板上有指不灯及电路、液晶固定孔、液晶控制线插座、液晶对比度调节电路、薄膜按键接插件以及通向主板的接插件。由于要控制按键读取，液晶显示和指示灯显示，因此可以考虑使用总线扩展的方式，节省接口线。2、电源板为了提高抗干扰能力，电源板开关电源前端增加一个电磁干扰滤波器。实际电源板的端子包含两路电气不相关的电源输入端，一路输出端，同时还考虑直流输出端的设计。考虑使用两个小型直插式工 频变压器在分别两路输入端产生两个12V电源，并根据两路输入电压的情况，通过切换继电器切换送入到开关电源的输入电源。经过经上电路设计方案，在任何情况下，无论进线I或者进线2断电，装置均会保持有电的状态或者当两路进线同时断电时，任何一方来电，装置均能恢复电源。电源板和主板之间通过5. 08粗线插座连接，保证低引线电阻。电源信号包括+ 5V，+ 12V，GND，2路控制线，因此5芯或者6芯插头即可。3、采集板采集板采集的模拟量包括2路线电压UL1，UL2，2路相电流IL1，IL2 ；6路相电压，包括母线I三路，母线2三路，6路相电流包括母线I三路，母线2三路，一共16路模拟量采集。4、主电路板主电路板包含主控制芯片arm cortex all，实现备自投装置要求的采集、显示、控制功能。主电路板包括如下电路单元晶振、复位电路、基本供电电源电路等单片机必须的外围电路；开关量采集以及隔离输入电路；开关量输出以及隔离继电器输出电路；RS232通讯电路；连接到其他电路板的接插件以及一些处理电路，主电路板到其他电路板的接插件包括，到电源的6芯插件(5. 08mm),到前面板的20芯排线插座，到采样板的20芯排线插座。为了保证电源的可靠供应，主电路板板到前面板以及采样板预留一个2芯5. 08mm的插座封装，在调试过程中确定是否需要该引线。四、软件设计软件设计分为几个部分按键及显示部分、采样计算部分、装置电源切换部分、备自投功能部分、保护功能部分、通讯部分。I、按键及显示部分由于按键板上的液晶、指示灯以及按键读取功能采用了总线扩展的方式，因此程序顺序控制显示以及按键的读取。由于单片机性能很好，对液晶的显示、指示灯的控制和按键读取效率不会受到影响。2、采样计算部分采集16路模拟量，一次性采集一周波数据，并分别进行计算；为了保证保护的快速性，设置半周采样完成中断和一周采样完成中断，并在其中增加保护的计算和判别；采样点数采用一周采集512点；定时计算每个通道的零点电位，但是在保护启动期间不计算零点。3、装置电源切换部分切换继电器在未带电的情况下处于进线2供电状态，由单片机控制当前电源应使用某路进线。无论任何一方有电均能保证装置带电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种备用电源自投控制器，其特征在于：包括对二次电流电压信号进行采集的电流电压采样电路（2）、对采集的二次电流电压信号进行隔离处理的互感器（8）、对开关量输入信号进行采集的开关量采集电路、对开关量输入信号和开关量输出信号进行隔离的光耦隔离电路（3）、对电源输入和电源输出进行切换的电源切换电路（4），以及分别与各电路连接并控制各电路工作的中央处理器（1）。

【技术特征摘要】
1.一种备用电源自投控制器，其特征在于包括对二次电流电压信号进行采集的电流电压采样电路(2)、对采集的二次电流电压信号进行隔离处理的互感器(8)、对开关量输入信号进行采集的开关量采集电路、对开关量输入信号和开关量输出信号进行隔离的光耦隔离电路(3)、对电源输入和电源输出进行切换的电源切换电路(4)，以及分别与各电路连接并控制各电路工作的中央处理器(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：余志军，江涌，吴晓林，黎军华，胡天祥，
申请(专利权)人：乐山一拉得电网自动化有限公司，
类型：实用新型
国别省市：