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變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個(gè)載體集線器、多個(gè)電源模塊、互聯(lián)背板和多個(gè)可插拔板卡；冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個(gè)可插拔板卡均與互聯(lián)背板相連接；冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng)，以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；電源模塊用于為集成裝置提供電源；可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個(gè)I/O模塊，可插拔板卡以可插拔的方式連接在互聯(lián)背板上；載體集線器用于實(shí)現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，具有能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量、電源結(jié)構(gòu)簡單且成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷加速，用電需求也不斷增加。隨之許多變電站也被建設(shè)起來。為了適應(yīng)相關(guān)的發(fā)展要求，在各地區(qū)中變電站的建設(shè)不斷增多。變電站的運(yùn)行環(huán)境受到電氣設(shè)備之間產(chǎn)生的磁場或是噪聲等影響，構(gòu)成了比較復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境，為了保證變電站運(yùn)行時(shí)的安全性，設(shè)有一個(gè)高效的安全監(jiān)測系統(tǒng)是十分必要的，這樣既能夠?qū)ψ冸娬具\(yùn)行中的環(huán)境變化進(jìn)行掌控，又能夠避免或是處理一些可能產(chǎn)生的事故。
[0003]目前的變電站安全監(jiān)測系統(tǒng)采用了現(xiàn)代通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了信息化監(jiān)測。在傳統(tǒng)的電力網(wǎng)內(nèi)引入了各種傳感器及配套的通信設(shè)備構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器網(wǎng)絡(luò)利用大量的傳感器監(jiān)測電力網(wǎng)沿線的內(nèi)部、外部狀態(tài)數(shù)據(jù)，并且基于網(wǎng)絡(luò)通信能力將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上傳到匯聚節(jié)點(diǎn)，再傳遞給電網(wǎng)監(jiān)控中心及相關(guān)巡檢、調(diào)度等人員。
[0004]電網(wǎng)監(jiān)控，巡檢，調(diào)度等相關(guān)人員通過安全監(jiān)測系統(tǒng)獲取到的是未經(jīng)過智能處理的原始數(shù)據(jù)，對于變電站安全狀態(tài)只能進(jìn)行個(gè)人的主觀判斷，效率低，不能保證實(shí)時(shí)、快速的發(fā)現(xiàn)和排除故障和問題。
[0005]變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)中，具有大量的電子元器件。由于各種不同的元器件需要提供不同種類電壓的電源，因此常常需要配置專門的電源模塊。現(xiàn)有技術(shù)中，常常采用多個(gè)電源模塊為監(jiān)測系統(tǒng)供電，使得系統(tǒng)的電源系統(tǒng)過于復(fù)雜，整體成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為避免上述已有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，以快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量。
[0007]本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。
[0008]變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個(gè)載體集線器、多個(gè)電源模塊、互聯(lián)背板和多個(gè)可插拔板卡；所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個(gè)可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接；所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng)，以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；所述電源模塊用于為集成裝置提供電源；所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個(gè)I/O模塊，所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上；所述載體集線器用于實(shí)現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
[0009]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于:
[0010]所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)；所述兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)包括第一熱點(diǎn)開關(guān)和第二熱點(diǎn)開關(guān)；所述直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)均與所述電源控制器相連接，由所述電源控制器對直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行控制；[0011 ] 所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接，用于接入外部電源；所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端，由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進(jìn)行濾波整流；所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接，由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進(jìn)行降壓，將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出；
[0012]所述第一熱點(diǎn)開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于控制+12V直流電源的輸出通斷；所述負(fù)載點(diǎn)電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出；所述第二熱點(diǎn)開關(guān)與負(fù)載點(diǎn)電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接，用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
[0013]所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
[0014]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在:
[0015]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):
[0016]I)由于采用了載體集線器、多個(gè)電源模塊、互聯(lián)背板和可插拔板卡等結(jié)構(gòu)，可將傳感器采集的數(shù)據(jù)(溫度傳感器、避雷器監(jiān)測、局放監(jiān)測等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點(diǎn)，將所采集的符合DL/T860規(guī)約的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，并通過這些數(shù)據(jù)進(jìn)行故障診斷，能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障，提高供電質(zhì)量。
[0017]2)采用的電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)，能夠直接輸出+12V和+3.3V兩種直流電，可為裝置的各種單元供電，無需配置兩種電源模塊，電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
[0018]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，具有能快速有效地發(fā)現(xiàn)和排除變電站的工作故障、提高供電質(zhì)量、電源結(jié)構(gòu)簡單且成本低等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明的電源模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]以下通過【具體實(shí)施方式】，并結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

【具體實(shí)施方式】
[0021]參見圖1，本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個(gè)載體集線器、多個(gè)電源模塊、互聯(lián)背板和多個(gè)可插拔板卡；所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個(gè)可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接；所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng)，以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；所述電源模塊用于為集成裝置提供電源；所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個(gè)I/O模塊，所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上；所述載體集線器用于實(shí)現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
[0022]如圖1所示，冷卻單元采用智能風(fēng)冷模式，管理著冷卻單元，通過模塊化管理控制器器向冷卻單元傳送命令以確?？諝庠谧蛹苤械恼_流通。降低設(shè)備內(nèi)部溫度。載體集線器提供可插拔板卡的連接及交互，最多可容納8塊板載可插拔板卡?？刹灏伟蹇K是系統(tǒng)重要組成部分，通過對可插拔板卡模塊的使用能很容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)展、模塊化設(shè)計(jì)，從而方便地實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)功能?？刹灏伟蹇ò–PU、網(wǎng)絡(luò)處理器(NPU)、存儲模塊以及各種各樣的I/O模塊。時(shí)鐘模塊包括時(shí)鐘選擇單元，用于選擇時(shí)鐘源并輸出；時(shí)鐘驅(qū)動單元，用于將所述時(shí)鐘卡產(chǎn)生的系統(tǒng)同步時(shí)鐘驅(qū)動到與所述載體集線器相連的多個(gè)可插拔板卡。
[0023]所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)；所述兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)包括第一熱點(diǎn)開關(guān)和第二熱點(diǎn)開關(guān)；所述直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)均與所述電源控制器相連接，由所述電源控制器對直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行控制；
[0024]所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接，用于接入外部電源；所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端，由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進(jìn)行濾波整流；所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接，由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進(jìn)行降壓，將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出；
[0025]所述第一熱點(diǎn)開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于控制+12V直流電源的輸出通斷；所述負(fù)載點(diǎn)電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出；所述第二熱點(diǎn)開關(guān)與負(fù)載點(diǎn)電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接，用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
[0026]所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
[0027]如圖2所示，本發(fā)明的電源模塊，是一個(gè)單寬、全高標(biāo)準(zhǔn)的模塊，外形尺寸為73.5X186.6X28.9毫米。它可支持和管理電源為12個(gè)可插拔板卡模塊，2個(gè)冷卻模塊供電，最多支持32個(gè)電壓通道。包含了一個(gè)單路的一 48V到12V的隔離直流/直流轉(zhuǎn)換器，功率段600瓦。從12V變換到低壓的一個(gè)負(fù)載點(diǎn)電源是用來產(chǎn)生管理部分的電源。另外在可插拔板卡內(nèi)部的負(fù)載點(diǎn)電源是用來進(jìn)行12V到低壓的轉(zhuǎn)換以給有效載荷供電。電源控制器是采購的市售模塊，為Actel公司的的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片(PSC)，內(nèi)部帶模擬功能，內(nèi)部有電流監(jiān)控，電壓監(jiān)控，12位AD，RTC掉電喚醒。是用來監(jiān)控和管理系統(tǒng)配置的所有可插拔板卡，冷卻模塊模塊中的有效載荷和管理部分所需的電源。
[0028]本發(fā)明的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，傳感器采集的數(shù)據(jù)(溫度傳感器、避雷器監(jiān)測、局放監(jiān)測等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)匯聚節(jié)點(diǎn)，將所采集的符合DL/T860規(guī)約的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。同時(shí)將數(shù)據(jù)并行發(fā)給專家系統(tǒng)算法應(yīng)用程序，應(yīng)用程序?qū)⑵渲邢嚓P(guān)數(shù)據(jù)(如:溫度，局放等)綜合，按照算法進(jìn)行處理，并按找算法標(biāo)準(zhǔn)生成藍(lán)、黃、橙、紅四級預(yù)警信息。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是上電即運(yùn)行，這個(gè)特性有助于系統(tǒng)組件的初始化、處理器喚醒緊急任務(wù)的執(zhí)行，而現(xiàn)有模塊的上電到正常工作需要0.2秒的時(shí)間。內(nèi)部帶模擬功能，內(nèi)部有電流監(jiān)控，電壓監(jiān)控，12位AD，RTC掉電喚醒等等。
[0029]雖然本發(fā)明已依據(jù)較佳實(shí)施例在上文中加以說明，但這并不表示本發(fā)明的范圍只局限于上述的結(jié)構(gòu)，只要被本發(fā)明權(quán)利要求所覆蓋的結(jié)構(gòu)均在保護(hù)范圍之內(nèi)。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在閱讀上述的說明后可很容易地發(fā)展出的等效替代結(jié)構(gòu)，在不脫離本發(fā)明之精神與范圍下所作之均等變化與修飾，皆應(yīng)涵蓋于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，其特征是，包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)置有冷卻單元、多個(gè)載體集線器、多個(gè)電源模塊、互聯(lián)背板和多個(gè)可插拔板卡；所述冷卻單元、載體集線器、電源模塊和多個(gè)可插拔板卡均與所述互聯(lián)背板相連接；所述冷卻單元用于為殼體內(nèi)的設(shè)備提供冷卻風(fēng)，以避免系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)過熱現(xiàn)象；所述電源模塊用于為集成裝置提供電源；所述可插拔板卡包括CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、存儲模塊和多個(gè)I/O模塊，所述可插拔板卡以可插拔的方式連接在所述互聯(lián)背板上；所述載體集線器用于實(shí)現(xiàn)可插拔板卡之間的信息交互。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，其特征是，所述電源模塊包括延遲電路、濾波器、直流變壓器、電源控制器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)；所述兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)包括第一熱點(diǎn)開關(guān)和第二熱點(diǎn)開關(guān)；所述直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)均與所述電源控制器相連接，由所述電源控制器對直流變壓器、負(fù)載點(diǎn)電源電路和兩個(gè)熱點(diǎn)開關(guān)進(jìn)行控制； 所述延遲電路的輸入端與外部電源相連接，用于接入外部電源；所述延遲電路的輸出端連接所述濾波器的輸入端，由所述濾波器對延遲電路輸出的電壓進(jìn)行濾波整流；所述濾波器的輸出端與所述直流變壓器的輸入端相連接，由所述直流變壓器對濾波器輸出的電壓進(jìn)行降壓，將濾波器輸入的電壓轉(zhuǎn)換為+12V直流電源輸出。 所述第一熱點(diǎn)開關(guān)與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于控制+12V直流電源的輸出通斷；所述負(fù)載點(diǎn)電源電路的輸入端與所述直流變壓器+12V直流電源輸出端相連接，用于將所述+12V直流電源轉(zhuǎn)換為+3.3V直流電源輸出；所述第二熱點(diǎn)開關(guān)與負(fù)載點(diǎn)電源電路的+3.3V直流電源輸出端相連接，用于控制+3.3V直流電源的輸出通斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的變電站安全在線檢測多元素匯聚集成裝置，其特征是，所述電源控制器為Actel的Fus1n可編程系統(tǒng)芯片A3P060-VQG100。
【文檔編號】G01D21/02GK104296807SQ201410520368
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】鐘衛(wèi), 賈小錚, 姜作涵, 張宇峰, 王刃, 章文杰, 魏慶科, 金赟, 高岳巢 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)安徽省電力公司合肥供電公司, 國網(wǎng)安徽肥東縣供電有限責(zé)任公司, 安徽省高程電子科技有限公司