變電站安全在線檢測(cè)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(cè)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(chǔ)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(cè)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(jiǎn)單且成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】變電站安全在線檢測(cè)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(cè)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(chǎng)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(cè)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(cè)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(cè)。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(cè)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(cè)系統(tǒng)獲取到的是未經(jīng)過智能處理的原始數(shù)據(jù)，對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(chǔ)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)、局放監(jiān)測(cè)等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測(cè)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(jiǎn)單，成本低。
[0018]本發(fā)明的變電站安全在線檢測(cè)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(jiǎn)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(cè)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(duì)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(cè)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(chǔ)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保空氣在子架中的正確流通。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。可插拔板卡模塊是系統(tǒng)重要組成部分，通過對(duì)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(chǔ)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(dòng)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(cè)、局放監(jiān)測(cè)等)傳入所述變電站安全在線監(jiān)測(cè)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(jí)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(cè)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(chǔ)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(cè)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(duì)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(duì)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(duì)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(cè)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(hào)】G01D21/02GK104296807SQ201410520368
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)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(qǐng)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