本實用新型涉及光伏箱變控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光伏箱變測控裝置。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)電行業(yè)的快速發(fā)展，目前35KV箱變的非智能化已經(jīng)成為影響風(fēng)電場自動化進程的最大阻礙，箱變內(nèi)的各種信息無法實時上傳至中控室，使箱變成為了風(fēng)電場的監(jiān)控盲區(qū)，從而給風(fēng)電場的安全生產(chǎn)與日常維護帶來了極大的不便，尤其是對設(shè)備和人身安全的隱患。尋找一種能實現(xiàn)對光伏箱變或風(fēng)電箱變的遠(yuǎn)程管理和自動化監(jiān)控，及滿足光伏電站或風(fēng)電場的“無人值班，少人值守”的運行管理模式的箱變裝置勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型中披露了一種光伏箱變測控裝置，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實施的：

一種光伏箱變測控裝置，其包括：

處理模塊以及分別與處理模塊連接的重瓦斯跳閘模塊、輕瓦斯告警模塊、過溫告警模塊、過溫跳閘模塊、油位告警模塊、SF₆氣壓告警模塊。

優(yōu)選地，重瓦斯跳閘模塊包括：第一瓦斯探測器和第一跳閘開關(guān)。

第一瓦斯探測器用于獲取瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，并將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)與儲存的瓦斯跳閘閾值相比較，若判斷出瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)大于瓦斯跳閘閾值，則生成第一跳閘指令，并將該第一跳閘指令輸送至第一跳閘開關(guān)；第一跳閘開關(guān)在接收到第一跳閘指令后啟動跳閘動作。

優(yōu)選地，輕瓦斯告警模塊包括：第二瓦斯探測器和第一告警元件。

第二瓦斯探測器用于獲取瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，并將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)與儲存的瓦斯跳閘閾值和瓦斯告警閾值相比較，若判斷出瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)小于瓦斯跳閘閾值并且大于瓦斯告警閾值，則生成第一告警指令，并將該第一告警指令輸送至第一告警元件；第一告警元件在接收到第一告警指令后啟動告警動作。

優(yōu)選地，過溫跳閘模塊包括：第一溫度探測器和第二跳閘開關(guān)。

第一溫度探測器用于獲取溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該溫度數(shù)據(jù)與儲存的過溫跳閘閾值相比較，若判斷出溫度數(shù)據(jù)大于過溫跳閘閾值，則生成第二跳閘指令，并將該第二跳閘指令輸送至第二跳閘開關(guān)；第二跳閘開關(guān)在接收到第二跳閘指令后啟動跳閘動作。

優(yōu)選地，過溫告警模塊包括：第二溫度探測器和第二告警元件。

第二溫度探測器用于獲取溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該溫度數(shù)據(jù)與儲存的過溫跳閘閾值和過溫告警閾值相比較，若判斷出溫度數(shù)據(jù)小于過溫跳閘閾值并且大于過溫告警閾值，則生成第二告警指令，并將該第二告警指令輸送至第二告警元件；第二告警元件在接收到第二告警指令后啟動告警動作。

優(yōu)選地，油位告警模塊包括：油位探測器和第三告警元件。

油位探測器用于獲取油位數(shù)據(jù)，并將該油位數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該油位數(shù)據(jù)與儲存的油位告警閾值相比較，若判斷出油位數(shù)據(jù)小于油位告警閾值，則生成第三告警指令，并將該第三告警指令輸送至第三告警元件；第三告警元件在接收到第三告警指令后啟動告警動作。

優(yōu)選地，SF₆氣壓告警模塊包括：SF₆氣壓探測器和第四告警元件。

SF₆氣壓探測器用于獲取氣壓數(shù)據(jù)，并將該氣壓數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該氣壓數(shù)據(jù)與儲存的氣壓告警閾值相比較，若判斷出氣壓數(shù)據(jù)小于氣壓告警閾值，則生成第四告警指令，并將該第四告警指令輸送至第四告警元件；第四告警元件在接收到第四告警指令后啟動告警動作。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的高度為120-150mm，寬度為220-234mm，長度為200-220mm。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的測量溫度范圍為光伏電場-40℃～70℃。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的額定直流數(shù)據(jù)：額定直流電壓為110-220V，額定交流電壓為85-265V，直流電壓紋波系數(shù)不大于2％。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的額定交流數(shù)據(jù)：額定交流電流為1-5A，額定交流電壓為 270-690V，額定頻率為50Hz，交流電源波形為正弦波，畸變系數(shù)不大于2％。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的交流電流輸入范圍：施加1.2In后，該裝置可持續(xù)工作。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的交流電壓輸入范圍：施加1.2Un后，該裝置可持續(xù)工作。

優(yōu)選地，光伏箱變測控裝置的功率不大于8W。

優(yōu)選地，交流電壓回路不大于0.5V/相。

優(yōu)選地，交流電流回路不大于0.5A/相。

實施本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的光伏箱變測控裝置具有過電流保護、零序電流保護、反時限保護、過電壓保護、低電壓保護、非電量保護和PT斷線檢測等保護功能。

2、本實用新型的光伏箱變測控裝置可以準(zhǔn)確地測量箱變的電流、電壓和頻率等相關(guān)電氣參數(shù)。

3、本實用新型的光伏箱變測控裝置內(nèi)置規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊，可以在底層物理接口和高層應(yīng)用規(guī)約的各個層次上進行規(guī)約轉(zhuǎn)換。

4、本實用新型的光伏箱變測控裝置具有兩對環(huán)網(wǎng)交換功能的光接口模塊，其可以簡單地實現(xiàn)多臺主板服務(wù)器、中繼器、集線器、終端機與多臺終端機之間的互聯(lián)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一種實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型的光伏箱變測控裝置的第一幅原理示意圖。

圖2為本實用新型的光伏箱變測控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型的光伏箱變測控裝置的主變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型的光伏箱變測控裝置的電流回路的原理示意圖。

圖5為本實用新型的光伏箱變測控裝置的低壓測量電壓的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實用新型的光伏箱變測控裝置的第二幅原理示意圖。

圖7為本實用新型的光伏箱變測控裝置的第三幅原理示意圖。

圖8為本實用新型的光伏箱變測控裝置的網(wǎng)絡(luò)通信的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本實用新型的光伏箱變測控裝置的開入插件的第一幅結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本實用新型的光伏箱變測控裝置的開入插件的第二幅結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本實用新型的光伏箱變測控裝置的開出插件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本實用新型的光伏箱變測控裝置的模擬量的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

高度 a、寬度 b、長度 c。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

在一種具體實施方式中，如圖1所示，光伏箱變測控裝置包括：處理模塊以及分別與處理模塊連接的重瓦斯跳閘模塊、輕瓦斯告警模塊、過溫告警模塊、過溫跳閘模塊、油位告警模塊、SF₆氣壓告警模塊。

本實用新型的光伏箱變測控裝置的性能如下：

本實用新型的光伏箱變測控裝置能夠承受沖擊電壓，符合GB/T15145-2001的要求。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-1：1988(GB/T14598.13)規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅲ級的頻率為1MHz及100kHz衰減振蕩波(第一個半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV)脈沖干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-2：1996(GB/T14598.14)規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅳ級的靜電放電干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-3：1989(GB/T14598.9)規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅲ級的輻射電磁場干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-4：1992(GB/T14598.10)規(guī)定的嚴(yán)酷等級為Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-5：2002中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于Ⅲ級的浪涌(雷擊)干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-6：2001中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于Ⅲ級的射頻場感應(yīng)的傳導(dǎo)抗干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC60255-22-7：2003中規(guī)定的嚴(yán)酷等級為A級的工頻抗擾度試驗，試驗期間及試驗后的產(chǎn)品的性能應(yīng)符合該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC61000-4-8：1993(GB/T17626.8)中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于Ⅳ級的工頻磁場抗干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC61000-4-9:1993(GB/T17626.9)中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于Ⅳ級的脈沖磁場抗干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC61000-4-10:1993(GB/T17626.10)中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于Ⅳ級的阻尼振蕩磁場抗干擾試驗。

本實用新型的光伏箱變測控裝置能承受IEC61000-4-11:1994(GB/T17626.11)中規(guī)定的嚴(yán)酷等級不低于電壓突降30％U_T、0.5s，電壓中斷100％U_T、100ms，電壓變化40％U_T抗干擾試驗。本實用新型的光伏箱變測控裝置符合IEC61000-3-2：2001(GB/T17625.1)中A類諧波電流發(fā)射限值的規(guī)定。

本實用新型的光伏箱變測控裝置符合IEC 61000-3-3：1994(GB/T17625.2)中電壓波動與閃爍限制的規(guī)定。

本實用新型的光伏箱變測控裝置符合IEC60255-25：2000(GB/T14598.16)中規(guī)定的電磁發(fā)射限值的規(guī)定。

本實用新型的光伏箱變測控裝置的工作條件：該裝置能承受嚴(yán)酷等級為Ⅰ級的振動響應(yīng)、沖擊響應(yīng)檢驗；運輸條件：該裝置能承受嚴(yán)酷等級為Ⅰ級的振動耐久、沖擊及碰撞檢驗。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，重瓦斯跳閘模塊包括：第一瓦斯探測器和第一跳閘開關(guān)。其中，第一瓦斯探測器用于獲取瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，并將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)與儲存的瓦斯跳閘閾值相比較，若判斷出瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)大于瓦斯跳閘閾值，則生成第一跳閘指令，并將該第一跳閘指令輸送至第一跳閘開關(guān)；第一跳閘開關(guān)在接收到第一跳閘指令后啟動跳閘動作。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，輕瓦斯告警模塊包括：第二瓦斯探測器和第一告警元件。其中，第二瓦斯探測器用于獲取瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，并將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)與儲存的瓦斯跳閘閾值和瓦斯告警閾值相比較，若判斷出瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)小于瓦斯跳閘閾值并且大于瓦斯告警閾值，則生成第一告警指令，并將該第一告警指令輸送至第一告警元件；第一告警元件在接收到第一告警指令后啟動告警動作。

實際上，第一瓦斯探測器對高濃度的瓦斯靈敏度高，第二瓦斯探測器對低濃度的瓦斯靈敏度高，于是高濃度、低濃度的瓦斯都能被準(zhǔn)確探測到。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，過溫跳閘模塊包括：第一溫度探測器和第二跳閘開關(guān)。其中，第一溫度探測器用于獲取溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該溫度數(shù)據(jù)與儲存的過溫跳閘閾值相比較，若判斷出溫度數(shù)據(jù)大于過溫跳閘閾值，則生成第二跳閘指令，并將該第二跳閘指令輸送至第二跳閘開關(guān)；第二跳閘開關(guān)在接收到第二跳閘指令后啟動跳閘動作。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，過溫告警模塊包括：第二溫度探測器和第二告警元件。其中，第二溫度探測器用于獲取溫度數(shù)據(jù)，并將該溫度數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該溫度數(shù)據(jù)與儲存的過溫跳閘閾值和過溫告警閾值相比較，若判斷出溫度數(shù)據(jù)小于過溫跳閘閾值并且大于過溫告警閾值，則生成第二告警指令，并將該第二告警指令輸送至第二告警元件；第二告警元件在接收到第二告警指令后啟動告警動作。

實際上，第一溫度探測器對高溫靈敏度高，第二溫度探測器對低溫靈敏度高，于是高溫、低溫都能被準(zhǔn)確探測到。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，油位告警模塊包括：油位探測器和第三告警元件。其中，油位探測器用于獲取油位數(shù)據(jù)，并將該油位數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該油位數(shù)據(jù)與儲存的油位告警閾值相比較，若判斷出油位數(shù)據(jù)小于油位告警閾值，則生成第三告警指令，并將該第三告警指令輸送至第三告警元件；第三告警元件在接收到第三告警指令后啟動告警動作。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，SF₆氣壓告警模塊包括：SF₆氣壓探測器和第四告警元件。其中，SF₆氣壓探測器用于獲取氣壓數(shù)據(jù)，并將該氣壓數(shù)據(jù)傳輸至處理模塊；處理模塊將該氣壓數(shù)據(jù)與儲存的氣壓告警閾值相比較，若判斷出氣壓數(shù)據(jù)小于氣壓告警閾值，則生成第四告警指令，并將該第四告警指令輸送至第四告警元件；第四告警元件在接收到第四告警指令后啟動告警動作。

本實用新型的光伏箱變測控裝置除了上述結(jié)構(gòu)外，如圖3至圖12所示，還包括6個功能性輔助插件(模擬量插件、開入插件、開出插件、直流量插件、通訊插件和電源插件)、燈板和一個MMI板(人機接口板)，各插件基本功能如下：

1、模擬量插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置的模擬量插件具備采集6個單相電壓和6個單相電流的功能。

該模擬量插件采用嵌入式32位ARM處理器構(gòu)成簡捷高效的數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)。硬件具有兩級看門狗，其保證裝置在異常時能及時復(fù)位；完善的軟硬件自檢還能使裝置在運行時保證可靠性；交流二次側(cè)信號經(jīng)隔離變換為小電流或小電壓信號，經(jīng)濾波調(diào)整后輸入到A/D模塊；該模擬量插件與MMI板通過CAN總線通訊，與上位管理機通過以太網(wǎng)通訊交換數(shù)據(jù)。故該模擬量插件構(gòu)成整個裝置功能的核心。

2.開入插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置的開入插件包括22路遙信輸入和6路開關(guān)量輸入。其中， 22路遙信輸入可采集負(fù)荷的開關(guān)位置、低壓斷路器位置信號、低壓隔離開關(guān)熔斷器組位置信號、小空開位置信號、熔斷器熔斷信號、箱變門開關(guān)信號等普通開關(guān)量信號；6路(220V)開關(guān)量輸入可采集非電量告警、跳閘信號，可實現(xiàn)重瓦斯動作跳閘、輕瓦斯工作告警、SF₆氣壓異常告警、變壓器高溫告警、變壓器超高溫調(diào)招、變壓器油位低告警等非電量保護功能。

3.開出插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置還設(shè)置了12路開出的無源接點，接收來自MMI板或通訊板的命令，驅(qū)動相應(yīng)的繼電器工作，方便進行箱變的控制功能擴展，從而可對開關(guān)實現(xiàn)遠(yuǎn)程控分或控合操作。

4.直流量插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置的直流量插件具有4路直流電流(4-20mA)、直流電壓 (0-5V)和4路溫度，從而方便了光伏電場的綜自系統(tǒng)的監(jiān)視。

5.通訊插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置設(shè)置了3路RS485通信接口，一路作為B碼對時專用，另外兩路采用MODBUS通信規(guī)約，可以方便接入該裝置的主控系統(tǒng)或升壓站監(jiān)控系統(tǒng)；同時該裝置還可以選配設(shè)置兩個光口，以組成自愈式環(huán)形光線以太網(wǎng)，采用IEC60870-5-103通信規(guī)約，保證了光伏電場在惡劣條件下的通信要求，從而使得整個通信網(wǎng)絡(luò)可以方便地對箱變信息進行實時監(jiān)控。

6.電源插件：

本實用新型的光伏箱變測控裝置提供工作電源，具備失電告警功能。

7.燈板：

本實用新型的光伏箱變測控裝置的燈板用來指示該裝置的工作狀態(tài)，包括：運行、告警、跳閘，該燈板與各功能插件以CAN通訊的方式相連接，用于對告警指令、跳閘指令進行顯示。

8.手持MMI板(人機接口板)：

本實用新型的光伏箱變測控裝置的手持MMI板配有便捷的輸入鍵盤、液晶顯示器和信息記錄器，為用戶提供了良好的操作界面；該手持MMI板與各功能插件以CAN通訊的方式相連接，接收測量數(shù)據(jù)、開關(guān)量數(shù)據(jù)及各種故障告警信息，以供用戶瀏覽，同時用戶還可以調(diào)整系統(tǒng)開入量的去抖時間、修改電壓變比、電流變比、設(shè)置通訊地址、做遙控傳動實驗和系統(tǒng)時間等，從而增加了該裝置使用的靈活性。液晶顯示器采用全中文顯示及菜單式人機交互，可實時顯示各種運行狀態(tài)及數(shù)據(jù)，使得信息詳細(xì)、直觀，以便操作、調(diào)試便捷。信息記錄器可保存48個最近發(fā)生的動作記錄，包括：告警信息記錄、開關(guān)量變化記錄、操作記錄，以便查找信息。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，如圖2所示，光伏箱變測控裝置的高度a為 120-150mm，寬度b為220-234mm，長度c為200-220mm，可以根據(jù)具體需要，選擇相應(yīng)的數(shù)值，在此不作特別限制。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，光伏箱變測控裝置的測量溫度范圍為光伏電場 -40℃～70℃；光伏箱變測控裝置的額定直流數(shù)據(jù)：額定直流電壓為110-220V，額定交流電壓為85-265V，直流電壓紋波系數(shù)不大于2％，電壓波動為額定電壓的80-110％。

光伏箱變測控裝置的額定交流數(shù)據(jù)：額定交流電流為1-5A，額定交流電壓為270-690V，額定頻率為50Hz，允許偏差為±0.5％，交流電源波形為正弦波，畸變系數(shù)不大于2％。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，光伏箱變測控裝置的交流電流輸入范圍：施加1.2In 后，該裝置可持續(xù)工作；光伏箱變測控裝置的交流電壓輸入范圍：施加1.2Un后，該裝置可持續(xù)工作。

在本實用新型的一種優(yōu)選實施例中，光伏箱變測控裝置的功率不大于8W；交流電壓回路不大于0.5V/相；交流電流回路不大于0.5A/相，可以根據(jù)需要，選用合適的數(shù)值，在此不作特別限制。

需要指出的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。