变电站直流电源状态监测系统技术方案

变电站直流电源状态监测系统，涉及一种电源状态监测系统。本实用新型专利技术为了解决现有的变电站的直流系统检测只能在达到一定使用期限时将蓄电池脱开系统容量核对实验，存在运输不便的问题、需要人员现场监控的问题，以及存在较大的安全事故隐患问题。本实用新型专利技术包括C8051F500的单片机和市电检测电路，市电检测电路中，市电N和市电L分别连接继电器Relay的线圈绕组4号、5号引脚，继电器的2号引脚再连接主控制器U3的32号引脚；当市电供电正常的情况下，市电检测引脚2和GND引脚1断开，此时对应的状态是市电正常；当市电丢失的时候，市电检测引脚2和gnd是导通的，此时对应的状态是市电丢失。本实用新型专利技术适用于变电站直流电源状态监测。

State monitoring system for DC power supply in substations

A monitoring system for substation DC power supply relates to a power condition monitoring system. In order to solve the existing DC system detection in the existing substation, it can only check the capacity of the battery off the system when it reaches a certain time limit. There is a problem of inconvenience of transportation, the problem of monitoring the personnel on the spot, and the problems of the large safety accidents. The utility model includes the single chip microcomputer of C8051F500 and the electric detection circuit of the city. In the electric detection circuit, the city electric N and the city electric L connect the coil 4 and 5 of the relay winding of the relay respectively, and the 2 pin of the relay is reconnected to the 32 pin of the main controller U3; when the power supply is normal, the city electricity detection pin is 2 and the GND pin 1. Disconnect, at this time the corresponding state is the normal city electricity; when the city electricity loss, the city electricity detection pin 2 and GND are guided, at this time the corresponding state is the city electricity loss. The utility model is suitable for monitoring the status of DC power supply in substations.

【技术实现步骤摘要】
变电站直流电源状态监测系统
本技术涉及一种电源状态监测系统。
技术介绍
直流系统在变电站中起着至关重要的作用，其为变电站的信号、保护、自动装置、事故照明、断路器等设备提供稳定和靠的电源，所以直流系统的性能及稳定性对变电站的安全运行起着重要的作用。而直流系统几乎都是由几十块单体蓄电池进行串联/并联组合而成的蓄电池组构成。平时蓄电池组工作在充电状态，由充电机24小时对其进行充电。在市电失去的情况下，蓄电池立即投入工作，为变电站所有直流设备提供电源。因此蓄电池的可靠性对直流系统起着至关重要的作用。单体蓄电池的性能对整个蓄电池组的性能来说十分重要。但是使用中，蓄电池的检测都是检测温度和单体电压，不对蓄电池进行容量、内阻测试。当某节蓄电池内阻变大，容量下降，在严重危及供电安全。根据国家相关规定，蓄电池组每隔2～3年进行一次容量核对实验，运行6年以后的蓄电池，应该每年进行一次容量核对实验。进行容量核对实验过程中，需要将蓄电池脱开系统，连接放电仪，由于负载体积庞大，运输不便。同时放电过程中产生的容量，如果没有人员现场监控，会引起安全事故，手工测量蓄电池电压也比较危险。并且如果在放电过程中市电失去，蓄电池不能及时投入，变电站随时陷入瘫痪装。
技术实现思路
本技术为了解决现有的变电站的直流系统检测只能在达到一定使用期限时将蓄电池脱开系统容量核对实验，存在运输不便的问题、需要人员现场监控的问题，以及存在较大的安全事故隐患问题。变电站直流电源状态监测系统，包括主控制器U3和市电检测电路；所述主控制器U3为型号是C8051F500的单片机；所述的市电检测电路中，市电N和市电L分别连接继电器Relay的线圈绕组4号、5号引脚，继电器Relay的2号引脚再连接主控制器U3的32号引脚；当市电供电正常的情况下，继电器Relay的2号引脚和GND引脚1断开，此时对应的状态是市电正常；当市电丢失的时候，继电器Relay的2号引脚和gnd是导通的，此时对应的状态是市电丢失。优选地，还包括放电仪-蓄电池组投切控制电路；所述放电仪-蓄电池组投切控制电路包括市电投切控制K1、蓄电池投切控制K2、第一双投双切继电器Relay-DPDT、第二双投双切继电器Relay-DPDT和蓄电池线路；第一双投双切继电器Relay-DPDT控制K1，第二双投双切继电器Relay-DPDT控制K2，“变电站负载+”、“变电站负载-”各自通过K1选择连接蓄电池线路或者市电；“蓄电池+”、“蓄电池-”各自通过K2选择连接蓄电池线路或者放电仪；第一双投双切继电器Relay-DPDT的线圈绕组两个引脚分别为“市电投切+”和“市电投切-”，“市电投切+”连接到系统的电源，“市电投切-”连接主控制器U3的31脚；第二双投双切继电器Relay-DPDT的线圈绕组两个引脚分别为“蓄电池投切+”和“蓄电池投切-”，“蓄电池投切+”连接到系统的电源，“蓄电池投切-”连接主控制器U3的30脚。优选地，还包括若干充电均衡电路；所述若干充电均衡控制电路中，每个充电均衡控制电路对应一节蓄电池，将充电均衡电路分别记为“均衡1”～“均衡x”，分别连接每节蓄电池“BT1”～“BTx”；每个充电均衡控制电路的“Bat+”引脚分别连接蓄电池的正极，每个充电均衡控制电路的“Bat-”引脚分别连接蓄电池的负极，“均衡1”的“Vcc+”连接“充电机+”，“均衡x”，“Vcc-”连接“充电机-”，“均衡1”至“均衡x-1”的“Vcc-”连接前一节蓄电池的“Vcc+”。优选地，还包括蓄电池温度采集电路；所述蓄电池温度采集电路包括多颗1-wire总线18B20芯片，多颗18B20芯片直接并联，每个18B20芯片对应一节蓄电池温度；每个18B20芯片的Vcc引脚连接电源正，Gnd引脚对应电源负，Dq引脚将温度数据送给主控制器U3，进行蓄电池实时温度采集。优选地，还包括若干内阻测量模块；所述若干内阻测量模块中，每个内阻测量模块对应一节蓄电池，内阻测量模块的“res+”连接蓄电池正，内阻测量模块的“res-”连接蓄电池负，comA、comB数据引脚分别连接到控制器U3的引脚34、引脚33；每个内阻测量模块分别将数据通过comA、comB数据引脚输出。优选地，还包括蓄电池电压检测电路，蓄电池电压检测电路连接主控制器U3的33号引脚和34号引脚。优选地，还包括电流互感器，所述的电流互感器测量蓄电池电缆上面的充放电电流，电流互感器输出直接进入主控制器U3的26号引脚。优选地，所述主控制器U3的系统电源为3.3V，系统电源连接电阻R11及电容C4，电容C4接地，电阻R11连接主控制器U3的引脚2、引脚3，即系统电源通过电阻R11及电容C4，给主控制器U3供电，基准源采用主控制器U3内部基准，基准源输出接钽电容C12和电容C11，钽电容C12和电容C11连接到主控制器U3的引脚8。本技术具有以下有益效果：本技术所述的系统能够实现在线采集变电站控蓄电池组的温度、电压、电流、内阻、市电状态，充放电条件等数据，由这些数据控制市电投切、蓄电池组投切、放电仪投切。当失去市电功能的时候，系统立即控制蓄电池投切电路让蓄电池投入工作状态，保证变电站的正常工作。当市电正常的时候，判断是否达到了蓄电池组进行放电的条件，开始核对蓄电池组容量。当放电条件达到的时候，开始放电，并在放电过程中一直监测数据，监控是否达到了放电终止条件。如果满足条件则立即停止放电。当放电条件不满足的时候，通过蓄电池均衡控制电路对蓄电池进行均衡充电。同时系统将所有采集到的数据和控制状态数据传输至监控中心监控软件中，监控软件通过分析计算和历史数据对比判定蓄电池的性能，对蓄电池性能及状态进行分析，提前做出预警，避免事故发生。相比现有的需要将蓄电池脱开系统、连接放电仪进行检测的方法，本技术具备以下如下表所示的优势：与现有的需要将蓄电池脱开系统、连接放电仪进行检测的方法相比，本技术不但能够及时反映蓄电池的状态，准确判断出现异常的蓄电池，不影响蓄电池和变电站直流供电系统的工作。而且还能大大减轻运维人员的工作量，降低危险性，避免相关事故的发生，确保变电站正常工作，保障供电安全。附图说明图1为变电站直流电源状态监测系统的主控制器U3示意图；图2为变电站直流电源状态监测系统的市电检测电路；图3为变电站直流电源状态监测系统的放电仪-蓄电池组投切控制电路；图4为变电站直流电源状态监测系统的充电均衡控制电路；图5为变电站直流电源状态监测系统的温度采集电路；图6为变电站直流电源状态监测系统的内阻测量模块电路；图7为主控制器基准源电路图。具体实施方式具体实施方式一：变电站直流电源状态监测系统，包括主控制器U3和市电检测电路；如图1所示，所述主控制器U3为型号是C8051F500的单片机，内置64K程序存储器、内置12位AD转换器及8路AD输入接口；C8051F500芯片内部集成AD、DA转换器，内部晶振，系统速度可达速度可达50MIPS，芯片具有抗干扰能力强，程序存储空间大等优点；如图2所示，所述的市电检测电路中，市电N和市电L分别连接继电器Relay的线圈绕组4号、5号引脚，继电器Relay的2号引脚再连接主控制器U3的32号引脚(P2.2)；当市电供电正常的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
变电站直流电源状态监测系统，其特征在于，包括主控制器U3和市电检测电路；所述主控制器U3为型号是C8051F500的单片机；所述的市电检测电路中，市电N和市电L分别连接继电器Relay的线圈绕组4号、5号引脚，继电器Relay的2号引脚再连接主控制器U3的32号引脚；当市电供电正常的情况下，继电器Relay的2号引脚和GND引脚1断开，此时对应的状态是市电正常；当市电丢失的时候，继电器Relay的2号引脚和gnd是导通的，此时对应的状态是市电丢失；所述的继电器Relay为电磁继电器，继电器Relay的线圈绕组的两个引脚分别为4号、5号引脚，其中靠近衔铁的线圈绕组端的引脚为4号引脚，远离衔铁的线圈绕组端的引脚为5号引脚；与GND连接的衔铁为1号引脚，即GND引脚1；继电器Relay线圈绕组通电时，吸引衔铁接触的引脚为3号引脚；继电器Relay线圈绕组断电时，衔铁失去吸引力脱离3号引脚，所接触的引脚为2号引脚。

【技术特征摘要】
1.变电站直流电源状态监测系统，其特征在于，包括主控制器U3和市电检测电路；所述主控制器U3为型号是C8051F500的单片机；所述的市电检测电路中，市电N和市电L分别连接继电器Relay的线圈绕组4号、5号引脚，继电器Relay的2号引脚再连接主控制器U3的32号引脚；当市电供电正常的情况下，继电器Relay的2号引脚和GND引脚1断开，此时对应的状态是市电正常；当市电丢失的时候，继电器Relay的2号引脚和gnd是导通的，此时对应的状态是市电丢失；所述的继电器Relay为电磁继电器，继电器Relay的线圈绕组的两个引脚分别为4号、5号引脚，其中靠近衔铁的线圈绕组端的引脚为4号引脚，远离衔铁的线圈绕组端的引脚为5号引脚；与GND连接的衔铁为1号引脚，即GND引脚1；继电器Relay线圈绕组通电时，吸引衔铁接触的引脚为3号引脚；继电器Relay线圈绕组断电时，衔铁失去吸引力脱离3号引脚，所接触的引脚为2号引脚。2.根据权利要求1所述的变电站直流电源状态监测系统，其特征在于，还包括放电仪-蓄电池组投切控制电路；所述放电仪-蓄电池组投切控制电路包括市电投切控制K1、蓄电池投切控制K2、第一双投双切继电器Relay-DPDT、第二双投双切继电器Relay-DPDT和蓄电池线路；第一双投双切继电器Relay-DPDT控制K1，第二双投双切继电器Relay-DPDT控制K2，“变电站负载+”、“变电站负载-”各自通过K1选择连接蓄电池线路或者市电；“蓄电池+”、“蓄电池-”各自通过K2选择连接蓄电池线路或者放电仪；第一双投双切继电器Relay-DPDT的线圈绕组两个引脚分别为“市电投切+”和“市电投切-”，“市电投切+”连接到系统的电源，“市电投切-”连接主控制器U3的31脚；第二双投双切继电器Relay-DPDT的线圈绕组两个引脚分别为“蓄电池投切+”和“蓄电池投切-”，“蓄电池投切+”连接到系统的电源，“蓄电池投切-”连接主控制器U3的30脚。3.根据权利要求1或2所述的变电站直流电源状态监测系统，其特征在于，还包括若干充电均衡电路；所述若干充电均衡控制电路中，每个充电均衡控制电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，张国庆，徐福峰，李军，李家彬，李铁，
申请(专利权)人：国网黑龙江省电力有限公司佳木斯供电公司，吉林市东杰科技开发有限公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23