[發(fā)明專利]用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測、過壓保護裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510047047.8
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104578038B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓鵬;虞七夫;沈利生;方豐;徐建寧;許銘;時鐘鳴;游春瑜;陳佳
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)浙江臨安市供電公司;國網(wǎng)浙江省電力公司杭州供電公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/06;G01R19/25
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所(普通合伙)33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測、過壓保護裝置及方法，屬于電力技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電力工業(yè)迅猛發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模和容量日益擴大，電網(wǎng)設(shè)備種類和數(shù)量逐年增多。在這些設(shè)備中，有些專門用于對電網(wǎng)運行數(shù)值進行實時監(jiān)控等，以使電網(wǎng)處于 “可知”和“可控”狀態(tài)，保證電網(wǎng)可靠地運行。當(dāng)輸電線路發(fā)生故障時，為防止故障范圍繼續(xù)擴大，此時需要一種元件正確判斷輸電線路的故障狀態(tài)，引起開關(guān)跳閘，來縮小故障范圍，稱為線路保護裝置，簡稱：線路保護。它的基本任務(wù)：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障或異常狀況時，在可能實現(xiàn)的最短時間和最小區(qū)域內(nèi)，自動將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，或發(fā)出信號由值班人員消除異常狀況根源，以減輕或避免設(shè)備的損壞和相鄰地區(qū)供電的影響。

通信芯片是線路保護裝置內(nèi)部的一個集成模塊，用于線路保護裝置之間、線路保護裝置與后臺之間的數(shù)據(jù)傳遞和交換。當(dāng)通信芯片發(fā)生故障時，通信隨之中斷，后臺無法接受這些數(shù)據(jù)，因此電網(wǎng)設(shè)備就處在失控當(dāng)中，會給電網(wǎng)運行帶來運行隱患。因此通訊芯片在電網(wǎng)眾多設(shè)備中起著非常重要作用。當(dāng)通信芯片發(fā)生故障，一般都是必須立刻解決的故障，一旦處理不及時，后臺和調(diào)度無法得到變電站有效數(shù)據(jù)，失去對變電站監(jiān)控，輕則影響供電可靠性，重則導(dǎo)致整個變電站通信大面積中斷，甚至危及人身安全。總的來說，保證通信芯片可靠性已成為電力部門亟待解決的問題。而通信芯片損壞的原因，過電壓和芯片老化占90%以上。

有鑒于此，本發(fā)明人對此進行研究，專門開發(fā)出一種用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測、過壓保護裝置及方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測、過壓保護裝置及方法，能實時監(jiān)控通信芯片的電壓，并及時移除過電壓，保證通信芯片正常工作。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：

一種用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測、過壓保護裝置，包括實時電壓監(jiān)測單元和過壓保護單元，其中所述實時電壓監(jiān)測單元包括主控模塊，以及與主控模塊相連的檢測模塊、顯示模塊、存儲模塊、時鐘模塊、通訊模塊和電源模塊，所述檢測模塊與被保護的通信芯片相連，用于檢測被保護通信芯片的實時電壓；所述過壓保護單元采用浪涌保護模塊，所述浪涌保護模塊并聯(lián)在被保護通信芯片的電壓端，用于移除被保護通信芯片的過電壓。

作為優(yōu)選，所述檢測模塊采用型號為VSM10電壓檢測模塊，用于檢測被保護通信芯片的電壓波形，并且將檢測到的電壓信號發(fā)送給主控模塊。

作為優(yōu)選，所述主控模塊采用單片機控制，用于將采集到的模擬量信號進行A/ D轉(zhuǎn)換，并與原來設(shè)定的電壓范圍相比較，當(dāng)輸入電壓值不在原來設(shè)定的范圍值內(nèi)時，通過顯示模塊進行顯示，并通過通訊模塊將分析結(jié)果發(fā)送給監(jiān)控單元。

作為優(yōu)選，所示主控模塊采用型號為AT89C51系列的單片機。

作為優(yōu)選，所述顯示模塊采用液晶顯示屏，具體可以采用LMO16L系列的LED液晶顯示屏。

作為優(yōu)選，所述存儲模塊采用SD卡，主要用來保存輸入電壓等數(shù)據(jù)，以供查詢和分析，實現(xiàn)對輸入電壓的監(jiān)控。

作為優(yōu)選，所述時鐘模塊采用型號為DS1302的時鐘芯片。時鐘模塊的主要作用是用來記錄時間。

作為優(yōu)選，所述通訊模塊采用GSM通訊模塊，用于實時電壓監(jiān)測及過壓保護裝置與監(jiān)控單元的通信。

作為優(yōu)選，所述浪涌保護模塊采用深圳市雷棋電子科技有限公司型號為LSPD-CS/24的浪涌保護模塊，輸入電壓經(jīng)過浪涌保護模塊后到達被保護通信芯片，當(dāng)輸入電壓超過一定的閥值，浪涌保護模塊可以將過電壓移除，有效避免通信芯片受到過電壓的損壞，保證通信芯片安全地運行。

一種用于通信芯片的實時電壓監(jiān)測及過壓保護方法，包括如下步驟：

電壓監(jiān)測步驟：1）通過檢測模塊實時檢測被保護的通信芯片電壓波形，并將監(jiān)測到的模擬量電壓發(fā)送給主控模塊；

2）主控模塊根據(jù)輸入的監(jiān)測信號，經(jīng)過A/ D 轉(zhuǎn)換，并將監(jiān)測到的電壓值與設(shè)定的電壓值范圍進行比較，當(dāng)現(xiàn)場電壓值不在原來設(shè)定的范圍值內(nèi)時，主控模塊通過顯示模塊發(fā)出報警信號，同時將相關(guān)的監(jiān)測信息通過通訊模塊發(fā)送給監(jiān)控單元；

3）在整個監(jiān)測過程中，時鐘模塊用于記錄時間，存儲模塊用于存儲各項歷史數(shù)據(jù)，以供查詢和分析；

過壓保護步驟：當(dāng)輸入電壓超過15V時，浪涌保護模塊中的陶瓷氣體放電管開始動作，將大于15V的電壓移除，防止過電壓輸入到通信芯片上，經(jīng)過浪涌保護模塊后輸入到被保護通信芯片的最終電壓為直流15V的正常工作電壓。