[實(shí)用新型]一種中壓開關(guān)用智能單元

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520076074.3
• 申請(qǐng)日: 2015-02-03
• 公開（公告）號(hào): CN204425048U
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏明;黃銀才;吳冬;柳俊崗;付玉良;柴娜;劉宏玉;葛媛媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津平高智能電氣有限公司
• 主分類號(hào): H02J13/00
• 分類號(hào): H02J13/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 胡泳棋

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種中壓開關(guān)用智能單元，屬于智能配電網(wǎng)中開關(guān)設(shè)備的智能裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

開關(guān)設(shè)備作為電網(wǎng)中控制、保護(hù)的重要執(zhí)行元件和關(guān)鍵設(shè)備，是電能傳輸?shù)幕局?，其?dòng)作的可靠性、穩(wěn)定性及實(shí)時(shí)性直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定。傳統(tǒng)開關(guān)設(shè)備的一二次設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，驅(qū)動(dòng)控制模塊種類繁雜，功能單一，無通用性，無自我感知能力，與電網(wǎng)的交互功能有限，不能支撐智能電網(wǎng)的優(yōu)化控制和運(yùn)行。

近年來，隨著智能配電網(wǎng)概念的深化與推廣，中壓開關(guān)設(shè)備也開始向智能化方向發(fā)展，已有多種中壓斷路器智能裝置產(chǎn)品投入市場(chǎng)，典型的有ABB公司的智能裝置RBX615及MDC4智能監(jiān)控單元。但這些智能裝置普遍存在功能單一，接口不統(tǒng)一，通用性不強(qiáng)。隨著開關(guān)設(shè)備智能化、小型化發(fā)展，高集成度、小安裝尺寸、功能完善的智能裝置是智能配電網(wǎng)領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種中壓開關(guān)用智能單元，以解決現(xiàn)有中壓開關(guān)設(shè)備的智能裝置存在功能單一、接口不統(tǒng)一以及通用性不強(qiáng)的問題。

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題而提供一種中壓開關(guān)用智能單元，該智能單元包括核心模塊以及與其連接的模擬信號(hào)模塊、數(shù)字信號(hào)輸入模塊、數(shù)字信號(hào)輸出模塊和通訊模塊，所述核心模塊采用ADSP芯片+FPGA芯片架構(gòu)，ADSP芯片與FPGA芯片連接。

所述核心模塊還包括與ADSP芯片連接的存儲(chǔ)單元。

所述模擬信號(hào)模塊為兩片8通道AD采樣芯片搭建的信號(hào)調(diào)理采集模塊。

所述的數(shù)字信號(hào)輸入模塊的輸出端與核心模塊的輸入端連接，采用光電隔離芯片，用于將外部高電壓開關(guān)量信號(hào)轉(zhuǎn)化為設(shè)定電壓的數(shù)字信號(hào)。

所述的通訊模塊包括以太網(wǎng)口、RS485接口、RS232接口和USB接口。

所述核心模塊上還連接有電源模塊、RTC時(shí)間模塊和時(shí)鐘模塊，分別用于為智能單元提供電源、系統(tǒng)時(shí)間和時(shí)鐘頻率。

所述的智能單元還包括溫升監(jiān)測(cè)模塊、人機(jī)界面模塊和溫濕度檢測(cè)模塊，所述溫升監(jiān)測(cè)模塊、人機(jī)界面模塊和溫濕度檢測(cè)模塊均通過RS485接口與核心模塊連接。

所述的人機(jī)界面模塊為工業(yè)串口觸摸屏。

所述的溫升監(jiān)測(cè)模塊包括CT取電模塊、無線發(fā)送接收模塊和串口通信模塊。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的中壓開關(guān)用智能單元采用可運(yùn)行嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ADSP+FPGA架構(gòu)作為核心模塊，并設(shè)計(jì)與核心模塊相連的模擬信號(hào)模塊、數(shù)字信號(hào)輸入模塊、數(shù)字信號(hào)輸出模塊和通訊模塊，通過模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)電能參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及繼電保護(hù)，通過數(shù)字信號(hào)輸入模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)設(shè)備的各開關(guān)量信號(hào)的監(jiān)測(cè)，通過數(shù)字信號(hào)輸出模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)各控制信號(hào)的輸出。本實(shí)用新型構(gòu)型簡(jiǎn)潔，采用的接口統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)了中壓開關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、電能測(cè)量、驅(qū)動(dòng)控制、繼電保護(hù)和通訊功能，功能完備，有利支撐了中壓開關(guān)設(shè)備的智能化。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型中壓開關(guān)用智能單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。

本實(shí)用新型的中壓開關(guān)用智能單元采用基于可運(yùn)行嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的ADSP+FPGA架構(gòu)構(gòu)成的核心模塊，如圖1所示，該智能單元包括核心模塊以及與核心模塊連接的模擬信號(hào)模塊、數(shù)字信號(hào)輸入模塊、數(shù)字信號(hào)輸出模塊和通訊模塊，其中核心模塊以ADSP+FPGA架構(gòu)外加DDR2、NOR?FLASH、SPI?FLASH等存儲(chǔ)芯片構(gòu)成，ADSP芯片擁有雙核特點(diǎn)，在核0上主要運(yùn)行uClinux操作系統(tǒng)，在核1上主要運(yùn)行繼電保護(hù)算法程序；FPGA芯片用于實(shí)現(xiàn)各種邏輯運(yùn)算，以及采集數(shù)字信號(hào)輸入和控制數(shù)字信號(hào)輸出。核心模塊根據(jù)模擬信號(hào)模塊和數(shù)字信號(hào)輸入模塊采集的信號(hào)進(jìn)行處理，生成相應(yīng)的控制信號(hào)通過數(shù)字輸出模塊、模擬信號(hào)模塊輸出。該智能單元還包括與核心模塊連接的電源模塊、RTC時(shí)間模塊和時(shí)鐘模塊，以及通過通訊模塊連接的溫升監(jiān)測(cè)模塊、人機(jī)界面模塊和溫濕度監(jiān)測(cè)模塊。下面對(duì)各模塊進(jìn)行說明。

模擬信號(hào)模塊與核心模塊連接，用于將輸入的模擬信號(hào)調(diào)理采樣后輸入到核心模塊，本實(shí)施例中采用兩片各8通道AD采樣芯片為主搭建的信號(hào)調(diào)理采集模塊，信號(hào)經(jīng)過調(diào)理采集后輸入到核心模塊處理，該智能單元所處理的模擬信號(hào)主要有：a、三相位移傳感器信號(hào)、電壓電流傳感器信號(hào)、溫濕度傳感器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)設(shè)備的機(jī)械狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)和保護(hù)控制；b、電子式電壓電流互感器信號(hào)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電能參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及繼電保護(hù)。