低压配电室智能配电监测系统设计

低压配电智能配电监测系统设计
摘要:近几年,由于国民经济快速发展,人民的生活水平大幅度提高,不同类型的用电量对供电的可靠性、供电品质的提高都有很大的需求。低压配电室是电网中与客户直接连接和供电的关键设备,其是否能够正常、平稳地工作,关系到人们日常生活的温度,所以对配电自动化的监控显得尤为必要。
关键词:低压配电室;智能监测;计量芯片防霉片
引言
当前,全球工业转型的趋势越来越趋向于智能化。随着电力电子技术的不断发展和运用,低压配电室逐渐走向智能化、自动控制。智能配电室监控技术的问世,与全球电网的智能化发展息息相关,并且“智能化”技术已在电网的各个方面得到了广泛的运用。“智能化”监控是指在原有的配电室和配电室中,结合了传统的配电室监控技术,结合了现代自动测控技术、高速通信技术和微机技术,形成了一种全新的电力监控体系。通过对电网进行智能监控,可以有效地降低电网的能耗,达到节约电能、降低能耗等目标。在国内,由于电力供应的客体及组织形式比较繁杂,因此,要使电力系统的智能化监控工作更加可靠、安全、节能环保。
防雨罩一、配电监测系统的发展现状
自21世纪起,电力已在世界范围内发挥着日益突出的作用,电力已渗透到各个行业,并已逐渐渗透到人们的日常生活和生产生活中。随着能源在国际上的地位越来越高,越来越多的国家开始大力地开发和开发利用智能电网,从而推动我国的智能电网的发展。近几年,“智能电网”的概念在全国范围内引起了电力行业的迅速发展,并引起了国家电力部门的广泛关注。解决目前各个行业对电力的不断增加的需要,提高电力品质和使用效率,推动新的发展与应用;要加强配电监测系统的智能化、信息化、自动化,以改善电力系统的供电品质、减少输电线路的故障概率、降低故障的影响[1]。因此,加强对电力系统的智能化监控技术的研究,对于今后的国民经济和社会发展都有着重要的作用。
二、低压配电室智能配电监测系统设计原则
本文所研究的低压配电室智能配电监测系统在具体应用中具有一定的应用价值,所以在具体的应用中应遵守如下原则:
(一)可靠性原则
配电室的好坏直接关系到整个配电系统的安全、可靠、可靠的供电和供电的品质和稳定。既可以完成对配电室进行实时、高效的监控,又可以保证配电室在运行中的正常工作。
(二)模块化原则
在低压配电室智能配电监测系统中,必须严格按照模块化的原则进行,并对其进行了细致的划分,以减少其内部的联动性,便于以后的维修。
(三)设计简化原则
直升机模型制作在保证系统的总体性能和功能的情况下,要尽可能地减少电路的复杂性,简化系统设计,以增加系统的可靠性[2]。比如选择更多的集成电路,降低整个元件的数量等等。
三、低压配电室智能配电监测系统总体方案设计
结合电力监控系统的整体功能设计要求,结合该系统的设计原理,对其进行了整体的规划。本方案由下位机和上位机组成,按照上位机的功能要求,将整个系统分成多个独立的功能单元,并利用各个模块之间的数据进行了交互。
(一)监测终端硬件结构选择
当前监控系统的硬件构成大致如下:
1、MCU+外部A/D电路:外部A/D将接收到的信号进行模拟和数字变换,然后传输给MCU进行计算。另外,MCU还必须对所有的线路进行全面的监控。这种结构数据的测量准确度,主要由A/D变换器的位数、采样频率、运算法则等因素决定,电路复杂,MCU负担过大,数据处理能力差。
2、DSP+MCU架构:该架构充分发挥了DSP的强大运算功能,实现了采集和运算。MCU的主要作用是实现显示、控制、存储、通信等方面的工作。这种设计可以很好地利用DSP和MCU的优点,但也会带来大量的资源损耗,且成本高昂,不能大规模地普及。
3、单片机+专用集成电路的架构。随着电子器件的迅速发展,测控系统越来越趋向于一体化、模块化,因此,以数字式信号为基础的电力测控一体化芯片就出现了。该测量芯片集成了采集、运算和传输的功能,MCU通过读出对应的寄存器就可以得到最后的结果。基于以上因素,在智能配电监控系统中,整体上采取了MCU+ASIC的架构。该系统采用ADE78
78型高精密多用途功率测量芯片ADE7878,采用ADI公司自主开发的ADE7878,该IC采用DSP作为一种具有静态特性的DSP,通过DSP实现电力系统的电力输出,既可以方便电路的设计,又可以减少系统的开发难度。
(二)配电监测终端硬件电路设计
该系统的主要硬件部分是对电力系统监控系统进行整体的功能设计,同时也为系统的最终软件提供了支持。在此基础上,根据各模块的功能特点,将其分为多个模块:微处理器模块、计量模块、电源模块、人机交互模块、RS485通信模块、温湿度采集模块等模块。在电路板的结构中,由于监控终端具有多种功能,在高压、低压、模拟和数字等方面存在一定的影响,所以在电路的结构方面,采取了上下两层的方式。上部的电路图主要包括交流-直流功率模组和功率参量的收集。该系统的主要作用是为监控系统的整体供电。上部面板经AC-DC转换器,将外部220VAC转换成24VDC电源,用于各个组件的电路。其电气参数的获取部分包括电压获取和电流的获取,其主要作用是把模拟电压和电流信号转化到ADE7878的容许值。
底层电路由单片机及其外围电路组成,计量模块,人机交互模块,12RS485通信模块,温
湿度采集模块等组成。其中,单片机作为监控系统的“大脑”,是监控系统的核心部件。该方案以意法公司自主开发的STM32F103为核心,对周边的各部分进行有效的工作。单片机的外设电路主要有:守门犬复位电路,实时时钟电路,JTAG电路,以及记忆电路.该测量模块是该系统的核心部件,该测量芯片ADE7878用于从配电室络中的数据采集到的三相电压和电流信号,通过DSP进行内部DSP的运算,然后存储在对应的寄存器中,由微处理器进行读出[3]。本系统包括液晶显示屏和键盘按键等部分,方便操作人员设置有关的参数,方便用户浏览。该系统采用RS485通信模块,完成了监控系统与PC的通讯,温度、湿度的采集和温度、湿度的检测。97ssee
(三)微处理器设计
作为监控系统的电脑,它是监控系统的关键部件,它的性能决定了监控系统的总体性能,因此,选用性能优越、存储空间大、外部设备接口多、易于研发的主控制器是非常关键的。本次系统设计采用意法公司CortexM3核心的32位ARM单片机STM32作为监控系统的主要控制单元。M3是ST公司开发的第一款以ARMv7-M为基础的芯片,为满足高功率、低成本的行业需求而开发的。M3C○rtex-M3内置了三条生产线,其运行效率高,动态功耗小。
另外,它与Thumb-2-only的命令集合兼容,在不需要任何的交互操作的情况下,保持了32比特的高编码密度,同时还保持了16比特的编码浓度,它选择了STM32F103R8T6作为STM32F103R8T6。
(四)计量模块硬件电路设计
该测量芯片采用ADK7878,采用ADI公司的高精密三相多用途功率测量IC。本系统为三相电力计量专用,具有较高的性能和较高的准确率,并具有EN50470-1、IEC 62053-21、IEC 62053-22等的技术。ADE7878内置了一个24比特数字积分器,参考电压和DSP。它的工作电压是2.4V-3.77V,并具备电流监控,在常规电源状态下,可以实现对直流电的保护。
(五)监测终端软件总体设计
由于智能配电监控终端具有多种功能,因此软件的设计、调试和维护工作变得更加简单,因此在软件设计、调试、维护过程中应遵循模块化设计思想和面向对象的设计思想,将软件划分为计量模块、存储模块、温湿度采集模块、人机交互模块和通信模块。每个子模组
的功能都是从基础的驱动函数出发,利用上行的方法来完成对应的功能要求,各模块之间可以通过不同的界面进行数据的输入和输出,从而方便了对模块的扩充和删改。
玻璃热转印结语
综上所述,低压配电室智能配电监测系统对配电室内各配电柜的运行状态进行实时监控,包括电量参数、开关状态、温度、湿度等参数,并将监控结果进行显示、储存。
参考文献:
投注系统[1]唐振坤. 智能配电监测系统设计及故障预警研究[D].南京邮电大学,2021.
[2]陈艺辉.智能配电系统在大型综合医院的应用[J].光源与照明,2021(09):126-128.
[3]谢小川,龚夔,赵乾生,何浩,彭强,甘小勇.配电变压器智能监测系统研究[J].电工技术,2020(23):112-113+116.

本文发布于:2024-09-21 13:34:59,感谢您对本站的认可!

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