智能变电站直流电源远程监控及维护系统设计与应用-通信界-中国通信门户

1 引言

　　由于目前变电站综合自动化程度越来越高，并且无人值守变电站已成趋势，而直流电源系统直接为其他自动化装置提供基础的源动力,所以直流电源本身一但出现问题随之而来的便是保护失灵、开关拒动、通道中断…后果不堪设想。近年来因直流电源问题导致的重大电力事故时有发生,导致重大的经济损失，直流远程监控系统也随之引出。该直流远程监控系统实时监控直流充电机运行状态、电池的单体电压、内阻、温度、控制母线电压、合闸母线电压、控制母线接地,空开跳闸检测等重要电源特性参数，还可进行遥控蓄电池的充放电试验，一但发现直流电源状态异常立即发出声光报警,通过以太网直接报到直流监控中心,甚至直接报告到负责人手机,使责任人第一时间得到通知,以便及时处理,从而避免重大电力事故的发生。

2．系统总体设计

2．1概述

　　监控终端装置通过RS485总线将电压采集器，开关量模块，母线绝缘监测模块，放电负载等设备连接到一起，将它们所有的信号收集到一起统一管理，并且可以通过光纤局域网端口或光端机空余串口将采集到的所有信息传送到中心服务器软件，服务器软件将信息存储管理并分发信息到每个相关管理岗位的计算机，并使其在局域网上每个计算机均可浏览到所有信息，提供分级的管理口令可对任意一个变电站的信息及参数进行更改并能提供相关的远程控制。同时负责本地数据的存储、实时显示、设置、表格、查询、报警等人机操作界面控制, 监控中心接收监控终端的数据进行分析处理。

2．2 系统结构框图:

3．系统组成

3．1 本地监控装置

　　监控装置采用32位ARM 处理器NXP LPC23xx ARM7TDMI MCU作为主控制器新片,该芯片片内资源丰富,具有60M时钟频率的高性能处理器,有512K Flash,98K RAM,并带有4个UART,2个I2C,2个SPI,10/100网卡等资源,非常适合做通信主控制器使用,显示器采用5.7寸480x272高分辨率真彩TFT液晶屏,键盘采用4键式操作(2个上下键+2个功能软键),每个步骤都对应有按键功能说明,操作自如,直观方便,无需过多培训。

　　资源分配: UART0通讯口用于本地调试或调度端上传或连接其他智能通信装置, UART1和UART2为RS485接口用于采集两组蓄电池的电压,其中UART2可用来连接其他智能通信装置(如充电机等), UART3用于当地彩色液晶屏显示接口, 10/100网络通信接口用于本地调试或调度上传。（见图1）

图1 装置功能模块示意图

　　监控装置可直接显示出控制母线电压,合闸母线电压,馈线支路开关状态及电池组温度等信息,可以用表格形式查看每节电池的当前电压,查看和更改采集模块的相关设置等控制信息,进行直流主回路状态切换、电池容量及内阻测试，全部采用中文界面,操作简便,功能强大,报表丰富。

3．2 电压采集器

　　电压采集器部分: 采集器采用TI 公司MSP430F2013作为主控制器，本控制器是带有16位高精度A/D转换器具有16M时钟频率的16位高性能简指令单片机, 指令效率相当高，全部采用高效率C++代码编写，便于维护和升级代码。

图2 采集器连接示意图

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