一种电力控制柜安全运行自动监控系统的制作方法

1.本实用新型涉及电力控制柜技术领域，特别涉及一种电力控制柜安全运行自动监控系统。


背景技术：

2.随着电气技术的不断发展，电力控制柜的使用范围也越发广泛。电力控制柜内集成了众多的电子设备和仪器仪表，并通过线路与外部设备连接。电力控制柜在使用过程中需要定期维护，以避免电力控制柜发生故障而造成财产损失和安全事故的发生。目前，电力参数(如电压、电流)和柜内温度异常是导致电力控制柜发生故障损坏的主要原因之一，现有的规避方式通常采用人工定期巡检，外加对控制柜本身的结构进行改进(如在柜体内的走线更加合理以及在柜体上设置相应的辅助散热机构等)。然而，现有的这种规避方式，不仅人力付出较多，而且手段较为有限，一旦发生电力控制柜故障，则难以及时、有效地进行准确排查和维护，存在一定的安全隐患。所以设计一套针对电力控制柜安全运行的自动监控系统是非常有必要的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种电力控制柜安全运行自动监控系统，解决现有技术难以对电力控制柜电力参数和柜内温度进行实时监测的问题。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种电力控制柜安全运行自动监控系统，包括远程终端、stc单片机、电力数据采集电路、时钟电路、温度测量模块、报警模块、电源模块和显示模块；所述电力数据采集电路、时钟电路、温度测量模块、报警模块、电源模块和显示模块均与stc单片机连接；所述电力数据采集电路接电力控制柜中的电力线，用于采集电压和电流；所述温度测量模块用于测量电力控制柜内的温度；所述stc单片与远程终端实现通讯。
6.进一步地，所述stc单片机通过无线传输模块与远程终端通讯。
7.再进一步地，所述温度测量模块包括依次连接的温度传感器、信号放大电路和a/d模数转换器；所述a/d模数转换器与stc单片机连接。
8.具体地，所述温度传感器型号为ad590；所述信号放大电路包括包含有第一运放和第二运放的电压跟随器lm358；所述第一运放引脚3接温度传感器，引脚2接引脚1，引脚1接第二运放引脚5；所述第二运放引脚6经电位器接vdd，并且引脚6与vdd之间还接入稳压二极管，同时，引脚6还与引脚7接a/d模数转换器，引脚8接vdd，引脚4接地。
9.具体地，所述电力数据采集电路包括电压互感器、电流互感器和电能计量芯片；所述电压互感器接入电力控制柜中的电力线，并将调理后的被测电压传输至电能计量芯片，由电能计量芯片实现对被测电压的测量；所述电流互感器接入电力控制柜中的电力线，并将调理后的被测电流传输至电能计量芯片，由电能计量芯片实现对被测电流的测量；所述电能计量芯片与stc单片机连接。
10.具体地，所述报警模块包括均与stc单片机连接的蜂鸣器和能显示红色或黄色的led显示电路。
11.进一步地，所述led显示电路包括四个并联接vcc和stc单片机的发光二极管。
12.作为优选，所述stc单片机的型号为stc89c52。
13.作为优选，所述电能计量芯片的型号为cs5460a。
14.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
15.(1)本实用新型设置了远程终端、stc单片机、电力数据采集电路、时钟电路、温度测量模块、报警模块、电源模块和显示模块，通过分别对电压、电流以及控制柜内温度数据的实时采集和检测，可快速、准确地实现相应的预警和报警，并反馈至远程终端，让相关工作人员能够快速对相应的预警反馈进行电力控制柜断电保护或故障排查。本实用新型可以实现电力控制柜运行的自动监控，节约人力成本，并准确反馈电力控制柜内电力参数和柜内温度数据，为工作人员采取及时、有效的措施提供了依据，保障了电力控制柜的安全运行。
16.(2)本实用新型中的温度测量模块采用温度传感器、信号放大电路和a/d模数转换器，通过电路结构的合理设计，使得温度测量模块具有测量精度高(误差不超过0.5℃)、实现简单、功能稳定的特点，进一步确保了对控制柜内温度的准确测量。
17.(3)本实用新型中的电力数据采集电路采用电压互感器、电流互感器和电能计量芯片的设计，通过电压互感器、电流互感器对电压和电流的调理，然后利用电能计量芯片进行检测，结合stc单片机的处理，可以很好地获得被测电压和电流实时数据，从而了解电力控制柜内的设备运行情况。并且本实用新型中的电能计量芯片采用cs5460a，功能强大，省去了许多的转换电路设计，很好地缩短了开发时间。
18.(4)本实用新型中的报警模块采用声光结合的报警方式，既能将电力控制柜的异常情况及时告知现场和远程终端控制室的相关工作人员，又能通过灯光颜色快速判断检测值是高于阈值上限还是低于阈值下限，让现场工作人员第一时间先进行相应的应急处置，然后再进行排查和维护，尽可能地避免财产损失和消除安全隐患。
附图说明
19.图1为本实用新型的系统框图。
20.图2为本实用新型中温度测量模块的电路原理图。
21.图3为本实用新型中电力数据采集电路的部分原理图。
22.图4为本实用新型中led显示电路的原理图。
具体实施方式
23.下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。
24.本实用新型提供了一种自动监控系统，用于电力控制柜的运行监控，如图1所示，该自动监控系统包括远程终端、stc单片机、电力数据采集电路、时钟电路、温度测量模块、报警模块、电源模块和显示模块。所述电力数据采集电路、时钟电路、温度测量模块、报警模块、电源模块和显示模块均与stc单片机连接；stc单片机通过无线传输模块与远程终端通讯。本实用新型中的远程终端采用pc机，stc单片机的型号采用stc89c52。
25.所述的温度测量模块用于测量电力控制柜内的温度，如图1、2所示，该温度测量模块包括依次连接的温度传感器、信号放大电路和a/d模数转换器；所述a/d模数转换器与stc单片机连接。具体地，本实用新型中的温度传感器型号为ad590；所述信号放大电路包括包含有第一运放和第二运放的电压跟随器lm358；所述第一运放引脚3接温度传感器，引脚2接引脚1，引脚1接第二运放引脚5；所述第二运放引脚6经电位器r4接vdd(通常为12v)，并且引脚6与vdd之间还接入稳压二极管dz，同时，引脚6还与引脚7接a/d模数转换器，引脚8接vdd，引脚4接地。另外，温度测量模块中还包含有电阻r1～r8。
26.所述的电力数据采集电路接电力控制柜中的电力线，用于采集电压和电流，如图1、3所示，电力数据采集电路包括电压互感器、电流互感器和电能计量芯片，其中，电压互感器接入电力控制柜中的电力线，并将调理后的被测电压传输至电能计量芯片，由电能计量芯片实现对被测电压的测量；所述电流互感器接入电力控制柜中的电力线，并将调理后的被测电流传输至电能计量芯片，由电能计量芯片实现对被测电流的测量。
27.所述的电能计量芯片的型号采用cs5460a，其中的xout、xin引脚接晶振，sdi、rst、sclk、sd0、cs引脚分别与stc89c52中的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3、p1.4引脚连接，并且cs5460a中的res引脚与stc89c52中的p1.1引脚连接，由stc89c52向cs5460a提供复位信号。
28.本实用新型中的电压互感器采用2ma/2ma电压互感器，输入端接一个110kω的降压保护电阻r9(保护电压互感器)，输出端接入cs5460a的vin 、vin
‑
引脚。电流互感器采用变比1000/1的电流互感器，输出端接入cs5460a的iin 、iin
‑
引脚。
29.本实用新型的工作原理如下：
30.1、电压检测：被测电压经电压互感器降压处理后进入电能计量芯片进行测量，然后传输至stc单片机中处理并和预设的阈值进行实时比较，然后通过显示模块显示电压信息，同时，将采集信息和比较结果经无线传输模块传至远程终端进行记录和存储。
31.2、电流检测：被测电流经电流互感器处理转变成小电流后进入电能计量芯片进行测量，然后传输至stc单片机中处理并和预设的阈值进行实时比较，然后通过显示模块显示电流信息，同时，将采集信息和比较结果经无线传输模块传至远程终端进行记录和存储。
32.3、温度检测：温度传感器采集电力控制柜内部温度信息，然后经信号放大、a/d转换后输入至stc单片机中处理并和预设的阈值进行实时比较，然后通过显示模块显示温度信息，同时，将采集信息和比较结果经无线传输模块传至远程终端进行记录和存储。
33.当采集的电力数据(电压、电流)和/或柜内温度数据出现异常时，stc单片机控制报警模块发出警报，并将报警信息反馈至远程终端，远程终端记录报警信息，并提醒相关工作人员，工作人员在确认是预警还是故障后快速采取应对措施。
34.本实用新型采用声光结合的报警方式，所述的报警模块包括蜂鸣器和led显示电路。led显示电路能显示红色或黄色，其电路如图4所示，包括四个并联接vcc和stc单片机的发光二极管，两个显示红色，两个显示黄色。当stc单片机向蜂鸣器输出低电平时，蜂鸣器报警，蜂鸣器报警的同时，相应的灯光报警端口输出低电平，然后驱动相应的发光二极管发亮，其中，红灯亮表示检测值超过阈值上限，黄灯亮表示检测值低于阈值下限。
35.本实用新型通过对电力参数和柜内温度的实时监测和反馈，很好地保证了电力控制柜的安全运行，具有较高的实用价值。
36.上述仅为本实用新型的一种优选实施方式，凡在本实用新型的主体设计思想和精
神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。