一种供电智能运维管理系统的制作方法

本技术属于智能运维和管理，尤其涉及一种供电智能运维管理系统。

背景技术：

1、轨道交通变电所处于24小时全天候工作，由于轨道交通变电所内设备量庞大且繁杂，且电力设备在运行时会产生高压电流，在工作期间是禁止人员进入的。庞大的设备无法仅靠单一的维修、检修和值班巡视人员来满足日常的维护需求。

2、在智能变电站的运行和设备维护工作当中，继电保护技术始终都是一个非常重要的技术环节，只有切实的做好相应的继电保护技术，才能够在根本上有效的保证智能变电站的运行处于相对稳定的状态。继电保护已由半导体型向微机型实现了发展，最主要的特点就是数字化以及智能化，但现有的智能变电站采用的继电保护方案的抗干扰能力不足，通信实时性不足，可靠性也仍不足。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种供电智能运维管理系统，通过数据开关采集模块实现了高准确度地采集智能变电站的轨道交通变电所中的设备电流信息和断路器的状态信息，并能够通过mcu处理模块和通信模块将采集到的设备电流信息和断路器状态信息经处理后传输至远端控制设备，且通过通信模块接收远端控制设备的控制指令后，能够通过mcu处理模块和数据采集开关模块向断路器传输控制信号，解决了现有智能变电站中轨道交通变电所继电保护方案抗干扰能力、通信实时性和可靠性不足的问题。

2、为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：

3、本实用新型提供的一种供电智能运维管理系统，包括数据采集开关模块、mcu处理模块和通信模块；

4、所述数据采集开关模块、通信模块均与mcu处理模块连接。

5、本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的一种供电智能运维管理系统，通过数据采集开关模块实现了采集智能变电站的轨道交通变电所中的设备电流信息和断路器的状态信息，并通过将采集到的信息传输至mcu处理模块，通过mcu处理模块能够将轨道交通变电所中的设备电流信息和断路器的状态信息处理后通过通信模块传输至远端控制设备，通过通信模块也能够实现接收远端控制设备的控制指令，经mcu处理模块对控制指令处理后，通过数据采集开关模块传输控制信号也能够实现对轨道交通变电所中的断路器进行通断状态控制；本实用新型提供的数据采集开关模块实现了高精度和抗干扰的数据采集，mcu处理器模块能快速实现数字化信息处理，通信模块能够实现数据的快速传输，实现了对轨道交通变电所继电保护可靠性和实时性的提升。

6、优选地，所述数据采集开关模块包括数据采集子模块和开关子模块；

7、所述数据采集子模块和开关子模块均与mcu处理模块连接。

8、采用上述优选方案的有益效果为：本实用新型中数据采集子模块用于采集轨道交通变电所中设备电流信息、开关子模块用于采集断路器的状态信息，以及将控制信号传输至断路器，以控制断路器的通断和状态，为提供可靠的继电保护提供基础。

9、优选地，所述数据采集子模块包括若干个罗氏线圈电子式电流互感器和合并单元；所述罗氏线圈电子式电流互感器均与合并单元连接；所述合并单元的输出端口与mcu处理模块连接；

10、所述罗氏线圈电子式电流互感器包括电动势感应线圈ld、负载电阻rf、电阻r0、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电容c1、电容c2、电容c3、电容c4、放大器f1、放大器f2、放大器f3、互感器cpu和光纤传输单元；

11、所述电动势感应线圈ld的一端分别与负载电阻rf的一端、放大器f1的第1端连接；所述放大器f1的第2端分别与电阻r0的一端和电阻r1的一端连接；所述放大器f1的第3引脚分别与电阻r1的另一端和电阻r3的一端连接；所述电阻r3的另一端分别与放大器f2的第2端、电容c0的一端和电阻r9的一端连接；所述电阻r9的另一端分别与电阻r8的一端和电阻r10的一端连接；所述r8的另一端与电容c4的一端连接；所述电容c4的另一端接地；所述电容c0的另一端分别与电阻r10的另一端、放大器f2的第3端和电阻r4的一端连接；所述放大器f2的第2端与电阻r2的一端连接；所述电阻r4的另一端分别与电阻r5的一端、电容c1的一端和电阻r6的一端连接；所述电阻r5的另一端分别与电容c2的一端、放大器f3的第3端和电阻r7的一端连接；所述电阻r6的另一端分别与电容c2的另一端和放大器f3的第2端连接；所述电阻r7的另一端分别与电容c3的一端和放大器f4的第1端连接；所述放大器f4的第2端与第3端连接，并作为第一电流信号端；所述电动势感应线圈ld的另一端分别与负载电阻rf的另一端、电阻r0的另一端、电阻r2的另一端、电容c1的另一端和电容c3的另一端连接，并作为第二电流信号端；所述第一电流信号端和第二电流信号端分别与互感器cpu的第一模拟电流信号端和第二模拟电流信号端一一对应连接；所述互感器cpu的rs485端口通过rs485接口与光纤传输单元的一端连接；所述光纤传输单元的另一端与合并单元的任意一个信号输入端口连接。

12、采用上述优选方案的有益效果为：本实用新型提供的罗氏线圈电子式电流互感器，通过积分电路的改进，有效提升了对轨道交通变电所中设备电流信号测量的精度，并通过光纤传输和合并单元的设置，能够实现对多处设备电流信息的采集，有效提升轨道交通变电所中数据采集信息的可靠性。

13、优选地，所述开关子模块包括开关量输入单元和开关量输出单元；

14、所述开关量输入单元包括电阻r38、电阻r39、电阻r40、电容c30、二极管d7、型号为tpl281-1的光电耦合器j2；

15、所述电阻r38的一端作为开关量输入端，并接入状态量信号；所述电阻r38的另一端分别与电容c30的一端和电阻r39的一端连接；所述电阻r39的另一端分别与二极管d7的负极和光电耦合器j2的第1端连接；所述电容c30的另一端分别与二极管d7的正极和光电耦合器j2的第2端连接，并接地；所述光电耦合器j2的第3端接地；所述光电耦合器j2的第4引脚与电阻r40的一端连接，并作为状态信号端与mcu处理模块连接；所述电阻r40的另一端外接3.3v电源；

16、所述开关量输出单元包括型号为74ls04的反向器j3、型号为74ls00的与非门j4、型号为tlp281-1的光电耦合器j5、电阻r41、电阻r42和三极管q2；

17、所述电阻r41的一端外接3.3v电源；所述电阻r41的另一端与光电耦合器j5的第1引脚连接；所述反向器j3的输入端作为第一控制信号端，并与mcu处理模块连接；所述反向器j3的输出端与与非门j4的第1端连接；所述与非门j4的第2端作为第二控制信号端，并与mcu处理模块连接；所述与非门j4的第3端与光电耦合器j5的第2引脚连接；所述光电耦合器j5的第3引脚与三极管q2的基极连接；所述光电耦合器j5的第4引脚与电阻r42的一端连接；所述电阻r42的另一端作为控制输出端，分别与三极管q2的集电极和断路器连接，并外接24v电源。

18、采用上述优选方案的有益效果为：本实用新型提供的开关量输入单元的开关量输入端用于监测断路器开断状态、隔离刀和接地刀所对应的位置以及闭锁信号等相关状态量，开关量输出单元负责对断路器发出控制命令信息，例如断路器断开时报跳闸命令，出现故障报警告命令等，能够实现对断路器的信息采集和通断控制，能够有效提升轨道交通变电所中继电保护方案的可靠性。

19、优选地，所述通信模块包括两个rs485接口子模块和以太网接口子模块；

20、所述rs485接口子模块包括电阻r11、电阻r12、电阻r13、二极管d3、二极管d4、二极管d5、二极管d6、三极管q1、型号为sn75lbc184的485芯片u1003和端子header；

21、所述485芯片u1003的第1引脚分别与端子header的第1引脚和mcu处理模块连接；所述485芯片u1003的第2引脚分别与第3引脚、电阻r13的一端和三极管q1的集电极连接；所述电阻r13的另一端外接5v电源；所述485芯片u1003的第4引脚分别与端子header的第2引脚、电阻r12的一端和mcu处理模块连接；所述端子header的第3引脚、第4引脚、第5引脚均接地；所述电阻r12的另一端与三极管q1的基极连接；所述三极管q1的发射极接地；所述485芯片u1003的第5引脚接地；所述485芯片u1003的第6引脚分别与电阻r11的一端和二极管d5的负极连接；所述二极管d5的正极与二极管d6的正极连接；所述二极管d6的负极接地；所述485芯片u1003的第7引脚分别与电阻r11的另一端和二极管d4的负极连接；所述二极管d4的正极与二极管d3的正极连接；所述二极管d3的负极接地；所述485芯片u1003的第8引脚外接5v电源；

22、所述以太网接口子模块包括型号为dp8348c的以太网接口芯片u1004和以太网接口rj45；

23、所述以太网接口芯片u1004的第2引脚、第3引脚、第4引脚、第30引脚、第31引脚、第40引脚、第43引脚和第44引脚均与mcu处理模块连接；所述以太网接口芯片u1004的第13引脚与以太网接口rj45的第4引脚连接；所述以太网接口芯片u1004的第14引脚与以太网接口rj45的第3引脚连接；所述以太网接口芯片u1004的第16引脚与以太网接口rj45的第2引脚连接；所述以太网接口芯片u1004的第17引脚与以太网接口rj45的第1引脚连接。

24、采用上述优选方案的有益效果为：本实用新型的通信模块提供了两个rs485接口和以太网接口两种方式，rs485是半双工的串行两线制的通信方式，rs485接口满足了mcu处理模块与远端控制设备间的差分接收和平衡发送的收发形式，在长距离收发过程中抗干扰和降噪能力都很好，基于以太网接口的通信能够为未来实现统一通信协议标准的智能变电站通信技术应用提供基础，同时能够有效提升通信的时效性。

25、优选地，所述mcu处理模块采用型号为s3c2440a的微处理器t1；

26、所述微处理器t1的rmii_tx_en引脚、rmii_txd0引脚、rmii_txd1引脚、rmii_mdc引脚、rmii_mdio引脚、rmii_crs_dv引脚、rmii_rxd0引脚和rmii_rxd1引脚依次与以太网接口芯片u1004的第2引脚、第3引脚、第4引脚、第30引脚、第31引脚、第40引脚、第43引脚和第44引脚连接；所述微处理器t1的485b1引脚分别与一个rs485接口子模块中485芯片u1003的第1引脚和端子header的第1引脚连接；所述微处理器t1的485a1引脚分别与一个rs485接口子模块中485芯片u1003的第4引脚和端子header的第2引脚连接；所述微处理器t1的485a2引脚分别与另一个rs485接口子模块中485芯片u1003的第1引脚和端子header的第1引脚连接；所述微处理器t1的485b2引脚分别与另一个rs485接口子模块中485芯片u1003的第4引脚和端子header的第2引脚连接；所述微处理器t1的gpioa1.0引脚分别与电阻r40的一端和光电耦合器j2的第4端连接；所述微处理器t1的gpioa2.0引脚与反向器j3的输入端连接；所述微处理器t1的gpioa2.1引脚与与非门j4的第2端连接；所述微处理器t1的usb接口依次经过usb光纤转换器和光纤与合并单元的输出端口连接。

27、采用上述优选方案的有益效果为：本实用新型采用型号为s3c2440a的微处理器t1，其具有4通道dma，3通道uart，2通道spi，1通道iic总线接口，1通道iis总线音频编码器接口，2通道usb主机/1通道usb设备，8通道10位adc和触摸屏接口，130个通用i/o口和24通道外部中断源，其性能优越，功耗很小且其价格不高，较其他同类型的芯片来说具有很高的性价比，处理器t1内部集成了以太网控制模块，该模块支持ieee802.3协议，只需要外接合适的适合的以太网接口芯片即可完成以太网电路设计实现系统的以太网通信功能。

技术特征：

1.一种供电智能运维管理系统，其特征在于，包括数据采集开关模块、mcu处理模块和通信模块；

2.根据权利要求1所述的供电智能运维管理系统，其特征在于，所述通信模块包括两个rs485接口子模块和以太网接口子模块；

3.根据权利要求2所述的供电智能运维管理系统，其特征在于，所述mcu处理模块采用型号为s3c2440a的微处理器t1；

技术总结
本技术公开了一种供电智能运维管理系统，属于智能运维与管理技术领域，包括数据采集开关模块、MCU处理模块和通信模块；所述数据采集开关模块、通信模块均与MCU处理模块连接。本技术通过数据开关采集模块实现了高准确度地采集智能变电站的轨道交通变电所中的设备电流信息和断路器的状态信息，并能够通过MCU处理模块和通信模块将采集到的设备电流信息和断路器状态信息经处理后传输至远端控制设备，且通过通信模块接收远端控制设备的控制指令后，能够通过MCU处理模块和数据采集开关模块向断路器传输控制信号，解决了现有智能变电站中轨道交通变电所继电保护方案抗干扰能力、通信实时性和可靠性不足的问题。

技术研发人员：刘厚军,杨已葱,殷彦君,王琦,闫旭
受保护的技术使用者：苏州华兴致远电子科技有限公司
技术研发日：20240119
技术公布日：2024/9/23