本发明涉及有载分接开关(简称oltc)控制以及参数在线检测领域，更具体的，涉及一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器。
背景技术：
oltc是有载调压系统的关键部件，oltc的稳定运行对于电力系统的安全稳定运行来说至关重要。oltc的关键参数有过渡电阻值、过渡过程时间等，这些参数是衡量其运行状态是否正常的重要指标，目前，oltc的关键参数检测方法为离线检测，离线检测大多数情况下是在oltc检修或者故障时进行，检测时需要停电，操作比较复杂，当oltc挂网运行时无法实现其参数的在线检测，因此不能发现oltc运行时的潜在隐患，给电力系统的安全稳定运行带来隐患。
oltc控制器的主要功能有参数设定、信号显示、通讯等，并可以与有载调压变压器组成手动、自动以及远控调压系统，控制oltc调档。目前的oltc控制器尚未具备oltc关键参数的在线检测功能。
专利《cn207832971u一种变压器用有载分接开关调档在线监测装置》只是实时在线监测调档状态，判断是否正确，并采取相应措施，避免事故的发生。专利《cn203405548u变压器有载分接开关在线监测装置》是对oltc机械振动波谱的监测，从而较早的发现oltc故障。这两个专利均未包括oltc关键参数的在线检测。
技术实现要素：
本发明专利为了解决oltc关键参数的在线检测问题，在原有的oltc控制器的基础上进行改进，提出一种具有在线检测功能的oltc控制器。
本发明提供一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器，包括：oltc控制器单元、oltc外部信号采集单元、通讯转接单元、oltc内部信号采集单元。
其中，所述oltc外部信号采集单元与oltc控制器单元通过有线或无线方式连接，所述通讯转接单元与oltc控制器单元通过有线或无线方式连接，所述通讯转接单元与oltc内部信号采集单元通过无线方式连接。
其中，所述oltc控制器单元包括mcu模块、电机驱动模块、信号输入/输出模块、通讯模块、人机交互模块以及电源模块。其中，所述电机驱动模块、信号输入/输出模块、通讯模块、人机交互模块均与mcu模块连接。
所述mcu模块是oltc控制器单元的核心，主要功能是控制oltc调档并通过与oltc外部信号采集单元、oltc内部信号采集单元通信获得的在线测量的数据经过运算得到oltc的关键参数；所述电机驱动模块的功能是控制oltc内的电机，从而实现oltc的调档；所述信号输入/输出模块的功能是输入信号采样电压、oltc档位信息，输出oltc档位信息等；所述人机交互模块的功能是进行参数的设定、档位信息以及oltc关键参数的显示等；所述通讯模块的主要功能是下发信号采集指令，接收信号数据以及与上位机通讯等；所述电源模块的功能是为oltc控制器单元供电。
其中，所述oltc外部信号采集单元包括mcu模块、信号采集调理模块、数据传输模块以及电源模块。所述信号采集调理模块和数据传输模块均与mcu模块连接。
所述mcu模块是oltc外部信号采集单元的核心，主要功能是对采集调理后的信号进行模数转换，传输采集信号数据；所述信号采集调理模块的功能是采集oltc-变压器组的输入电压电流信号以及输出电压电流信号，并经相应的调理电路后送给mcu模块；所述数据传输模块的功能是接收oltc控制器单元下发的指令，并将采集到的信号数据传送给oltc控制器单元；所述电源模块的功能是为oltc外部信号采集单元供电。
其中，所述通讯转接单元包括mcu模块、无线模块、数据传输模块以及电源模块，此时，所述无线模块以及数据传输模块均与mcu模块连接；其中所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块，此时，所述数据传输模块与无线mcu模块连接，并实现与oltc控制器单元的通信。
所述mcu模块是通讯转接单元的核心，功能是实现无线模块以及数据传输模块之间的数据交换；所述无线模块的功能是接收oltc内部信号采集单元的数据或给oltc内部信号采集单元下发指令信号；所述无线mcu模块的功能是mcu模块和无线模块的功能的集成；所述电源模块的功能是为通讯转接单元供电。
其中，所述oltc内部信号采集单元包括mcu模块、无线模块、信号采集调理模块以及电源模块，此时，所述无线模块以及信号采集调理模块均与mcu模块连接；其中所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块，此时，所述信号采集调理模块与无线mcu模块连接。
所述mcu模块是oltc内部信号采集单元的核心，主要功能是对采集调理后的信号数据进行模数转换并将数据传送给无线模块，并接收无线模块的指令；所述无线模块的功能是传输oltc内部信号数据给通讯转接单元，并接收通讯转接单元下发的指令信号；所述无线mcu模块的功能是mcu模块和无线模块的功能的集成；所述电源模块为oltc内部信号采集单元供电，可以采用电池供电或从oltc获得电源。
本发明提供的一种具有在线检测功能的oltc控制器能够实现oltc运行时的关键参数的在线检测，能够发现oltc潜在的安全隐患，从而保证电力系统的安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器的整体结构框图；
图2为本发明一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器的另一整体结构框图；
图3为oltc控制器单元的结构框图；
图4为oltc外部信号采集单元结构框图；
图5(a)为mcu模块和无线模块独立时的通讯转接单元结构框图；
图5(b)为mcu模块和无线模块集成到一起的通讯转接单元结构图；
图6(a)为mcu模块和无线模块独立时的oltc内部信号采集单元结构框图；
图6(b)为mcu模块和无线模块集成到一起的oltc内部信号采集单元结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器的整体结构框图，包括oltc控制器单元、oltc外部信号采集单元、通讯转接单元和oltc内部信号采集单元。其中，所述oltc外部信号采集单元与oltc控制器单元通过有线或无线方式连接，所述通讯转接单元与oltc控制器单元通过有线或无线方式连接，所述通讯转接单元与oltc内部信号采集单元通过无线方式连接。
其中，所述oltc控制器单元包括mcu模块、电机驱动模块、信号输入/输出模块、通讯模块、人机交互模块以及电源模块。
图3为oltc控制器单元的结构框图。其中，所述电机驱动模块、信号输入/输出模块、通讯模块、人机交互模块均与mcu模块连接。
所述mcu模块由微控制器(如单片机、dsp等)及相应电路组成；所述电机驱动模块可以控制单相、三相、步进电机等，对电机进行正转、反转以及停机控制，实现oltc升降档的调节；所述信号输入/输出模块为电压信号、档位信号输入以及档位信号输出；所述通讯模块可以采用rs485、rs232或者无线通讯的方式进行数据传输；所述人机交互模块可以采用触摸屏、显示屏、按键等实现参数的设定以及采集信号、检测参数的显示等功能；所述电源模块可以采用两相或三相电源供电。
图4为oltc外部信号采集单元结构框图。所述oltc外部信号采集单元包括mcu模块、信号采集调理模块、数据传输模块以及电源模块。所述信号采集调理模块和数据传输模块均与mcu模块连接。
所述mcu模块由微控制器及相应电路构成，微控制器可以采用单片机、dsp等；所述信号采集调理模块由电流互感器采集oltc输入侧电流，并经过相应的信号调理电路处理，得到微控制器可以处理的电压信号；所述数据传输模块可以采用rs485、rs232或无线通讯的方式进行数据传输，该模块所使用的通讯方式应该和oltc控制器单元所使用的通讯方式相一致；所述电源模块可以采用电池供电、oltc控制器供电或者是通过oltc供电。
图5(a)所示为mcu模块和无线模块独立时的通讯转接单元结构框图，所述通讯转接单元包括mcu模块、无线模块、数据传输模块以及电源模块。此时，所述无线模块以及数据传输模块均与mcu模块连接。
图5(b)所示为mcu模块和无线模块集成到一起的通讯转接单元结构框图，所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块。此时，所述数据传输模块与无线mcu模块连接。
所述mcu模块由微控制器及相应电路构成，微控制器可以采用单片机、dsp等；所述无线模块可以采用蓝牙模组、wifi模组等；所述数据传输模块可以采用rs485、rs232或无线通讯的方式进行数据传输，该模块所使用的通讯方式应该和oltc控制器单元所使用的通讯方式相一致；所述电源模块可以采用电池供电或者是通过oltc控制器单元供电；所述无线mcu模块可以采用蓝牙soc芯片及相应电路构成。
图6(a)所示为mcu模块和无线模块独立时的oltc内部信号采集单元结构框图，此时，所述数据传输模块与无线mcu模块连接，其中，所述oltc内部信号采集单元包括mcu模块、无线模块、信号采集调理模块以及电源模块。图6(b)所示为mcu模块和无线模块集成到一起的oltc内部信号采集单元结构框图，此时，所述信号采集调理模块与无线mcu模块连接，其中所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块。
所述mcu模块由微控制器及相应电路构成，微控制器可以采用单片机、dsp等；所述无线模块可以是蓝牙模组、wifi模组等；所述信号采集调理模块可以采用电压互感器采样电路、差分采样电路、光耦采样电路以及光纤采样电路等进行电压信号的采集，并经过信号调理电路调理；所述电源模块可以采用电池供电；所述无线mcu模块可以采用蓝牙soc芯片及相应电路构成。
图2为本发明一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器的另一整体结构框图，包括oltc控制器单元、oltc外部信号采集单元，其中，所述oltc外部信号采集单元与oltc控制器单元连接。
其中，所述oltc外部信号采集单元包括mcu模块、信号采集调理模块、数据传输模块以及电源模块。所述信号采集调理模块由电压互感器、电流互感器采集oltc-变压器组输入输出侧电压电流信号，并经过相应的信号调理电路处理，得到微控制器可以处理的电压信号。
本发明提供的一种具有在线检测功能的oltc控制器不仅具备目前oltc控制器的常规功能，还能够实现oltc运行时的关键参数的在线检测，从而发现oltc潜在的安全隐患，保证电力系统的安全稳定运行。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明根据本发明提供的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明提供的设计情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，凡在根据本发明提供的设计方法之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在根据本发明设计的保护范围之内。
技术特征：
1.一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器，其特征在于，实现oltc挂网运行时关键参数的在线检测，关键参数包括：过渡电阻、oltc过渡过程时间等。
2.一种具有在线检测功能的有载分接开关控制器，其特征在于，包括：oltc控制器单元、oltc外部信号采集单元、通讯转接单元和oltc内部信号采集单元。
3.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述oltc控制器单元包括：mcu模块、电机驱动模块、信号输入/输出模块、通讯模块、人机交互模块以及电源模块。
4.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述oltc控制器单元用于显示oltc在线运行时检测的关键参数。
5.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述oltc外部信号采集单元包括：mcu模块、信号采集调理模块、数据传输模块以及电源模块。
6.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述通讯转接单元包括mcu模块、无线模块、数据传输模块以及电源模块，其中所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块。
7.根据权利要求2所述的控制器，其特征在于，所述oltc内部信号采集单元包括mcu模块、无线模块、信号采集调理模块以及电源模块，其中所述mcu模块和无线模块可以集成到一起构成无线mcu模块。
技术总结
本发明提供一种具有在线检测功能的有载分接开关(简称OLTC)控制器，该控制器包括OLTC控制器单元、OLTC外部信号采集单元、OLTC内部信号采集单元以及通讯转接单元。OLTC控制器单元包括现有OLTC控制器的功能，并可以与有载调压变压器组成手动、自动以及远控调压系统，OLTC控制器单元还具有在线检测的功能，能够实现OLTC挂网运行时关键参数的检测功能，如：过渡电阻值、OLTC切换过程时间等；OLTC外部信号采集单元采集OLTC‑变压器组外部电压电流信号；OLTC内部信号采集单元采集OLTC内部电压电流信号；通讯转接单元将OLTC内部信号采集单元采集到的数据转发给OLTC控制器。本发明能够实现OLTC在线检测，保障了OLTC的安全运行，为设备制造厂、运营商以及操作使用人员提供了便利。
技术研发人员：杜海江;李鹏程;董彪
受保护的技术使用者：中国农业大学
技术研发日：.10.31
技术公布日：.01.10
