一种开闭所的控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种开闭所的控制电路。
背景技术
随着电力输、配、变网的全面改造与发展，各地的开闭所大量增加，开闭所位于电力系统中变电站的下一级，是将高压电力分别向周围的用电单位供电的电力设施。它不仅是配电网底层最基本的单元，更是电力由高压向低压输送的关键环节之一。
开闭所也指用于接受电力并分配电力的供配电设施，高压电网中称为开关站。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。设有中压配电进出线、对功率进行再分配的配电装置。相当于变电站母线的延伸，可用于解决变电站进出线间隔有限或进出线走廊受限，并在区域中起到电源支撑的作用。中压开关站必要时可与配电室合建。
进入21世纪以来，随着计算机技术、通讯技术和人工智能技术的快速发展，智能电力监控系统在电力行业及其他相关行业得到了越来越广泛的应用。开闭所的智能化控制，是电力系统智能化发展到一定阶段的必然结果，将能有效整合通信基础设施资源和电力系统基础设施资源，使信息通信基础设施资源服务于电力系统运行，提高电力系统信息化水平，改善现有电力系统基础设施的利用效率。所谓智能电力监控系统，是指利用计算机、计量保护装置和总线技术，对配电系统的实时数据、开关状态及远程控制进行集中检测和集中管理的软硬件装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种开闭所的控制电路，以满足对配电系统的实时数据、开关状态及远程控制进行集中检测和集中管理的硬件要求。
为此，本实用新型提供了一种开闭所的控制电路，包括CPU、以太网MAC控制器、串口通讯接口电路、SPI转串口电路、4G无线通讯电路、宽带载波通讯电路、低功耗无线通讯电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、本地调试接口电路、功能扩展接口电路和电源电路，其中，所述以太网通信接口通过以太网MAC控制器与所述CPU相连接；所述串口通讯接口电路通过SPI转串口电路与所述CPU相连接；所述4G无线通讯电路、宽带载波通讯电路、低功耗无线通讯电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、本地调试接口电路、功能扩展接口电路和电源电路均与所述CPU相连接。
进一步地，上述CPU通过AHB总线连接4G无线通讯电路，所述4G无线通讯电路用于连接外部4G公共网络，所述开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量采集电路均通过AHB总线与所述CPU相连接，所述CPU通过SPI转串口电路扩展出8路标准的 RS485通信接口，所述CPU通过RⅡ接口与以太网MAC控制器相连接。
进一步地，上述模拟量采集电路包括IV转换电路、仪表放大器电路和带通滤波电路，其中，所述IV转换电路用于将单端输入的模拟信号调理成差分输出，所述仪表放大器电路用于对差分输出进行放大，所述带通滤波电路用于对放大后的电路进行带通滤波。
根据本实用新型的开闭所的控制电路，电路架构合理，功能多样，满足对配电系统的实时数据、开关状态及远程控制进行集中检测和集中管理的硬件要求。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1为本实用新型的一种开闭所的控制电路的结构框图；
图2为本实用新型的一种开闭所的控制电路的模拟量采集电路的IV转换电路；
图3为本实用新型的一种开闭所的控制电路的模拟量采集电路的差分放大电路；
图4为本实用新型的一种开闭所的控制电路的模拟量采集电路的滤波电路；
图5为本实用新型的一种开闭所的控制电路的开关量输入电路；以及
图6为本实用新型的一种开闭所的控制电路的开关量输出电路。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1至图6示出了根据本实用新型的一些实施例。
如图1所示，该控制电路包括用于核心控制的CPU、以太网MAC控制器、串口通讯接口电路、SPI转串口电路、4G无线通讯电路、宽带载波通讯电路、低功耗无线通讯电路、开关量输入电路、开关量输出电路、模拟量采集电路、本地调试接口电路、功能扩展接口电路和电源电路。
其中，以太网通讯接口通过以太网MAC控制器连接至CPU，其中，CPU通过RII 接口与以太网MAC控制器连接。
开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量采集模块均通过AHB(Advanced Highperformance Bus)总线与CPU连接。
SPI转串口电路与串口通讯接口电路连接，CPU通过SPI转串口模块扩展出8路标准的R485通讯接口。
CPU通过AHB总线与4G无线通讯模块连接。
根据本实用新型的开闭所的控制电路，电路架构合理，功能多样，满足对配电系统的实时数据、开关状态及远程控制进行集中检测和集中管理的硬件要求。
结合参照图2至图4，模拟量采集电路包括IV转换电路、仪表放大器电路和带通滤波电路。
图2为IV转换电路，如图2所示，该IV转换电路包括运放(运算放大器)U1、运放U2、电阻R1、R2、R3、R4、R5和R6、电容C1，各器件的电连接关系在图2中示出。该IV转换电路接入传感器输出的模拟信号AI，将模拟信号AI转换为差分输出+IN和 -IN，输出至差分放大电路。
图3为仪表放大器电路，如图3所示，该仪表放大器电路包括运放U3、运放U4、电阻R7、R8和R9，各器件的电连接关系在图3中示出。该仪表放大器电路将+IN和-IN 差分放大输出为OUTPUT。
图4为带通滤波电路，如图4所示，该带通滤波电路包括运放U5、运放U6、电阻 R10、R11、R12、R13、R14、R15和R16、电容C3和电容C4，各器件的电连接关系在图4中示出。将经过放大的OUTPUT进行带通滤波，输出为AD_IN。AD_IN输入到AD 采样芯片，供给CPU进行计算，实现开闭所中监测传感器所采集的监测信号的处理，实现开闭所的监测数据的快速采集和传输。
其中，图2运放U1和U2为OPA2227，作用是将单端输入的模拟信号调理成差分输出，调理后的电路是双端输出，方便后级放大电路的处理，后级电路是对这两个输入信号之差的放大，如果存在干扰信号，会对两个输入信号产生同样的干扰，通过二者之差，干扰信号的输入就几乎为零，这样做主要是为了达到抗共模干扰的目的。
其中，图3运放U3为仪表运放AD620，作用是差分对放大电路，采用仪表放大器电路来处理。普通的差分放大电路精密度较差，并且在放大电路变更放大增益时，外部电路参数调整比较复杂，此电路在进行信号放大时具有高输入阻抗，高共模抑制比，低失调与漂移，低噪声，及高闭环增益稳定等优点。同时具有偏置电流低，平衡的差动输入以及增益可调等优点。
其中，图4运放U5和U6为OP07，作用为带通滤波电路，此电路实现在通带内输出信号幅度与频率无关，此滤波电路在通频带内的频率响应曲线能实现最大限度的平坦，没有起伏，而在阻频带则逐渐下降为零。
如图5所示，该开关量输入电路为两路开关量输入，电路中的器件有光耦合器U7、电容C5和C6、电阻R17-R22，二极管D1和D2、3.3V电压源接口和5V电压源接口，这些器件的具体连接关系在图5中示出。
如图6所示，该开光梁输出电路为两路开关量输出，采用光耦合器U8和U9隔离。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
