[发明专利]一种可远距离实时监测控制的多路直流电源装置

说明书

本发明公开了一种可远距离实时监测控制的多路直流电源装置，属于电力系统技术领域。本发明采用分布式架构设计、多个配电柜分区供电的方式，将多路低功率小型化高压直流电源模块化集成，为上百路脉冲源负载一对一独立供电，并通过软件和光纤通信实现远距离控制与状态监测告警，具有输出路数多、拓展灵活的优点，且能够工作于强电磁环境，本发明避免了各负载供电电源之间的耦合串扰，能够满足大规模阵列的独立供电需求。

技术领域

本发明属于电力系统领域，尤其涉及到一种可远距离实时监测控制的多路直流电源装置。

背景技术

随着脉冲产生技术和时域阵列天线的快速发展，阵列式超宽谱高功率微波辐射技术取得了长足进步。在由上百路辐射单元构成的超宽谱高功率微波辐射系统中，直流电源装置面临以下问题：一是采用单个大功率直流电源为所有辐射单元的脉冲源集中供电容易带来电磁兼容问题，影响系统稳定性和可靠性；二是需要通过监测每一路脉冲源的电压和电流判断脉冲源的工作状态；三是直流电源装置工作于强电磁环境中，需要对全系统进行屏蔽设计，同时为方便人员在屏蔽体内安全操作，电源装置要具有远距离抗干扰通信的能力。

目前，常见的供电方式为大功率电源同时为多路辐射单元供电，此时不能对每一路负载精准监测，或者用多台电源“一对一”供电，但需要对监测数据进行整合。

发明内容

本发明解决的技术问题是研制一种可用于强电磁环境的可远距离实时监测控制的多路直流电源装置，采用分布式架构设计、多个配电机柜分区供电的方式，模块化搭建，实现可灵活拓展的多路输出，并通过光纤和RS485通信实现对每路电源的远距离控制与监测。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可远距离实时监测控制的多路直流电源装置，其特征在于，包括控制系统、配电机柜和高压直流模块阵列；

控制系统由远程通信控制系统和本地控制系统两部分组成，多路直流电源装置正常工作时以远程通信控制系统为主；

远程通信控制系统中上位机软件通过USB转RS485接口、RS485转光纤收发器和光纤线路与各配电机柜中具有RS485接口的数模转换模块D/A和信号采集模块A/D连接，D/A、A/D再通过RS485接口接入每路高压直流模块，进而实现对高压直流模块的输出控制与监测；上位机软件基于常用的组态王工业控制软件开发，支持RS485通信；

上位机软件通过RS485通信模块中某一节点通道及其对应的数模转换模块通道将控制指令转为一定电平的电压控制信号，控制对应节点挂载的高压直流模块的输出，同时接收对应信号采集模块通道的电压电流采样数据，并根据电压电流阈值大小对每路高压直流模块及负载工作状态实施判断，实现对异常情况的精准定位告警；每路高压直流模块为一个RS485节点，RS485通信理论上可支持256个节点；

USB转RS485接口将USB转换为多个RS485串口，每个RS485串口通过RS485转光纤收发器、光纤与一个配电机柜内的所有高压直流模块建立通信连接，通过增加RS485串口和光纤线路的方式灵活拓展控制多个区域的配电机柜，实现不同数量高压直流模块节点的通信；

配电机柜内部主要包括开关电源、PCB电路板、高压直流模块、金属导热板、L型滑槽轨道，机柜壳体固定有航插阵列和一个接地端子，开关电源通过连接PCB电路板为高压直流模块供电，由开关电源、PCB电路板、多个高压直流模块和航插构成多路直流输出阵列；通过增加配电机柜数量实现直流输出路数的灵活拓展和电源系统的模块化搭建；

PCB电路板集成一定数量高压直流模块的供电、电压调节、电压采样和电流采样线路，以及本地/远程切换开关、电位器接口和继电器，并引出接线端子，D/A、A/D和高压直流模块通过插接件置于PCB电路板上，便于安装和更换；

高压直流模块阵列为插接在PCB电路板的多个DC/DC二次电源，集成有RS485数据接口的电源模块，支持RS485调节和采集输出电压；