CN102611198B - 一种数据自动远程无线传输的保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据自动远程无线传输的保护装置，它包括CPU模块、逻辑控制模块、AD模块、模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、GSM模块、储存模块、看门狗模块、显示模块、电源管理模块。本发明的数据自动远程无线传输的保护装置可以实现自动上发数据、重要负荷故障自动呼叫管理人员、中文指令操作，其通讯距离远、不需要布线、成本低、可靠性和安全性高。
Description
技术领域
本发明的技术领域为：电力系统继电器保护装置，该装置具有自动远程无线传输数据的功能。
背景技术
目前在经济发达、人口密集、用电负荷大的地区的变电站、配电站都配备了先进的保护装置、通讯设备、充足的人员。当继电保护设备动作时，相关人员通过值班人员、调度人员可以很快得知故障的信息；当需要给某一线路送电或者减次要负荷时，调度中心按一下鼠标就可以解决问题。而对于经济欠发达地区、人口稀疏、用电负荷小，但用电的负荷分散，特别是新疆、甘肃、山东的一些地区的油田电网配电线路战线长、分布广、交通不便、开关点多，有时一个配电点就一台开关，这就给维护、运行带来很大的困难。当这些地区保护设备动作后，必须通过人工巡查的方式才知道；当需要送电或者停电时，必须耗费大量的人力物力以及时间到现场完成操作。
当前一种电力继电保护短信的监控装置是利用短信息将继电保护装置的状态变化实时发送到多个管理人员手机上，文字的方式告知当前设备保护动作情况，将短信指令发送到监控装置，实现远程控制。但其没有将指令中文化，没有符合电力系统用户的习惯，当用户发送控制指令时还需要去查找具体的指令，比较麻烦；其没有校时命令，这一点在电力系统中对分析事故原因很重要；其只可以发送变位状态，而不能发送电压、电流、功率的状态；其只可以保护装置发送短信到管理人员手机上，而不能实现管理人员主动去查询的模式；其只能发送短信，如果在夜间管理人员均处于休息状态，当重要的负荷发生保护动作，需要马上处理，不能立刻让管理人员知道；其所有的管理人员均具有修改参数的权限，按照电力系统的习惯应该只有一个是高级用户，其他为普通用户，普通用户只可以操作断路器和查看数据。
发明内容
本发明的发明目的就是为了解决上述现有技术存在的缺陷而提供一种自动上发数据、重要负荷故障自动呼叫管理人员、中文指令操作、通讯距离远、不需要布线、成本低、可靠性和安全性高的数据自动远程无线传输的保护装置。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种数据自动远程无线传输的保护装置，它包括CPU模块、逻辑控制模块、AD模块、模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、GSM模块、储存模块、看门狗模块、显示模块、电源管理模块；其中：
所述开入开出模块：将开入量的采集送到所述逻辑控制模块，并接收来自所述逻辑控制模块的信号，去控制继电器接点动作的信号；
所述显示模块：液晶的驱动，以及相关的显示；
所述逻辑控制模块：承担所述CPU模块与显示模块、开入开出模块之间的数据传输以及分配；
所述电源管理模块：将输入的直流220V电源装换为5V\3.3V\1.8V\24V直流输出；
所述看门狗模块：在软件异常出错时，自动重启软件；
所述模拟量采集模块：将0~120A的电流、0~120V的电压信号转换成3.53V的小电压信号；
所述AD模块：将模拟量信号转变为数字量信号，并提供给所述CPU模块；
所述数据存储模块：储存定值、参数、手机号码；
所述通讯模块：通过所述CPU模块与GSM模块之间的一个通讯接口的转换；
所述GSM模块：发送短信、接收短信、拨打电话；
所述CPU模块：中央处理器，负责数据的综合处理。
上述的数据自动远程无线传输的保护装置，其进一步特征在于：所述数据储存模块：储存器的驱动，以及存储保护定值、事件记录、线路参数、手机号码、通道系数；所述显示模块：人机接口界面，显示线路的运行情况、保护的动作情况、保护定值、线路参数、管理人员的手机号码，并在液晶上修改保护定值、线路参数、管理人员的手机号码。
上述的数据自动远程无线传输的保护装置，其进一步特征在于：它还包括软件模块，所述软件模块是由系统任务管理单元、中断管理单元、数据处理单元、显示单元、数据修改存储单元、保护单元、通讯单元组成；其中：
所述系统任务管理单元：管理系统中显示任务、通讯任务、保护任务，确定它们的优先级，以及资源的使用方式；
所述中断管理单元：管理系统中的AD采样中断的启动、停止、采样的间隔时间；
所述数据处理单元：将采样值转变为实际测量到的值供保护和显示使用，以及开入滤波、开出控制；
所述显示单元：主要液晶的驱动，以及相关的显示；
所述数据修改储存单元：储存器的驱动，以及储存定值、参数、手机号码等数据；
所述保护单元：实现保护逻辑功能；
所述通讯单元：实现CPU模块与GSM模块之间的通讯驱动程序。
与现有技术相比，本发明的优点：
1、提供一个给管理人员符合电力系统习惯中文操作方法：但需要合闸时管理人员先发送一条短信“预合”，收到确认命令后，再发送一条“合闸”指令，保护装置就可以控制断路器合闸了；当需要查询当前线路的运行工况，只需要输入“查询状态”，保护装置会将当前的保护装置监测到的电压电流功率断路器的分合状态一起发送到查询人员的手机上。
2、保护装置具有自动校时功能：当保护装置接收到正确的短信时，会自动检测保护装置的时间与短信的时间是否一致，如果不一致将根据短信的时间自动校时，或者收到“校时”指令后校时。如果对保护装置不进行校时，当有多台保护装置的保护同时动作时，且保护装置的时间不对，将使管理人员分不清保护动作的先后关系，给故障分析带来困难。
3、保护装置只在电压电流波动超过一定范围、开入量发生变位时，才主动上发模拟量、开关状态以及发生事件的时间、名称、动作值；而非定时发送信息，定时发送信息会发给管理人员一些无用的信息，或者有故障时不能及时发送信息。
4、管理人员可以查询保护装置检测的状态：管理人员自己随时可以通过发送查询指令来查询自己需要的信息。
5、参数修改权限：每个保护装置可以输入5个管理人员的号码，第一个高级用户，该用户可以具有查询、修改定值参数、分合闸功能，而其他4个普通用户只具有查询和分合闸功能。
6、保护装置自动拨号功能：当重要负荷发生故障时，保护装置自动拨通第一个管理人员的号码，如果在自动重拨3次后没有接听将拨通第二个管理人员的号码，直到有管理人员接听或者已重拨最后一个管理人员号码3次为止。
附图说明
图1为本发明自动远程无线传输的保护装置的硬件结构示意图。
图2为本发明实施例的软件结构示意图。
图3为本发明实施例的通讯单元处理的流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细阐述。
本实施例的一种数据自动远程无线传输的保护装置，它包括CPU模块、逻辑控制模块、AD模块、模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、GSM模块、数据储存模块、看门狗模块、显示模块、电源管理模块。图1为本发明的硬件结构示意图。图1中各硬件模块的功能如下。
开入开出模块：将开入量的采集送到逻辑控制模块，并接收来自逻辑控制模块的信号，去控制继电器接点动作的信号。
显示模块：人机接口界面。显示线路的运行情况、保护的动作情况、保护定值、线路参数、管理人员的手机号码等，并可以在此液晶上修改保护定值、线路参数、管理人员的手机号码。
逻辑控制模块：承担CPU模块与显示模块、开入开出模块之间的数据传输以及分配。
电源管理模块：将输入的直流220V电源装换为5V\3.3V\1.8V\24V直流输出。
看门狗模块：在软件异常出错时，自动重启软件。
模拟量采集模块：将0~120A的电流、0~120V的电压信号转换成3.53V的小电压信号。
AD模块：将模拟量信号转变为数字量信号，并提供给CPU模块。
数据存储模块：主要是存储保护定值、事件记录、线路参数、手机号码、通道系数，这些数据掉电不丢失。
通讯模块：通过CPU模块与GSM模块之间的一个通讯接口的转换。
GSM模块：发送短信、接收短信、拨打电话。
CPU模块：中央处理器，负责数据的综合处理。所述CPU模块与所述逻辑控制模块、通讯模块、数据储存模块互连。
本发明的软件模块为：系统任务管理单元、中断管理单元、数据处理单元、显示单元、数据修改存储单元、保护单元、通讯单元。
图2为本发明的软件结构示意图。图2中各软件模块的功能如下。
系统任务管理单元：管理系统中显示任务、通讯任务、保护任务，确定它们的优先级，以及资源的使用方式。
中断管理单元：管理系统中的AD采样中断的启动、停止、采样的间隔时间。
数据处理单元：将采样值转变为实际测量到的值供保护和显示使用，以及开入滤波、开出控制。
显示单元：主要液晶的驱动，以及相关的显示。
数据修改储存单元：储存器的驱动，以及储存定值、参数、手机号码等数据。
保护单元：实现保护逻辑功能。
通讯单元：实现CPU模块与GSM模块之间的通讯驱动程序。
在通讯单元中本发明充分利用现今GSM网络和手机发展的前提，实现了全天候24小时不间断的监控，能够无线对保护装置进行本地实时监测、变位实时报警、远程控制工作，并且可以准确的反映保护装置的工作状况。本发明还实现了中文短信指令，系统管理人员在维护和操作按照电力系统的习惯来发出指令，而免去了记忆操作指令的过程；自动校时功能，如果一个保护装置没有校时，则当多台保护装置的保护同时动作时，就会存在无法区分保护动作的先后关系，造成无法分析故障原因。本发明将保护装置的工况反馈给管理人员具有两种方式，可同时使用：一种是由模拟量变化的程度来决定是否上传当前的工况，另一种由管理人员发送查询命令来查询工况。主动传输和被动传输结合，当负荷变化大、保护动作、断路器变位时均自动发送短信到管理人员手机上，在正常情况下管理人员可以通过查询方式来查询当前的工况。对于重要的负荷保护动作时，本发明不仅发送短信，还拨打管理人员的手机，同时还有自动重拨功能，确保管理人员第一时间知道该事件，及时处理。对于保护装置上的保护定值、线路参数、普通用户的手机号码只有高级用户才可以修改，普通用户只可以查看，增加了保护参数的可靠性。图3为通讯单元处理的流程图。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本发明，任何熟悉此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的为准。
Claims (2)
1.一种数据自动远程无线传输的保护装置，其特征在于：它包括CPU模块、逻辑控制模块、AD模块、模拟量采集模块、开入开出模块、通讯模块、GSM模块、数据储存模块、看门狗模块、显示模块、电源管理模块；
所述开入开出模块：将开入量的采集送到所述逻辑控制模块，并接收来自所述逻辑控制模块的信号，去控制继电器接点动作的信号；
所述显示模块：液晶的驱动，以及相关的显示；
所述逻辑控制模块：承担所述CPU模块与显示模块、开入开出模块之间的数据传输以及分配；
所述电源管理模块：将输入的直流220V电源-转换为5V\3.3V\1.8V\24V直流输出；
所述看门狗模块：在软件异常出错时，自动重启软件；
所述模拟量采集模块：将0~120A的电流、0~120V的电压信号转换成3.53V的小电压信号；
所述AD模块：将模拟量信号转变为数字量信号，并提供给所述CPU模块；
所述数据储存模块：储存定值、参数、手机号码；
所述通讯模块：通过所述CPU模块与GSM模块之间的一个通讯接口的转换；
所述GSM模块：发送短信、接收短信、拨打电话；
所述CPU模块：中央处理器，负责数据的综合处理；
它还包括软件模块，所述软件模块是由系统任务管理单元、中断管理单元、数据处理单元、显示单元、数据修改存储单元、保护单元、通讯单元组成；
所述系统任务管理单元：管理系统中显示任务、通讯任务、保护任务，确定它们的优先级，以及资源的使用方式；
所述中断管理单元：管理系统中的AD采样中断的启动、停止、采样的间隔时间；
所述数据处理单元：将采样值转变为实际测量到的值供保护和显示使用，以及开入滤波、开出控制；
所述显示单元：主要液晶的驱动，以及相关的显示；
所述数据修改存储单元：储存器的驱动，以及储存定值、参数、手机号码等数据；
所述保护单元：实现保护逻辑功能；
所述通讯单元：实现CPU模块与GSM模块之间的通讯驱动程序。
2.根据权利要求1所述的保护装置，其特征在于：所述数据储存模块：储存器的驱动，以及存储保护定值、事件记录、线路参数、手机号码、通道系数；所述显示模块：人机接口界面，显示线路的运行情况、保护的动作情况、保护定值、线路参数、管理人员的手机号码，并在液晶上修改保护定值、线路参数、管理人员的手机号码。
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