CN103792469A

CN103792469A - 输变电线路报警监测终端

Info

Publication number: CN103792469A
Application number: CN201410079145.5A
Authority: CN
Inventors: 肖孟国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2014-05-14

Abstract

一种输变电线路报警监测终端，它包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和主电源电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和主电源电路的输入端分别与电力线连接；所述主电源电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。本发明可以分别对每条电力线进行监测，准确的确定故障线路，并实现现场与控制中心的话务通信和数据通信，它还设有自身防护监测装置。

Description

输变电线路报警监测终端

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体地说是一种输变电线路报警监测终端。

背景技术

在输变电线路运行中，电力线路故障经常发生，目前的线路故障检测设备多数采用模拟电路技术和壳体封装设计，它实现的功能比较简单，而且检测故障类型也比较单一，而且，在发生故障后，需要工作人员现场巡视来找到故障点，不能实现远程上报，也不能实现现场与监控中心的通话，具有很大的局限。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种输变电线路报警监测终端，它功能强大，可以准确检测出哪路电力线故障，并实现了自动报警功能，而且能与控制中心进行通信。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：一种输变电线路报警监测终端，它包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和供电电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和供电电路的输入端分别与电力线连接；所述供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。

进一步的，所述通信模块包括GSM/GPRS模块、SIM卡、受话器和扬声器，所述SIM卡设置在GSM/GPRS模块的SIM卡槽中，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接；所述按键模块包括通话按钮。

进一步的，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器U1~U4，三个整流二极管，三个发光二极管，四个运算放大器A1~A4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器U1~U3的输入端阳极分别串接一个整流二极管和一个电阻后，分别与电力线的三条相线连接；光电耦合器U1~U3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线；所述光电耦合器U1~U3的输入端阴极分别串接一个电阻和一个发光二极管后连接在相应的电力线上；四个光电耦合器U1~U4的输出端与由所述四个运算放大器A1~A4组成的运放电路连接。

进一步的，所述供电电路包括变压器、稳压芯片以及若干二极管、若干电容和若干电阻，电力线的三条相线输入端分别串接一个电阻，并在每一条相线与零线之间连接一瞬态二极管；变压器输入端的一个引脚连接电力线的零线，另一个引脚依次串联自恢复保险元件和熔丝保险管后与电力线相线中的任意一条连接，在变压器输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管；变压器输出端与稳压芯片连接。

进一步的，它还包括自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、倾角传感器和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端电路板上的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接；所述倾角传感器和温度传感器分别与所述微控制器连接。

进一步的，它还包括备用电池组和充放电控制板，所述备用电池组设置在充放电控制板上，所述充放电控制板的输入端与供电电路的输出端连接，充放电控制板输出端与所述稳压芯片的输入端引脚连接。

进一步的，所述按键模块还包括自检按键。

进一步的，所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯。

进一步的，所述扩展端口包括RS-485端口。

本发明的有益效果是：

1、它通过线路状态监测电路可以分别对每条电力线进行监测，准确的确定故障线路。

2、它的通信模块包括GSM/GPRS模块、受话器和扬声器，而且可以安装SIM卡，实现现场与控制中心的话务通信和数据通信。

3、它的供电系统采用供电电路和备用电池结合的方式，确保设备可靠稳定的运行。

4、它还设置有自身防护监测装置，在非正常打开设备外壳或移动设备时，自身防护监测装置均向控制中心发出警报，而且自身防护监测装置还包括温度传感器，能及时的反应设备工作时的温度状态。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明：

图1为本发明的原理图；

图2为本发明的线路状态监测电路图；

图3为本发明的供电电路图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一实施例包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和供电电路，微控制器采用51系列单片机IAP10L14，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯；所述按键模块还包括通话按钮S1和自检按键S2，在设备调试或现场测试时，使用自检按键S2模拟出不同的线路状态或工作状态，是设备调试、环境测试等的辅助手段；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器的I/O口连接；

所述通信模块包括GSM/GPRS模块、SIM卡、受话器和扬声器，所述SIM卡设置在GSM/GPRS模块的SIM卡槽中，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接，通信模块通过串口连接受控于微控制器，同时它可以提供来电呼叫中断给微控制器，实现设备与集中器或服务器之间的巡检、话务通信、数据通信等工作，当按下通话按钮S1后，可启动与控制中心联络的特定号码，实现与控制中心的通话。所述供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。

为了防止人为破坏该设备，以及对设备的运行状态进行监测，它设计有自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、倾角传感器和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端电路板上的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接，当盗窃者打开输变电线路报警监测终端的上盖时，磁控开关动作，向微控制器发出信号；所述倾角传感器和温度传感器分别与所述微控制器连接，当设备发生人为破坏或者拆卸时，倾角传感器检测到设备倾斜的信号后传送给微控制器，微控制器通过通信模块将信号上传；温度传感器可以对设备的工作温度进行时刻监测，一旦设备温度异常，便将信号通过通信设备传出。

为了保证设备的稳定运行，它还设计有备用电池组和充放电控制板，充放电控制板可直接采用市场上的电池充放电控制板，所述备用电池组连接在充放电控制板上，所述充放电控制板的输入端与供电电路的输出端连接，当备用电池组没电时，供电电路直接为其充电；充放电控制板的输出端与所述稳压芯片的输入端引脚连接，当主电源断电后，备用电池组为该设备供电。

如图2所示，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器U1~U4，三个整流二极管DW1~DW3，三个发光二极管DWL1~DWL3，四个运算放大器A1~A4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器U1的输入端阳极串接整流二极管DW1和电阻RW4后，与电力线的相线PWA连接，光电耦合器U2的输入端阳极串接整流二极管DW2和电阻RW5后，与电力线的相线PWB连接，光电耦合器U3的输入端阳极串接整流二极管DW3和电阻RW6后，与电力线的相线PWC连接；光电耦合器U1~U3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线PW0；所述光电耦合器U1的输入端阴极串接电阻RW7和发光二极管DWL1，发光二极管DWL1的阴极接在整流二极管DW1的阳极端，光电耦合器U2的输入端阴极串接电阻RW8和发光二极管DWL2，发光二极管DWL2的阴极接在整流二极管DW2的阳极端，光电耦合器U3的输入端阴极串接电阻RW9和发光二极管DWL3，发光二极管DWL3的阴极接在整流二极管DW3的阳极端；这样，就形成了三条相线PWA~PWC对零线PW0的回路，当三条相线有电时，光电耦合器的付边会有导通回路形成，而当有相线开路时，对应的光电耦合器的输入端断电，使其付边形成开路，由此检测相线的开路状态；而当零线PW0断开时，图上的0端开路，则使A、B、C三个回路的阴极呈开路状态，但是三条相线的电阻RW7~RW9与三个LED发光二极管DWL1~DWL3又构成了三条相线的星型连接，最终结果是0端开路，A、B、C端构成星型连接，使三个光电耦合器U1~U3互为回路，由此检测出零线PW0开路。

四个光电耦合器U1~U4的输出端与由所述四个运算放大器A1~A4组成的运放电路连接，通过运放电路把检测信息发送给微控制器，此处的运放电路属于典型电路，普通技术人员很容易理解，在这里就不再赘述。

如图3所示，所述供电电路包括变压器T1、稳压芯片U5以及若干二极管、若干电容和若干电阻，稳压芯片U5采用SPX5205芯片，电力线的三条相线输入端PWA、PWB和PWC分别串接一个电阻RW1、RW2和RW3，并在相线PWA与零线PW0之间连接一瞬态二极管DVW1，在相线PWB与零线PW0之间连接一瞬态二极管DVW2，在相线PWC与零线PW0之间连接一瞬态二极管DVW3；变压器T1输入端的一个引脚连接电力线的零线PW0，另一个引脚依次串联自恢复保险元件FS1和熔丝保险管FS2后与电力线相线中的任意一条连接（此处接相线PWA），其中FS2的作用是防止浪涌，当输变电线路报警监测终端的系统电路有过流时，首先会在FS1端产生效果，瞬时使其电阻值达到几百兆欧姆的量级，阻断电流使电路得以安全，而在浪涌产生时会使DVW4瞬态二极管在纳秒级的时间对零线PW0短路，瞬时烧毁FS2熔丝保险管。在变压器T1输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管DVW4；变压器T1输出端与稳压芯片U5连接。三相四线电力线由插头JBT1引入，三条相线由RW1~RW3做限流保护，并通过DVW1~DVW3这三个瞬态二极管对零线PW0做防雷击和浪涌的泄放保护，当有大电流冲击相线时，瞬态二极管会在纳秒级的时间对零线PW0短路，瞬时会烧毁限流电阻RW1、RW2或RW3，由此保护后级电路的安全。

Claims

1.一种输变电线路报警监测终端，其特征在于，它包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和主供电电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和主供电电路的输入端分别与电力线连接；所述主供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。

2.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述通信模块包括GSM/GPRS模块、SIM卡、受话器和扬声器，所述SIM卡设置在GSM/GPRS模块的SIM卡槽中，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接；所述按键模块包括通话按钮。

3.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器U1~U4，三个整流二极管，三个发光二极管，四个运算放大器A1~A4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器U1~U3的输入端阳极分别串接一个整流二极管和一个电阻后，分别与电力线的三条相线连接；光电耦合器U1~U3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线；所述光电耦合器U1~U3的输入端阴极分别串接一个电阻和一个发光二极管后连接在相应的电力线上；四个光电耦合器U1~U4的输出端与由所述四个运算放大器A1~A4组成的运放电路连接。

4.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述主供电电路包括变压器、稳压芯片以及若干二极管、若干电容和若干电阻，电力线的三条相线输入端分别串接一个电阻，并在每一条相线与零线之间连接一瞬态二极管；变压器输入端的一个引脚连接电力线的零线，另一个引脚依次串联自恢复保险元件和熔丝保险管后与电力线相线中的任意一条连接，在变压器输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管；变压器输出端与稳压芯片连接。

5.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，它还包括自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、倾角传感器和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端内的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接；所述倾角传感器和温度传感器分别与所述微控制器连接。

6.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，它还包括备用电池组和充放电控制板，所述备用电池组连接在充放电控制板上，所述充放电控制板的输入端与主供电电路的输出端连接，充放电控制板的输出端与所述稳压芯片的输入端引脚连接。

7.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述按键模块还包括自检按键。

8.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯。

9.根据权利要求1所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述扩展端口包括RS-485端口。