CN106972625A - 低压配变智能监测控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种低压配变智能监测控制装置，它是将台区变压器的剩余电流、中性线电流和变压器温度三项电参数经信号采集调理及16位单片机运算处理后获得的结果输至4路继电器控制电路模块，然后借助于各台区已配有的标准型配变监测计量终端上传至供电监控系统，16位单片机监测变压器一个总开关和三个分开关的分、合闸状态，并将其信息上传至配变监测计量装置，通过自组网系统远程调整低压智能监测终端和开关的设置参数达到控制开关分合闸的目的。本低压配变智能监测控制装置能实现对各变压器台区的用电状态进行实时监控，并最终能为解决低压线路泄漏电流问题提供可靠依据。
Description
技术领域
本发明涉及配变监测控制信息技术领域，尤其是涉及一种低压电网的低压配变智能监测控制装置。
背景技术
目前，除了终端漏电开关获得了广泛应用以外，绝大多数安装在非终端侧的漏电开关并未得到用户的认可。究其原因是不明原因的频繁跳闸后不能及时通知调度和有关人员或是漏电开关的自身性能质量欠佳而引起的误动作等导致用户供电端的安全可靠性与运行的连续性欠佳。导致安装在非终端的漏电开关的漏电保护功能经常被用户自行切除，形同虚设。
这种情况对供电部门提出了一个严峻的挑战，因为供电部门如果对供电线路中实际存在的对地泄漏电流不能加以监管的话，必将对人、动物及供电设备（例如变压器）带来极大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低压配变智能监测控制装置，该装置不但能将各台区变压器的现场漏电、中性线电流和变压器温度三项电参数的监测结果上传至供电监控系统，还能通过自组网系统远程调整低压智能监测终端的变压器总开关和一组分开关所设置的参数以达到控制上述各开关分、合闸的目的，从而实现对各变压器台区的用电状态进行实时监控，并最终能为解决低压线路泄漏电流问题提供可靠依据。
一种低压配变智能监测控制装置，该装置由剩余电流信号采集模块、中性线电流信号采集模块、温度信号采集电路模块、第1正半波信号调理电路模块、第1负半波信号调理电路模块、第2正半波信号调理电路模块、第2负半波信号调理电路模块、模拟信号调理电路模块、第1自检基准模块、第2自检基准模块、第3自检基准模块、16位单片机、模拟漏电信号发生器、液晶模块、4路继电器控制电路模块、4路220V输入信号采样电路模块和按键模块、第一总线、MCU、无线通讯模块、中继放大器和第二总线组成，变压器的剩余电流IΔ端口与剩余电流信号采集模块输入端连接，剩余电流信号采集模块输出端分别通过第1正半波信号调理电路模块和第1负半波信号调理电路模块与16位单片机输入端连接，变压器中性线电流Io端口与中性线电流信号采集模块输入端连接，中性线电流信号采集模块输出端分别通过第2正半波信号调理电路模块和第2负半波信号调理电路模块与16位单片机输入端连接，变压器温度T端口与温度信号采集电路模块输入端连接，温度信号采集电路模块输出端通过模拟信号调理电路模块与16位单片机输入端连接，模拟漏电信号发生器产生的模拟漏电信号经16位单片机处理后分别通过第1自检基准模块输至剩余电流信号采集模块输入端、通过第2自检基准模块输至中性线电流信号采集模块输入端、通过第3自检基准模块输至温度信号采集电路模块输入端，16位单片机输出端与4路继电器控制电路模块输入端连接，4路继电器控制电路模块的四路输出端分别与外设的变压器台区的配变监测计量终端模块的四路输入端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块的四路输入端分别与外设的变压器的总开关、第1分开关、第2分开关、第3分开关的负载端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块输出端与16位单片机输入端连接，按键模块输出端与16位单片机输入端连接，16位单片机输出端与液晶模块输入端连接，16位单片机输出端通过第一总线和自组网系统的MCU相连接，MCU通过第二总线分别和总开关、第1分开关、第2分开关、第3分开关相连接，MCU通过无线通讯模块和中继放大器相连接。
与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：
本低压配变智能监测控制装置是安装在供电部门管辖的各个变压器台区内，通过这些低压配变智能监测控制装置不但能将各台区变压器的现场漏电、中性线电流和变压器温度三项电参数的监测结果借助于各变压器台区已有的标准型的配变监测计量终端模块上传至供电监控系统，还能通过自组网系统远程调整低压智能监测终端的变压器总开关、第1分开关、第2分开关和第3开关设置的参数以达到控制上述各开关分、合闸的目的，从而实现对各变压器台区的用电状态进行实时监控，并最终能为解决低压线路泄漏电流问题提供可靠依据。
附图说明
图1是本发明一种低压配变智能监测控制装置电原理结构框图。
具体实施方式
通过下面实施例对本发明作进一步详细阐述。
参见图1所示，一种低压配变智能监测控制装置由剩余电流信号采集模块2、中性线电流信号采集模块4、温度信号采集电路模块5、第1正半波信号调理电路模块6、第1负半波信号调理电路模块7、第2正半波信号调理电路模块8、第2负半波信号调理电路模块9、模拟信号调理电路模块11、第1自检基准模块1、第2自检基准模块3、第3自检基准模块10、16位单片机12、模拟漏电信号发生器13、液晶模块14、4路继电器控制电路模块15、4路220V输入信号采样电路模块16、按键模块17、第一总线24、MCU25、无线通讯模块26、中继放大器27和第二总线28组成，变压器的剩余电流IΔ端口与剩余电流信号采集模块2输入端连接，剩余电流信号采集模块2输出端分别通过第1正半波信号调理电路模块6和第1负半波信号调理电路模块7与16位单片机12输入端连接，变压器中性线电流Io端口与中性线电流信号采集模块4输入端连接，中性线电流信号采集模块4输出端分别通过第2正半波信号调理电路模块8和第2负半波信号调理电路模块9与16位单片机12输入端连接，变压器温度T端口与温度信号采集电路模块5输入端连接，温度信号采集电路模块5输出端通过模拟信号调理电路模块11与16位单片机12输入端连接，模拟漏电信号发生器13产生的模拟漏电信号经16位单片机12处理后分别通过第1自检基准模块1输至剩余电流信号采集模块2输入端、通过第2自检基准模块3输至中性线电流信号采集模块4输入端、通过第3自检基准模块10输至温度信号采集电路模块5输入端，16位单片机12输出端与4路继电器控制电路模块15输入端连接，4路继电器控制电路模块15的四路输出端分别与外设的变压器台区的配变监测计量终端模块23的四路输入端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块16的四路输入端分别与外设的变压器18的总开关19、第1分开关20、第2分开关21、第3分开关22的负载端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块16输出端与16位单片机12输入端连接，按键模块17输出端与16位单片机12输入端连接，16位单片机12输出端与液晶模块14输入端连接，16位单片机12输出端通过第一总线24和自组网系统的MCU25相连接，MCU25通过第二总线28分别和总开关19、第1分开关20、第2分开关21、第3分开关22相连接，MCU25通过无线通讯模块26和中继放大器27相连接。
变压器18的剩余电流IΔ通过传感器采集到的信号，经由第1正半波信号调理电路模块6、第1负半波信号调理电路模块7将其正、负半波信号调整放大后输入至16位单片机12进行运算处理。
变压器18的中性线电流Io通过传感器采集到的信号经由第2正半波信号调理电路模块8、第2负半波信号调理电路模块9将其正、负半波信号调整放大后输入至16位单片机12进行运算处理。
变压器18的温度T通过传感器采集到的信号经由模拟信号调理电路模块11将其模拟信号调整放大后输入至16位单片机12进行运算处理。
为了确保变压器18的剩余电流IΔ、中性线电流Io和变压器温度T这三路传感信号的监测的可靠性，本装置设有自检基准模块，可在装置运行中，实时监测上述三路信号采集模块是否处在正常运行状态。具体工作过程如下：由模拟漏电信号发生器13产生的正弦信号周期性地经由16位单片机12转换为三路自检基准信号，并且再经由第1、第2、第3自检基准模块1、3、10分别传送至剩余电流信号采集模块2、中性线电流信号采集模块4和温度信号采集电路模块5，如果16位单片机12能分别接获该三路自检基准信号，则说明上述三路信号采集模块是处于正常的运行状态。否则16位单片机12将发出声光报警信号，提醒用户及时处理。
16位单片机12监测变压器18台区的一个总开关19及第1分开关20、第2分开关21、第3分开关22的分、合闸状态，以便将该四路开关的信息上传至配变监测计量终端模块23。
16位单片机12将剩余电流IΔ、中性线电流Io和变压器温度T的测量结果及一路总开关19、三路分开关的分、合闸状态信息传送至液晶模块14显示。
按键模块17用于监测本装置的运行控制与人机界面的输入。
本装置内的4路继电器控制电路模块15与变压器台区内的配变监测计量终端模块23的4路遥信信号的输入端口相连接，如果4路继电器控制电路模块15的4个继电器都闭合，则编码为“0000”，代表复位信号，以此类推，见低压电网智能监测终端4路继电器控制电路输出信号编码的定义表。
本装置内的4路220V输入信号采样电路模块16与台区变压器18的总开关19、第1分开关20、第2分开关21、第3分开关22的负载端获取220V信号输至终端内的4路220V输入信号采样电路模块16，并由16位单片机12来判断该4路开关的状态量进而控制4路继电器控制电路的继电器的吸合。
变压器18的剩余电流IΔ、中性线电流Io和变压器温度T三路模拟量通过各自的信号调理电路后输至16位单片机12并经16位单片机12进行判断处理进而控制4路继电器控制电路模块15的继电器吸合来表征三个模拟量的状态，详见低压电网智能监测终端4路继电器控制电路输出信号编码的定义表。
本自组网系统中的第二总线（28）通过总开关（19）、第1分开关（20）、第2分开关（21）、第3分开关（22）的485端口把数据传输给MCU(25)，由MCU(25)通过无线通讯模块（26）进行通信方式的判断处理并进行分类发送。
本自组网系统中的MCU(25)通过第一总线（24）把低压智能监测终端的参数传输过来，在通过无线通讯模块（26）进行通信方式的判断处理并进行分类发送。
本自组网系统中的无线通讯模块(26)采用双模通信方式,当远程的通信网络可以覆盖本台区时，可以采用远程通信方式和供电局后台联系或通过相关责任人的手机进行数据通信方式联系；当远程的通信网络不能覆盖本台区时，则采用无线通讯模块(26)经中继放大器（27）把信号放大通过无线智能限载断路器的无线射频通道和供电局联系或通过无线手持编程器进行数据通信方式联系。
自组网系统通过构建“双模”通信网络以确保对这些台区的低压智能监测终端、变压器和台区的开关做到即时监控，并可以进行参数修改，有利于电网的安全、稳定地运行，从而，能构建一个满足电力生产管理服务需求的配电专用智能化台区管理系统，即智能供电系统，进而实现电力系统智能化。
低压电网智能监测终端4路继电器控制电路输出信号编码定义表
Claims (1)
1.一种低压配变智能监测控制装置，其特征在于：该低压配变智能监测控制装置由剩余电流信号采集模块（2）、中性线电流信号采集模块（4）、温度信号采集电路模块（5）、第1正半波信号调理电路模块（6）、第1负半波信号调理电路模块（7）、第2正半波信号调理电路模块（8）、第2负半波信号调理电路模块（9）、模拟信号调理电路模块（11）、第1自检基准模块（1）、第2自检基准模块（3）、第3自检基准模块（10）、16位单片机（12）、模拟漏电信号发生器（13）、液晶模块（14）、4路继电器控制电路模块（15）、4路220V输入信号采样电路模块（16）、按键模块（17）、第一总线(24) 、MCU(25) 、无线通讯模块(26) 、中继放大器（27）和第二总线（28）组成，变压器的剩余电流IΔ端口与剩余电流信号采集模块（2）输入端连接，剩余电流信号采集模块（2）输出端分别通过第1正半波信号调理电路模块（6）和第1负半波信号调理电路模块（7）与16位单片机（12）输入端连接，变压器中性线电流Io端口与中性线电流信号采集模块（4）输入端连接，中性线电流信号采集模块（4）输出端分别通过第2正半波信号调理电路模块（8）和第2负半波信号调理电路模块（9）与16位单片机（12）输入端连接，变压器温度T端口与温度信号采集电路模块（5）输入端连接，温度信号采集电路模块（5）输出端通过模拟信号调理电路模块（11）与16位单片机（12）输入端连接，模拟漏电信号发生器（13）产生的模拟漏电信号经16位单片机（12）处理后分别通过第1自检基准模块（1）输至剩余电流信号采集模块（2）输入端、通过第2自检基准模块（3）输至中性线电流信号采集模块（4）输入端、通过第3自检基准模块（10）输至温度信号采集电路模块（5）输入端，16位单片机（12）输出端与4路继电器控制电路模块（15）输入端连接，4路继电器控制电路模块（15）的四路输出端分别与外设的变压器台区的配变监测计量终端模块（23）的四路输入端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块（16）的四路输入端分别与外设的变压器（18）的总开关（19）、第1分开关（20）、第2分开关（21）、第3分开关（22）的负载端对应连接，4路220V输入信号采样电路模块（16）输出端与16位单片机（12）输入端连接，按键模块（17）输出端与16位单片机（12）输入端连接，16位单片机（12）输出端与液晶模块（14）输入端连接，16位单片机（12）输出端通过第一总线（24）和自组网系统的MCU（25）相连接，MCU（25）通过第二总线（28）分别和总开关（19）、第1分开关（20）、第2分开关（21）、第3分开关（22）相连接，MCU（25）通过无线通讯模块（26）和中继放大器（27）相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Xian Xing Quan Inventor after: Song Tongchuan Inventor after: Wang Lanjun Inventor after: Tan Kaijun Inventor after: Guan Fei Inventor after: Wang Fei Inventor after: Lin Liang Inventor after: Di long Inventor after: Liang Zhiyong Inventor after: Sun Tong Inventor before: Xian Xing Quan Inventor before: Wang Lanjun Inventor before: Tan Kaijun |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 1101 and 1102, Building 5, Nanhai Wanyang Innovation City Phase II, No. 82 Xiaotang Industrial Avenue, Shishan Town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province, China 528200 Patentee after: GUANGDONG FODIAN ELECTRIC APPLIANCE Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 528000 2nd floor, building 8, No. 16, Qinggong 3rd road, Chancheng District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: GUANGDONG FODIAN ELECTRIC APPLIANCE Co.,Ltd. Country or region before: China |