CN112710891B - 一种分支开关停复电监测传感器、系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种分支开关停复电监测传感器、系统及方法，传感器通过信号监测单元监测电压转换单元在分支开关处获取的电压信号，从而判断分支开关是否出现状态变化，当出现状态变化时，则生成报警信号，再将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至监测终端，从而实现自动上报分支开关停复电事件，同时，还可以通过存储芯片存储报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。同时，本申请实施例的监测传感器结构简单，成本低，安装灵活，不需要额外增加通讯网络，能够及时反馈配电变压器下分支开关回路的停复电情况，为抢修单位在第一时间即可掌握分支开关的跳闸和停电信息。
Description
技术领域
本申请涉及传感器技术领域，尤其涉及一种分支开关停复电监测传感器、系统及方法。
背景技术
随着计量自动化系统的不断发展和推广，计量自动化系统开始用于变压器领域，并通过及时发现变压器跳闸停电情况，可以提高故障抢修及时率。
但是，当变压器所属的某条供电回路发生跳闸时，由于抢修单位缺乏监测设备，不能第一时间掌握分支回路停电信息，会导致停电恢复时间滞后，影响客户满意度。
而目前的监测设备多为断电传感器，而普通的断电传感器仅能反应线路开断状态，无法存储停复电时间和事件，也无法自动上报停复电事件。同时，还需要额外通过有线线路连接监控设备做状态监控，安装布线繁杂，停复电监控功能依赖于额外安装的监控设备，且额外加装监控设备需增加投资成本，也无法直接应用在现有的计量自动化系统中。
因此，目前亟需研发一种简易且能够实现每条分支回路停电监测的传感器。
发明内容
本申请提供了一种分支开关停复电监测传感器、系统及方法，用于解决现有的停复电监测传感器结构复杂、无法存储停复电时间和事件且无法自动上报停复电事件的技术问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种分支开关停复电监测传感器，包括电压转换单元和信号监测单元；
所述电压转换单元用于获取分支开关的电压信号，还用于将所述电压信号传输至所述信号监测单元；
所述信号监测单元包括检测芯片和存储芯片；
所述检测芯片用于根据所述电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成报警信号；还用于将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端；
所述存储芯片用于存储所述报警信号以及与其对应的所述预先获取的报警时间和所述电压信号。
优选地，所述信号监测单元还包括实时时钟芯片，用于接收所述检测芯片传输的所述报警信号后读取所述报警信号对应的报警时间，还用于将所述报警时间发送至所述检测芯片。
优选地，所述电压转换单元包括AC转DC模块与光电隔离电路；
所述AC转DC模块的输入端与所述分支开关的输出端电连接，所述AC转DC模块的输出端与所述光电隔离电路的输入端电连接，所述光电隔离电路的输出端与所述检测芯片的输入端电连接。
优选地，还包括电源管理模块，所述电源管理模块包括充放电保护电路、DC/DC电源模块与超级电容；
所述AC转DC模块的输出端与所述充放电保护电路的输入端电连接，所述充放电保护电路的第一输出端与所述DC/DC电源模块电连接，所述充放电保护电路的第二输出端与所述超级电容电连接，所述超级电容的输出端通过所述充放电保护电路与所述DC/DC电源模块电连接，所述DC/DC电源模块的输出端与所述信号监测单元电连接；所述超级电容用于当所述信号监测单元检测到所述电压信号为0时，则其为所述信号监测单元提供工作电源。
优选地，所述信号监测单元还包括LORA通讯模块，用于将所述检测芯片与所述预设的监测终端之间实现无线通讯连接。
优选地，所述检测芯片采用STC89C522RC芯片。
第二方面，本申请还提供了一种分支开关停复电监测系统，包括传感器模块和监测终端；
所述传感器模块为多个，多个所述传感器均采用权利要求1中的所述分支开关停复电监测传感器；
所述传感器模块连接于预置ID的分支开关的输出端，所述预置ID为唯一的，所述传感器模块存储有与所述预置ID对应的ID信息；
所述传感器模块与所述监测终端无线通讯连接，用于当监测到所述预置ID的分支开关发生状态变化时，向所述监测终端发送报警信息以及与所述预置ID的分支开关对应的所述ID信息；
所述报警信息包括所述传感器模块生成的报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
第三方面，本申请还提供了一种分支开关停复电监测方法，基于上述的分支开关停复电监测传感器，包括以下步骤：
通过电压转换单元获取分支开关的电压信号，再将所述电压信号传输至检测芯片；
通过所述检测芯片根据所述电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成所述报警信号后，将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端；
通过存储芯片存储所述报警信号以及与其对应的所述报警时间和所述电压信号。
优选地，所述分支开关停复电监测传感器包括实时时钟芯片，所述将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端之前包括：
通过所述实时时钟芯片接收所述检测芯片传输的所述报警信号后读取所述报警信号对应的报警时间，再将所述报警时间发送至所述检测芯片。
优选地，所述电压转换单元包括AC转DC模块与光电隔离电路，所述通过电压转换单元获取分支开关的电压信号，再将所述电压信号传输至检测芯片的步骤具体包括：
通过所述AC转DC模块采集所述分支开关的交流电压信号后，将所述交流电压信号转换为直流电压信号；
通过所述光电隔离电路接收所述直流电压信号后，将所述直流电压信号传输至所述检测芯片中。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
本申请实施例提供的一种分支开关停复电监测传感器，通过信号监测单元监测电压转换单元在分支开关处获取的电压信号，从而判断分支开关是否出现状态变化，当出现状态变化时，则生成报警信号，再将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至监测终端，从而实现自动上报分支开关停复电事件，同时，还可以通过存储芯片存储报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。同时，本申请实施例的监测传感器结构简单，成本低，安装灵活，不需要额外增加通讯网络，能够及时反馈配电变压器下分支开关回路的停复电情况，为抢修单位在第一时间即可掌握分支开关的跳闸和停电信息。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种分支开关停复电监测传感器的结构示意图；
图2为本申请另一实施例提供的一种分支开关停复电监测传感器的结构示意图；
图3为本申请另一实施例提供的一种分支开关停复电监测传感器中电源管理模块的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种分支开关停复电监测系统的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种分支开关停复电监测方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本申请提供的一种分支开关停复电监测传感器，包括电压转换单元200和信号监测单元300；
电压转换单元200用于获取分支开关100的电压信号，还用于将电压信号传输至信号监测单元300；
信号监测单元300包括检测芯片301和存储芯片302；
检测芯片301用于根据电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成报警信号；还用于将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至预设的监测终端400；
存储芯片302用于存储报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
在本实施例中，通过信号监测单元300监测电压转换单元200在分支开关100处获取的电压信号，从而判断分支开关100是否出现状态变化，当出现状态变化时，则生成报警信号，再将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至监测终端，从而实现自动上报分支开关100停复电事件，同时，还可以通过存储芯片302存储报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
此外，本实施例提供的监测传感器结构简单，成本低，安装灵活，不需要额外增加通讯网络，能够及时反馈配电变压器下分支开关回路的停复电情况，为抢修单位在第一时间即可掌握分支开关100的跳闸和停电信息。
以上为本发明提供的一种分支开关停复电监测传感器的一个实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种分支开关停复电监测传感器的另一个实施例的详细描述。
为了便于理解，请参阅图2，本申请提供的一种分支开关停复电监测传感器，包括电压转换单元200和信号监测单元300；
电压转换单元200用于获取分支开关100的电压信号，还用于将电压信号传输至信号监测单元300；
在本实施例中，电压转换单元200包括AC转DC模块201与光电隔离电路202；AC转DC模块201的输入端与分支开关100的输出端电连接，AC转DC模块201的输出端与光电隔离电路202的输入端电连接，光电隔离电路202的输出端与检测芯片301的输入端电连接。
可以理解的是，由于分支开关100为380V交流电压，AC转DC模块201采集交流电压信号后，将交流电压信号转换为直流电压信号，再将直流电压信号通过光电隔离电路202传输给信号监测单元300。
信号监测单元300包括检测芯片301、实时时钟芯片303、存储芯片302和LORA通讯模块304；
检测芯片301用于根据电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成报警信号；还用于将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至预设的监测终端400；
需要说明的是，本实施例中的检测芯片301采用STC89C522RC芯片。
实时时钟芯片303用于接收检测芯片301传输的报警信号后读取报警信号对应的报警时间，还用于将报警时间发送至检测芯片301；
需要说明的是，本实施例中的实时时钟芯片303采用DS3231芯片。
存储芯片302用于存储报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
需要说明的是，本实施例中的存储芯片302采用EEPROM芯片，具体地，采用AT24LC64芯片。
LORA通讯模块304用于将检测芯片301与预设的监测终端400之间实现无线通讯连接。
需要说明的是，本实施例中的监测终端为路由器和/或配变终端。
在本实施例中，检测芯片301接收到直流电压信号后进行状态变化判断，在一般示例中，分支开关100的开关状态分为停电和复电状态。
具体地，当分支开关100跳闸时，所属线路停电，AC转DC模块201无电压输出，则光电隔离电路202传输给检测芯片301的电压为低电平电压信号，检测芯片301判断外部断电，则生成断电报警信号，再从实时时钟芯片303中读取断电报警信号相应的断电时间，从而通过LORA通讯模块304可以将断电报警信号、断电时间和电压信号上报给监测终端，供抢修人员能够第一时间监测到断电故障信息。
同时，当分支开关100合闸后，所属线路带电，电压信号通过AC转DC模块201电压转换后，再经过光电隔离电路202后传输给检测芯片301，检测芯片301测得电压信号为高电平电压信号时，则判断为线路复电，生成复电报警信号，再从实时时钟芯片303中读取复电报警信号相应的复电时间，从而通过LORA通讯模块304可以将复电报警信号、复电时间和电压信号上报给监测终端，供抢修人员能够第一时间监测到复电故障信息。
进一步地，请参阅图3，停复电监测传感器还包括电源管理模块500，电源管理模块500包括充放电保护电路502、DC/DC电源模块503与超级电容501；
AC转DC模块201的输出端与充放电保护电路502的输入端电连接，充放电保护电路502的第一输出端与DC/DC电源模块503电连接，充放电保护电路502的第二输出端与超级电容501电连接，超级电容501的输出端通过充放电保护电路502与DC/DC电源模块503电连接，DC/DC电源模块503的输出端与信号监测单元300电连接；超级电容用于当信号监测单元检测到电压信号为0时，则其为信号监测单元提供工作电源。
需要说明的是，当分支开关100跳闸时，所属线路停电，AC转DC模块201无电压输出，信号监测单元检测到电压信号为0，分支开关100停复电监测传感器可以靠超级电容501供电；当分支开关100合闸后，所属线路带电，AC转DC模块201输出电压经DC/DC电源模块503隔离转换后，DC/DC电源模块503给分支开关停复电监测传感器供电，同时，经充放电保护电路502给超级电容501充电，超级电容501用作备用电源，从而提高传感器供电的可靠性。
以上为本发明提供的一种分支开关停复电监测传感器的另一个实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种分支开关停复电监测系统的一个实施例的详细描述。
为了方便理解，请参考图4，本申请提供的一种分支开关停复电监测系统，包括传感器模块和监测终端700；
传感器模块为多个，多个传感器601、602、603均采用上述实施例中的分支开关停复电监测传感器；
传感器模块601、602、603连接于预置ID的分支开关801、802、803的输出端，预置ID为唯一的，传感器模块601、602、603存储有与预置ID对应的ID信息；
传感器模块601、602、603与监测终端700无线通讯连接，用于当监测到预置ID的分支开关801、802、803发生状态变化时，向监测终端700发送报警信息以及与预置ID的分支开关801、802、803对应的ID信息；
报警信息包括传感器模块601、602、603生成的报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
在本实施例中，多个预置ID的分支开关801、802、803设置不同的预置ID，同时，多个传感器模块601、602、603存储分别有与预置ID的ID信息，当传感器模块监测到对应的分支开关出现状态变化时，可以将ID信息和报警信息同时发送给监测终端700，而预置ID是可以预先记录的，从而让抢修人员第一时间知道是哪条分支开关回路出现状态变化，提高抢修效率。
以上为本发明提供的一种分支开关停复电监测系统的一个实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种分支开关停复电监测方法的一个实施例的详细描述。
为了方便理解，请参考图5，本申请提供的一种分支开关停复电监测方法，基于上述实施例中的分支开关停复电监测传感器，包括以下步骤：
S100：通过电压转换单元获取分支开关的电压信号，再将电压信号传输至检测芯片；
S200：通过检测芯片根据电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成报警信号后，将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至预设的监测终端；
S300：通过存储芯片存储报警信号以及与其对应的报警时间和电压信号。
进一步地，分支开关停复电监测传感器包括实时时钟芯片，则在步骤S200中将报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号传输至预设的监测终端之前包括：
通过实时时钟芯片接收检测芯片传输的报警信号后读取报警信号对应的报警时间，再将报警时间发送至检测芯片。
进一步地，电压转换单元包括AC转DC模块与光电隔离电路，则步骤S100具体包括：
S101：通过AC转DC模块采集分支开关的交流电压信号后，将交流电压信号转换为直流电压信号；
S102：通过光电隔离电路接收直流电压信号后，将直流电压信号传输至检测芯片中。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (5)
1.一种分支开关停复电监测传感器，其特征在于，包括电压转换单元和信号监测单元；
所述电压转换单元用于获取分支开关的电压信号，还用于将所述电压信号传输至所述信号监测单元；
所述信号监测单元包括检测芯片和存储芯片；
所述检测芯片用于根据所述电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成报警信号；还用于将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端；
所述存储芯片用于存储所述报警信号以及与其对应的所述预先获取的报警时间和所述电压信号；
所述电压转换单元包括AC转DC模块与光电隔离电路；
所述AC转DC模块的输入端与所述分支开关的输出端电连接，所述AC转DC模块的输出端与所述光电隔离电路的输入端电连接，所述光电隔离电路的输出端与所述检测芯片的输入端电连接；
所述信号监测单元还包括实时时钟芯片，用于接收所述检测芯片传输的所述报警信号后读取所述报警信号对应的报警时间，还用于将所述报警时间发送至所述检测芯片；
分支开关停复电监测传感器还包括电源管理模块，所述电源管理模块包括充放电保护电路、DC/DC电源模块与超级电容；
所述AC转DC模块的输出端与所述充放电保护电路的输入端电连接，所述充放电保护电路的第一输出端与所述DC/DC电源模块电连接，所述充放电保护电路的第二输出端与所述超级电容电连接，所述超级电容的输出端通过所述充放电保护电路与所述DC/DC电源模块电连接，所述DC/DC电源模块的输出端与所述信号监测单元电连接；所述超级电容用于当所述信号监测单元检测到所述电压信号为0时，则其为所述信号监测单元提供工作电源。
2.根据权利要求1所述的分支开关停复电监测传感器，其特征在于，所述信号监测单元还包括LORA通讯模块，用于将所述检测芯片与所述预设的监测终端之间实现无线通讯连接。
3.根据权利要求1所述的分支开关停复电监测传感器，其特征在于，所述检测芯片采用STC89C522RC芯片。
4.一种分支开关停复电监测系统，其特征在于，包括传感器模块和监测终端；
所述传感器模块为多个，多个所述传感器均采用权利要求1中的所述分支开关停复电监测传感器；
所述传感器模块连接于预置ID的分支开关的输出端，所述预置ID为唯一的，所述传感器模块存储有与所述预置ID对应的ID信息；
所述传感器模块与所述监测终端无线通讯连接，用于当监测到所述预置ID的分支开关发生状态变化时，向所述监测终端发送报警信息以及与所述预置ID的分支开关对应的所述ID信息；
所述报警信息包括所述传感器模块生成的报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和电压信号。
5.一种分支开关停复电监测方法，基于权利要求1所述的分支开关停复电监测传感器，其特征在于，包括以下步骤：
通过电压转换单元获取分支开关的电压信号，再将所述电压信号传输至检测芯片；
通过所述检测芯片根据所述电压信号判断是否发生状态变化，当上述判断为是时，则生成所述报警信号后，将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端；
通过存储芯片存储所述报警信号以及与其对应的所述报警时间和所述电压信号；
所述电压转换单元包括AC转DC模块与光电隔离电路，所述通过电压转换单元获取分支开关的电压信号，再将所述电压信号传输至检测芯片的步骤具体包括：
通过所述AC转DC模块采集所述分支开关的交流电压信号后，将所述交流电压信号转换为直流电压信号；
通过所述光电隔离电路接收所述直流电压信号后，将所述直流电压信号传输至所述检测芯片中；
所述分支开关停复电监测传感器包括实时时钟芯片，所述将所述报警信号以及与其对应的预先获取的报警时间和所述电压信号传输至预设的监测终端之前包括：
通过所述实时时钟芯片接收所述检测芯片传输的所述报警信号后读取所述报警信号对应的报警时间，再将所述报警时间发送至所述检测芯片。
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