CN1450709A

CN1450709A - 无线遥控电能数据采集及监控系统

Info

Publication number: CN1450709A
Application number: CN03112392A
Authority: CN
Inventors: 巴银华; 杨涛; 周志晓; 陈小国
Original assignee: 巴银华
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2003-10-22

Abstract

本发明是一种无线遥控电能数据采集及监控系统，是为高、低压供配电网络线路提供远距离指示的电路装置或系统。该系统包括主站部分和子站部分。主站部分由数据服务器、WEB服务器、交换机/集线器、NT工作站、天线、通信部分、摩沙卡、NT采集部分、报警音箱和打印机组成。子站部分由终端采集部分、报警音箱和天线组成。主站天线连接主站通信部分，通信部分连接摩沙卡，摩沙卡连接NT采集部分，NT采集部分连接数据服务器和WEB服务器，服务器通过交换机/集线器与NT工作站连接。子站天线、报警音箱都与终端采集部分连接。该系统能及时准确地采集各供电线路的用电量，并对线路实时监控和综合分析，还能无线遥控分闸、合闸，工效高、误差小、方便安全。

Description

无线遥控电能数据采集及监控系统

(一)技术领域

本发明涉及到对高、低压供配电网络线路提供远距离指示的电路装置或系统，具体而言是一种无线遥控电能数据采集及监控系统。

(二)背景技术

电能量数据采集及电网运行状态实时监控，是供配电管理的主要工作和重要技术内容。目前已有多种电能计量仪表及相应的电能量数据采集装置，并且也有了一些电网监控报警装置。但是，它们只具有“数据采集”或“监控报警”单一功能，不能同时完成对各支线路电能量的数据采集、实时监控、开关操作、各类故障报警及综合分析。还因大部分高、低压电能计量终端装置都安装在杆顶上，需要人工爬杆抄表。为了防止盗电，只能采用人工巡逻方式，不但人为误差大，工效低，而且不方便，有危险。经检索专利文献，发现三篇弱相贯对比文献：电能表数据远程监测系统(申请号02102131.7)、无线电力自动化管理系统双向终端装置(申请号94240985.X)和电力网络终端的信号采集装置(申请号01274653.3)。它们虽然各有所长，但与本发明的技术特征有显著的不同，功能也有差别。

(三)发明内容

本发时的目的就在于提供一种与众不同的无线遥控电能数据采集及监控系统。该系统能同时完成对各支线路的电能量采集、实时监控、开关操作、各类故障报警及综合分析，进一步提高供配电管理技术水平。

上述目的是由下述技术方案实现的：

本发明包括主站部分和子站部分。主站部分由数据服务器、WEB服务器、交换机/集线器、NT工作站(可多个)、主站天线、主站通信部分、多输出端口卡(摩沙卡)、NT采集部分、报警音箱和打印机组成。子站部分由终端采集部分、报警音箱、子站天线组成。子站中的终端采集部分由电流电压互感器、整流滤波稳压电路、中间继电器、控制继电器、模数转换器、中央处理器、锁存器、数据存储器、485转换芯片、语音芯片、调制解调器、与非门、数传电台、全电子式电能表、备用电源等组成。其连关系是，主站部分的主站天线连接主站通信部分，主站通信部分连接摩沙卡，摩沙卡连接NT采集部分，NT采集部分连接数据服务器和WEB服务器，数据服务器和WEB服务器通过交换机/集线器与NT工作站连接，报警音箱、打印机与NT采集部分连接。子站部分的子站天线和报警音箱都与终端采集部分连接。终端采集部分的电流电压互感器通过整流滤波稳压电路与模数转换器连接，模数转换器连接中央处理器CPU1、锁存器、数据存储器。中央处理器CPU1连接中央处理器CPU2、485转换芯片、与非门、调制解调器、控制继电器、语音芯片和电源芯片。CPU2连接与非门。与非门连接调制解调器、485转换芯片。485转换芯片连接电能表。中间继电器连接到三相电源上。

本系统用于低压供电线路时，其子站的终端采集部分不用电压互感器，只用电流互感器。

本系统主站通信部分采用GPRS、CDMA、GSM其中任一种无线通信网络作为通信信道，子站终端采集部分采用数传电台，进行无线遥控和无线数据传输。

本发明的主要功能是：及时准确地采集各供配电线路的用电量，并对各供配电线路进行实时监控；能对高、低压开关进行遥控分闸、合闸；能将得到的数据及时发布到WEB服务器上，供整个局域网或广域网浏览；还能实现限额用电和限时用电，即在用电前将电量定额输入到数据存储器中，当用电量接近设定数额时，即发出语音报警，可防止大量电能无计量而流失；能对高、低压分支线路进行综合分析，若出现某些情况，子站和主站都会有相应的语音报警；主站不加中继台可在20公里以内，利用掌上电脑可在5公里以内无线遥控抄表和无线遥控分、合闸，提高了工效，减少了人为误差，既方便又安全。该系统为供电管理自动化提供了先进的技术手段。

(四)附图说明

附图1是本发明的主要组成部分及主站、子站工作原理框图。

附图2是子站的组成部分及工作原理框图。

附图3是子站的终端采集部分电路原理图(以低压为例)。

(五)、具体实施方式

结合附图说明一个实施例：

如图1所示，本发明包括主站部分和子站部分。主站和子站的组成部分及其互相连接关系也如图1所示。其中主站部分的主站天线连接主站通信部分，主站通信部分连接摩沙卡(MOXA)，摩沙卡连接NT采集部分，NT采集部分连接数据服务器和WEB服务器，数据服务器与WEB服务器通过交换机/集线器与多个NT工作站连接。报警音箱、打印机与NT采集部分连接。子站部分的子站天线和报警音箱都与终端采集部分连接。

如图2、3所示，子站的终端采集部分的电流电压互感器通过整流滤波稳压电路与A/D模数转换器连接，A/D模数转换器连接中央处理器CPU1、锁存器、数据存储器。中央处理器CPU1连接中央处理器CUP2、485转换芯片、与非门、调制解调器TDK、控制继电器J1、语音芯片和电源芯片。CPU2连接与非门。与非门连接调制解调器TDK、485转换芯片。485芯片连接电能表。中间继电器JZ连接到三相电源。

该系统各种功能的工作原理分别阐述如下：

电能数据采集：由图3所示，电表中的用电能量数据通过485转换芯片和CPU1读写到数据存储器中，当子站电台接收机RXA收到抄表信号时，经调制解调器TDK解调成数字信号，再经与非门传送到CPU2。CPU2确认为是自己的表号或标识号，输出高电平向CPU1的INTO引脚申请中断，CPU1控制与非门导通，并将数据存储器中的电能数据经调制解调器TDK调制后，由子站电台发射机TXA发射出去。图1中的电台(主站通信部分)收到此信号后再经摩沙卡传送给NT采集部分，经过控制程序处理，再将电能数据存储在数据服务器内，完成对一个子站的抄表。上述过程不停循环，完成对供电网络各支线子站的无线遥控电能数据采集。

分、合闸开关操作：由图1所示，主站发出分、合闸操作指令信号到达NT采集部分，再经过摩沙卡到达主站通信部分，此指令信号由主站天线发射出去。如图3所示，子站天线收到此指令信号经子站电台接收机RXA传送给调制解调器TDK，再经与非门到中央处理器。若判断为本子站的供电指令信号，则将CPU1中的P0.7置于低电平，使开关管G导通，继电器J吸合并控制中间继电器JZ吸合，控制主开关J1闭合供电，并将此“合闸”状态读入CPU1，同时将“成功合闸”信息返回给主站，形成记录存入数据服务器相应的数据库中。若子站终端判断为本子站的断电指令信号，则将CPU1中的P0.7置于高电平，使开关管G截止，继电器J断开，中间继电器JZ断开，主开关J1断开停电，并将此“分闸”状态读入CPU1，同时将“成功分闸”信息返回给主站，形成记录存入数据服务器相应的数据库中。

实时监控：如图1所示，由主站发出实时监控信号到达NT采集部分，再经过摩沙卡到达主站通信部分，此信号由主站天线发射出去。如图2、3所示，当子站的终端采集部分接收到此信号，并判断为本子站的实时监控信号后，由CPU1控制A/D转换器，将当时的电流电压数据进行模数转换，并读入CPU1中，然后经调制解调器TDK调制后由发射机YXA发回主站。

当供电线路一次侧(子站入口处)失压造成停电时，如图3所示，由子站终端采集部分中备用电源H供电，将一次侧失压信息读入CPU1，并通过TDK和子站电台发射机TXA将此信息返回主站，由CPU1控制其语音芯片进行语音报警(包括一次侧停电及解决方法)，每隔一段时间语音报警一次，直到一次侧恢复供电。主站在收到子站此信息后，进行判断并通过报警音箱给出相应报警(包括：注意，XXX号线路高压侧停电)，每收到子站一次侧停电信息即报一次警(也可控制其报警次数)，并形成记录存入数据服务器数据库中。

当线路二次侧(子站出口处)断电时，如图3所示，子站工作电源由220V市电提供，将二次侧失压停电信息读入CPU1，并将停电信息返回给主站，由CPU1控制语音芯片进行语音报警(包括二次侧停电及解决方法)，每隔一段时间语音报警一次，直到二次侧恢复供电。主站在收到子站此信息后，进行判断并通过报警音箱给出相应报警(包括：XXX号线路低压侧停电)，每收到子站二次侧停电信息即报一次警(也可控制其报警次数)，并形成记录存入数据服务器数据库中。

当主站、子站各自在正常化工作状态，而两者不能由各自的通信部分来互换信息时，主站也会给出相应的报警提示，并形成记录存入数据服务器数据库中。

在完成以上各种操作时，附图1中WEB服务器会将数据服务器数据库中的数据进行处理并发布，通过交换机/集线器和NT工作站，即可通过浏览器来浏览此系统所有的数。对各供电支路电能数据采集、开关遥控操作也可用掌上电脑来完成。

该系统既可用于低压又可用于高压供电线路。附图3是用于低压时子站的终端采集部分电原理图。若用于高压供电线路时，在变压器B₁、B₂、B₃前再增电压互感器即可，其它相同。

电源芯片接到CPU1的RST引脚上，其作用是控制CPU1复位。与语音芯片连接的三极管G₂、G₃、G₄、G₅及电阻、电容、扬声器等，构成语音报警电路，实现子站语音报警。

Claims

1.一种无线遥控电能数据采集及监控系统，包括主站部分和子站部分，其特征是主站部分由数据服务器、WEB服务器、交换机/集线器、NT工作站(可多个)、主站天线、主站通信部分、多输出端口卡(摩沙卡)、NT采集部分、报警音箱和打印机组成，子站部分由终端采集部分、报警音箱和子站天线组成，子站中的终端采集部分由电流电压互感器、整流滤波稳压电路、中间继电器、控制继电器、模数转换器、中央处理器、锁存器、数据存储器、485转换芯片、语音芯片、调制解调器、与非门、数传电台、全电子式电能表、备用电源组成，其连接关系是，主站部分的主站天线连接主站通信部分，主站通信部分连接摩沙卡，摩沙卡连接NT采集部分，NT采集部分连接数据服务器和WEB服务器，数据服务器和WEB服务器通过交换机/集线器与NT工作站连接，报警音箱、打印机与NT采集部分连接，子站部分的子站天线和报警音箱都与终端采集部分连接，终端采集部分的电流电压互感器通过整流滤波稳压电路与模数转换器连接，模数转换器连接中央处理器CPU1、锁存器、数据存储器，中央处理器CPU1连接中央处理器CPU2、485转换芯片、与非门、调制解调器、控制继电器、语音芯片和电源芯片，CPU2连接与非门，与非门连接调制解调器、485转换芯片，485转换芯片连接电能表，中间继电器连接到三相电源上。

2.根椐权利要求1所述的无线遥控电能数据采集及监控系统，其特征是用于低压供电路时，子站的终端采集分不用电压互感器，只用电流互感器。

3.根据权利要求1所述的无线遥控电能数据采集及监控系统，其特征是主站通信部分采用GPRS、CDMA、GSM其中任一种无线通信网络作为通信信道，终端采集部分采用数传电台。