CN200983518Y - 农电智能管理系统 - Google Patents

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CN200983518Y CNU2006201385106U CN200620138510U CN200983518Y CN 200983518 Y CN200983518 Y CN 200983518Y CN U2006201385106 U CNU2006201385106 U CN U2006201385106U CN 200620138510 U CN200620138510 U CN 200620138510U CN 200983518 Y CN200983518 Y CN 200983518Y
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Abstract

本实用新型涉及一种配电网的管理系统，具体为一种农电智能管理系统。该农电智能管理系统包括微处理单元MCU，以及和微处理单元MCU相连接的电源电路和GPRS电路，微处理单元MCU还分别连接三相电保护检测电路、零线故障检测电路、低压故障检测电路、漏电故障检测电路、电表失压故障检测电路、漏电保护器巡检电路和门禁监控电路。本实用新型利用中国移动的GPRS数据传输业务，建立了一套无线农电智能管理系统，它不受距离限制和天气影响，免维护、全天候工作，克服了传统的无线网络距离近，受天气影响大，信号误码率高、维修成本高、可靠性低等不足。

Description

农电智能管理系统
技术领域
本实用新型涉及一种配电网的管理系统。
背景技术
农电管理关系到千家万户，是电力部门管理的重点和难点。在国家投巨资改造了电网后，配电室(台区)因其无人值守的特殊性，而成为电力部门管理的薄弱环节，因此急需解决。通常情况下，当配电室(台区)发生电力故障或窃电时，需要人为打电话通知电工组，电工组派电工去维修，但通知时间不能确定，电工什么时间到场，什么时间排除故障均含有很多不确定的因素。若不能在第一时间通知电工组，必然造成故障不能及时排除，不能尽快恢复供电，从而影响生产和生活，造成不良的社会影响和经济损失。同时，电工何时到达故障现场、何时排除故障也无法确定、无法监控，因此也就很难对电工进行动态的管理。此外，当有人非法打开计量箱窃电时，不能在第一时间赶到现场抓获窃电嫌疑人；当发生缺相或零线故障时，由于保护措施缺乏，不能及时切断电源，容易给用户造成不可挽回的经济损失。由于现在配电室的配电均一直在线，也给电网送电造成困难。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现今农电管理中存在的问题，提供一种不受距离限制和天气影响，免维护，可全天候工作，可靠性高的农电智能管理系统。
本实用新型的技术方案如下：农电智能管理系统包括微处理单元MCU，以及和微处理单元MCU相连接的电源电路和GPRS电路，微处理单元MCU还分别连接三相电保护检测电路、零线故障检测电路、低压故障检测电路、漏电故障检测电路、电表失压故障检测电路、漏电保护器巡检电路和门禁监控电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的三相电保护检测电路由二极管D6、D8、D10、比较器IC1、三极管N2、与非门IC2、反相驱动器IC10、IC3、光耦U30、U33组成，接线端子JP9分别连接电网信号和台区配电盘，电路输出端连接单片机电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的零线故障检测电路由整流桥U21、光耦U16、RS触发器IC4、或非门IC5、IC6、驱动器ULN2003、继电器K1、稳压模块U20组成，接线端子JP5分别连接配电盘三相四线出线中的零线，电路输出端连接单片机电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的低压故障检测电路由比较器IC5、或非门IC1、二极管D1、与非门IC9、发光二极管LED1组成，其输入端与配电盘三相四线的出线连接，电路输出端连接单片机电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的漏电故障检测电路由相互连接的漏电信号转换器和漏电保护电路组成，其中，漏电信号转换器由二极管D1、光敏电阻R3、驱动器IC1、发光二极管LED1组成，其接线端子PUWER1连接配电盘上的偏电保护器，漏电保护电路输出端连接单片机电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的电表失压故障检测电路由光耦U5、二极管D4、反向驱动器IC1E、IC1F组成，光耦U5与电表连接，电路输出端连接单片机电路。
如上所述的农电智能管理系统，其中，漏电保护器巡检电路由反相驱动器IC11、继电器K5、电阻R60组成，电路的输入端由单片机电路控制。
如上所述的农电智能管理系统，其中，所述的门禁监控电路分为非/合法打开计量箱电路、非/合法打开监控器电路、非/合法打开电度表电路。
本实用新型利用中国移动的GPRS数据传输业务，建立了一套无线农电智能管理系统，它不受距离限制和天气影响，免维护、全天候工作，克服了传统的无线网络距离近，受天气影响大，信号误码率高、维修成本高、可靠性低等不足。
当任一配电室(台区)发生电力故障时，安装在配电室(台区)的电力故障远程监控器在第一时间通过GPRS向上发送信息，信息内容包括配电室(台区)名称、故障性质、故障时间等，电工组和供电所、供电公司在第一时间接收到报警信息并可打印记录及存储，根据故障性质，电工组可及时派出电工到现场，排除故障后，监控器会自动发送信息，从而大大缩短了由于电力故障而造成的停电时间，及时排除故障，恢复送电，减少损失。由于上传信息中包含有发生故障的时间和排除故障的时间，因此也就可以计算出电工是否在规定的时间内到达了现场，所以可以对电工进行动态管理。对于非法窃电者，监控器会在窃电者毫无察觉的情况下发送出报警信息，供电公司、供电所、电工组可迅速派人在第一时间抓获窃电嫌疑人，可有效的打击非法窃电。监控器在电网停电时，自动切断输出电路，当电网恢复送电时，自动延时送电，可有效的保护电网，使一次送电成功率大大提高。当发生零线故障时，监控器在0.2秒左右切断电源，防止用户电器设备的损坏。当发生低压保险熔断时，自动切断电源，防止因缺相而造成电机烧坏。
附图说明
图1为本实用新型的原理框图。
图2为三相电保护检测电路的电路图。
图3为零线故障检测电路的电路图。
图4为低压故障检测电路的电路图。
图5为漏电信号转换器的电路图。
图6为漏电保护电路的电路图。
图7为电表失压故障检测电路的电路图。
图8为漏电保护器巡检电路的电路图。
图9为非/合法打开计量箱电路的电路图。
图10为非/合法打开监控器电路的电路图。
图11为非/合法打开电度表电路的电路图。
具体实施方式
农电智能管理系统可以分为微处理单元MCU，GPRS电路，电源电路，三相电保护检测电路，零线故障检测，低压故障检测，漏电故障检测，电表矢压故障检测，门禁监控等几部分电路组成。系统组成方框图如图1所示，由于微处理单元MCU，GPRS电路，电源电路当今具有通用的设计方法，下面着重分析三相电保护检测电路，零线故障检测，低压故障检测，漏电故障检测，电表失压故障检测，门禁监控等几部分电路。
如图2所示，三相电保护检测电路由二极管D6、D8、D10、比较器IC1、三极管N2、与非门IC2、反相驱动器IC10、IC3、光耦U30、U33组成，接线端子JP9分别连接电网信号和台区配电盘，电路输出端连接单片机电路。
电网停电故障时，接线端子JP9的5脚取自电网信号，当电网正常供电时，光耦U29导通，U29输出为低电平，经IC3C反向驱动后送至单片机电路进行处理，此时为常态；当电网停电时，U29关闭，输出高电经IC3C反相驱动后送至单片机电路。此时通过程序可以判别电网是否停电。
台区停电时，接线端子JP9的2、3、4端取自台区配电盘的三相电A、B、C三相，当台区停电时，A、B、C三相均无电信号，二极管D6、D8、D10截止，三极管N2截止，其集电极输出高电平，经IC10E IC10D两次反向驱动后送至光耦U33，此时U33导通，输出低电平，经IC3两次反向驱动后送至单片机电路，通过程序可以判断台区停电。
偏缺相故障时，接线端子JP9的2、3、4端取自台区配电盘的三相电，A、B、C相，当其中任一相电电压低于180V时，IC1与其对应的一路比较器输出低电平，经与非门IC2A进行与非逻辑运算，IC2A的9脚输出高电平，经IC2C进行逻辑非运算后，IC2C的10脚输出低电平，此时二极管P4导通，IC10A的1脚被拉至低电平，经IC10A反相驱动后，其2脚输出高电平，此时光耦U30导通，输出低电平，经IC3F，IC3A进行两次反相驱动后，送至单片机电路，通过程序可以判别电网是否偏缺相。当A、B、C三相的任一相电电压高于300V时，比较器IC1A的1脚输出高电平，经IC10D的8脚输出低电平，此时二极管D3导通，IC10A的1脚被拉至低电平，经IC10A反相驱动后，其2脚输出高电平，此时光耦U30导通，输出低电平，经IC3F，IC3A进行两次反相驱动后，送至单片机电路，通过程序可以判别电网是否偏缺相。
如图3所示，零线故障检测电路由整流桥U21、光耦U16、RS触发器IC4、或非门IC5、IC6、驱动器ULN2003、继电器K1、稳压模块U20组成，接线端子JP5的1、2、3、4端分别连接配电盘三相四线出线中的零线，电路输出端连接单片机电路。零线故障检测电路共四路，以其中一路为例分析。当负载不平衡时，零线中会有电流通过，形成回路。此时JP5D的1端中不会有电流经过。若是零线断开，此时零线的电流会经JP5一端形成回路，经整流桥U21整流，C22滤波以后，V16导通输出低电平。触发RS触发器IC4，U1电平跳转为高电平。此时经过或非门IC6A进行或非运算，输出低电平。经IC7ULN2003反相驱动器以后，输出高电平。此时继电器K1释放，控制漏电保护电源断电。同时IC4的13脚又经IC5B进行逻辑或非运算，IC5B的13脚输出低电平，送至单片机电路进行识别。
如图4所示，低压故障检测电路由比较器IC5、或非门IC1、二极管D1、与非门IC9、发光二极管LED1组成，其输入端与配电盘三相四线的出线连接，电路输出端连接单片机电路。当A、B、C三相中任一相低于180V或断开时，IC5与之对应的一路输出低电平，经IC9A进行与非逻辑运算后，IC9A的9脚输出高电平，经IC1C与IC9B进行两次非运算后仍输出高电平。此时发光二极管LED1导通。经光耦U42进行隔离放大后送至单片机电路进行判断。当台区停电或电网停电后，A、B、C皆没有电信号，此时经或非门IC1A进行逻辑或非运算后输出高电平，经IC1B进行非运算后，IC1B 6脚输出低电平，此时二极管D1导通，此时IC1C的输入端被拉高，此时可以屏蔽低压电路故障。其它三路原理相同。
漏电故障检测电路共四路，每一路由相互连接的漏电信号转换器和漏电保护电路组成，漏电信号转换器如图5所示，漏电保护电路如图6所示。漏电信号转换器由二极管D1、光敏电阻R3、驱动器IC1、发光二极管LED1组成，漏电信号转换器的接线端子PUWER1取自配电盘上的偏电保护器漏电指示灯，当有漏电时，漏电指示灯亮，光敏电阻阻值变小，输出为低电平，经IC1反相驱动后，输出至漏电保护电路，此时光耦U2导通，输出低电平，经IC8A反相驱动后，送至单片机电路，经程序可以判断是否发生漏电事故。其他三路原理相同。
如图7所示，电表失压故障检测电路由光耦U5、二极管D4、反向驱动器IC1E、IC1F组成，光耦U5与电表连接，电路输出端连接单片机电路。当电表失压后，电表A、N间的电压约为0V，光耦U5截止，输出高电平，二极管D4导通，经IC1E，IC1F反向驱动后，送往单片机电路进行判断。
如图8所示，漏电保护器巡检电路共四路，以第一路为例进行分析，接线端子JP1一脚接大地，五脚接三相四线出线的A、B、C任一相。当单片机发送巡监命令时，D011输出一高电平。经IC11ULN2003反相驱动以后，输出低电平。继电器K5吸合。此时，A、B、C中的一相火线与大地经过电阻R60相对接，模拟漏电故障。此时单片机可以通过检测第一路是否发生漏电来确定漏电保护器是否有效。
门禁监控电路分为非/合法打开计量箱电路、非/合法打开监控器电路、非/合法打开电度表电路。
非/合法打开计量箱电路如图9所示，当非法打开计量箱时，S1断开，光耦U1截止，输出高电平，二极管D1导通，经IC1A，IC1B反向驱动后，送往单片机电路进行判断。
非/合法打开监控器电路如图10所示，当有人非法打开监控器时，JP14的一、二端短接，此时二极管D9导通，电容C17充电。此时DI16输出低电平送至单片机电路进行判断。
非/合法打开电度表电路如图11所示，当非法打开电度表时，L1断开，光耦U3截止，输出高电平，二极管D2导通，经IC1C，IC1D反向驱动后，送往单片机电路进行判断。
对于合法身份持有超级密码遥控器的人，按动遥控器程序确定此人的合法身份，在一段时间内，打开计量箱、监控器或电表程序皆视为合法开计量箱和监控器。

Claims (8)

1.一种农电智能管理系统，其特征在于：该系统包括微处理单元MCU，以及和微处理单元MCU相连接的电源电路和GPRS电路，微处理单元MCU还分别连接三相电保护检测电路、零线故障检测电路、低压故障检测电路、漏电故障检测电路、电表失压故障检测电路、漏电保护器巡检电路和门禁监控电路。
2.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的三相电保护检测电路由二极管D6、D8、D10、比较器IC1、三极管N2、与非门IC2、反相驱动器IC10、IC3、光耦U30、U33组成，接线端子JP9分别连接电网信号和台区配电盘，电路输出端连接单片机电路。
3.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的零线故障检测电路由整流桥U21、光耦U16、RS触发器IC4、或非门IC5、IC6、驱动器ULN2003、继电器K1、稳压模块U20组成，接线端子JP5分别连接配电盘三相四线出线中的零线，电路输出端连接单片机电路。
4.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的低压故障检测电路由比较器IC5、或非门IC1、二极管D1、与非门IC9、发光二极管LED1组成，其输入端与配电盘三相四线的出线连接，电路输出端连接单片机电路。
5.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的漏电故障检测电路由相互连接的漏电信号转换器和漏电保护电路组成，其中，漏电信号转换器由二极管D1、光敏电阻R3、驱动器IC1、发光二极管LED1组成，其接线端子PUWER1连接配电盘上的偏电保护器，漏电保护电路输出端连接单片机电路。
6.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的电表失压故障检测电路由光耦U5、二极管D4、反向驱动器IC1E、IC1F组成，光耦U5与电表连接，电路输出端连接单片机电路。
7.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的漏电保护器巡检电路由反相驱动器IC11、继电器K5、电阻R60组成，电路的输入端由单片机电路控制。
8.如权利要求1所述的农电智能管理系统，其特征在于：所述的门禁监控电路分为非/合法打开计量箱电路、非/合法打开监控器电路、非/合法打开电度表电路。
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