CN214372798U

CN214372798U - 变电站安全运行监控装置

Info

Publication number: CN214372798U
Application number: CN202120913241.0U
Authority: CN
Inventors: 王建欧
Original assignee: Henan Zozh Electrical Equipment Co ltd
Current assignee: Henan Zozh Electrical Equipment Co ltd
Priority date: 2021-04-29
Filing date: 2021-04-29
Publication date: 2021-10-08
Anticipated expiration: 2031-04-29

Abstract

本实用新型公开了一种变电站安全运行监控装置，所述监控装置包括水位采集器、比较控制器和调频发射器，水位采集器利用超声波传感器U1采集电缆沟的水位信号传输到隔离器和选频器；所述比较控制器通过减法器计算选频后的水位信号与电缆沟拐角处的水位信号的差值，利用比较器对差值进行检测控制调频发射器的启闭；所述调频发射器接收减法器输出的差值对差值进行调频后发送至控制中心。本实用新型利用水位采集器采集电缆沟内的水位信号，通过将电缆沟直线沟道处的水位信号与电缆沟拐角处的水位信号进行处理，可以实时掌握电缆沟内的垃圾堆积状况，便于及时清理电缆沟拐角处垃圾。

Description

变电站安全运行监控装置

技术领域

本实用新型涉及变电站监控技术领域，特别是涉及一种变电站安全运行监控装置。

背景技术

电缆沟是变电站中必不可少的基础设置，主要用来放置电缆，属于变电站的重要组成单元，对变电站的安全运行有着至关重要的意义。电缆沟大多设置在地下一米深处，且与外界环境相连通，当出现暴雨、泥石流等恶劣天气时，电缆沟所在环境中垃圾被带入电缆沟中，使电缆沟成为了聚集脏物、腐生物等的卫生死角，随着电缆沟中水的流动，这些脏物会堆积在电缆沟的拐角处，严重影响电缆沟的排水，致使电缆常处于潮湿的环境之中破坏电缆保护层，严重影响电缆的使用寿命。现有技术中，通常安排工作人员进行定时清理，但是间隔期较长。

实用新型内容

针对电缆沟拐角处容易堆积垃圾影响电缆沟排水的技术问题，本实用新型提出一种变电站安全运行监控装置。

一种变电站安全运行监控装置，所述监控装置包括水位采集器、比较控制器和调频发射器，水位采集器利用超声波传感器U1采集电缆沟的水位信号传输到隔离器和选频器；所述比较控制器通过减法器计算选频后的水位信号与电缆沟拐角处的水位信号的差值，利用比较器对差值进行检测控制调频发射器的启闭；所述调频发射器接收减法器输出的差值对差值进行调频后发送至控制中心。

所述水位采集器包括隔离器和选频器，超声波传感器U1将采集到的电缆沟水位信号传输到隔离器，隔离器对水位信号进行跟随处理后传输到选频器，选频器对水位信号进行选频后发送到比较控制器的输入端。

所述隔离器包括电容C1，电容C1的一端与超声波传感器U1的输出端连接，电容C1的另一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电源VCC连接，三极管Q1的发射极与电阻R4的一端、选频器的输入端连接；所述超声波传感器U1的电源端通过电阻R1与电源VCC连接，超声波传感器U1的接地端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端均接地，电阻R2的另一端与电源VCC连接。

所述选频器包括电阻R5，电阻R5的一端与隔离器的输出端连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、比较控制器的输入端连接；所述电阻R6的另一端、电容C3的另一端均接地。

所述比较控制器包括减法器和比较器，减法器计算水位采集器采集到的水位信号与另一路的拐角处的水位信号的差值传输到比较器和调频发射器，比较器根据差值对调频发射器的启闭进行控制。

所述减法器包括电阻R7，电阻R7的一端与水位采集器的输出端、运放器AR1的同相输入端连接；所述运放器AR1的输出端与电阻R8的一端、比较器的输入端连接，电阻R8的另一端与运放器AR1的反相输入端、另一路的水位信号也即电缆沟拐角处的水位信号的输出端、电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端、电阻R7的另一端均接地。

所述比较器包括电阻R10，电阻R10的一端与减法器的输出端、调频发射器的输入端连接，电阻R10的另一端与运放器AR2的同相输入端连接；所述运放器AR2的输出端与电阻R15的一端、瞬态抑制二极管D1的一端连接，瞬态抑制二极管D1的另一端与运放器AR2的反相输入端、可变电阻R11的一端连接，可变电阻R11的另一端与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与电源VCC连接；所述电阻R15的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与二极管D2的正极、继电器K1的一端连接，二极管D2的负极、继电器K1的另一端均与电源VCC连接，且继电器K1对调频发射器的启闭进行控制。

所述调频发射器包括电容C4，电容C4的一端与比较控制器的运放器AR1的输出端连接，电容C4的另一端与常开开关K1-1的一端连接，常开开关K1-1的另一端与三极管Q2的基极、电阻R13的一端、电阻R14的一端连接，且常开开关K1-1的启闭受比较控制器的控制；所述三极管Q2的集电极与可变电容C7的一端、电感L1的一端、控制中心、电容C6的一端连接，三极管Q2的发射极与电容C6的另一端、电阻R12的一端、电容C5的一端连接；所述可变电容C7的另一端、电感L1的另一端、电阻R13的另一端均与电源VCC连接，电阻R14的另一端、电阻R12的另一端、电容C5的另一端均接地。

本实用新型的有益效果：利用两个超声波传感器U1分别检测电缆沟拐角处、电缆沟直线沟道处的电缆沟水位信号，减法器计算两路水位信号的差值，再利用运放器AR2将接收到的两路水位信号的差值与设置的阈值信号进行比较，比较结果为高电平时三极管Q3启动，继电器K1得电，常开开关K1-1关闭，运放器AR1所输出的两路水位信号的差值通过电容C4发送到三极管Q2的基极，该差值再经过由三极管Q2、电阻R13、电阻R14、电阻R12、电容C5、电容C6、可变电容C7、电感L1组成的振荡电路发射至控制中心，方便控制中心对电缆沟拐角处的水位进行实时监测，及时清理电缆沟拐角处垃圾，避免垃圾堆积导致电缆沟积水严重影响电缆沟水流排放，避免电缆常处于潮湿的环境起到保护电缆的作用；其中，所述阈值信号是指运放器AR2反相输入端的电压信号，通过调节可变电阻R11设定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种变电站安全运行监控装置，如图1所示，所述监控装置包括水位采集器、比较控制器和调频发射器，水位采集器利用超声波传感器U1采集电缆沟的水位信号传输到隔离器和选频器，本实用新型中，超声波传感器U1的型号为QHDP-200，其输出为模拟电压信号；所述比较控制器通过减法器计算选频后的水位信号与另一路水位采集器所采集的电缆沟拐角处的水位信号的差值，然后利用比较器对差值进行检测控制调频发射器的启闭；所述调频发射器接收减法器输出的差值对差值进行调频后发送至控制中心，便于控制中心对电缆沟拐角内的垃圾进行及时清理，保护电缆。

所述隔离器包括电容C1，电容C1的一端与超声波传感器U1的输出端连接，电容C1的另一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电源VCC连接，三极管Q1的发射极与电阻R4的一端、选频器的输入端连接；所述超声波传感器U1的电源端通过电阻R1与电源VCC连接，超声波传感器U1的接地端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端均接地，电阻R2的另一端与电源VCC连接。电容C1为耦合电容。电阻R2和电阻R3为分压电阻，为三极管Q1提供稳定静态工作点，电阻R2、电阻R3、电阻R4、三极管Q1一起组成了射极跟随器，起到隔离信号的作用。

所述选频器包括电阻R5，电阻R5的一端与隔离器的输出端也即三极管Q1的发射极连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、比较控制器的输入端连接；所述电阻R6的另一端、电容C3的另一端均接地。电阻R5、电阻R6、电容C2、电容C3一起组成了RC串并联选频网络，滤除杂波信号。

所述比较控制器包括减法器和比较器，减法器计算一路水位采集器所采集到的水位信号与另一路水位采集器所采集到的拐角处的水位信号的差值并将该差值传输到比较器和调频发射器，比较器根据差值对调频发射器的启闭进行控制。

所述减法器包括电阻R7，电阻R7的一端与水位采集器的输出端也即电容C3的一端、运放器AR1的同相输入端连接；所述运放器AR1的输出端与电阻R8的一端、比较器的输入端连接，电阻R8的另一端与运放器AR1的反相输入端、另一路的水位信号也即电缆沟拐角处的水位信号的输出端、电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端、电阻R7的另一端均接地。

所述比较器包括电阻R10，电阻R10的一端与减法器的输出端也即运放器AR1的输出端、调频发射器的输入端连接，电阻R10的另一端与运放器AR2的同相输入端连接；所述运放器AR2的输出端与电阻R15的一端、瞬态抑制二极管D1的一端连接，瞬态抑制二极管D1的另一端与运放器AR2的反相输入端、可变电阻R11的一端连接，可变电阻R11的另一端与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与电源VCC连接，二极管D3的设置可以防止运放器AR2的输出回流至电源VCC；所述电阻R15的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与二极管D2的正极、继电器K1的一端连接，二极管D2的负极、继电器K1的另一端均与电源VCC连接，且继电器K1对调频发射器的启闭进行控制，其中二极管D2为续流二极管，起到包括继电器K1的作用。调节可变电阻R11可以改变运放器AR2反相输入端的电压，也即可以通过调节可变电阻R11可以改变运放器AR1所输出的差值信号的比较电压，瞬态抑制二极管D1起到限幅保护电路的作用。当运放器AR1所输出的差值信号大于运放器AR2反相输入端的电压时，运放器AR2输出高电平，三极管Q3导通，继电器K1得电，调频发射器启动；反之，运放器AR2输出低电平，三极管Q3不导通，继电器K1和调频发射器均不启动。

所述调频发射器包括电容C4，电容C4的一端与运放器AR1的输出端连接，电容C4的另一端与常开开关K1-1的一端连接，常开开关K1-1的另一端与三极管Q2的基极、电阻R13的一端、电阻R14的一端连接，且常开开关K1-1受继电器K1的控制；所述三极管Q2的集电极与可变电容C7的一端、电感L1的一端、控制中心、电容C6的一端连接，三极管Q2的发射极与电容C6的另一端、电阻R12的一端、电容C5的一端连接；所述可变电容C7的另一端、电感L1的另一端、电阻R13的另一端均与电源VCC连接，电阻R14的另一端、电阻R12的另一端、电容C5的另一端均接地。当继电器K1得电时，常开开关K1-1关闭，运放器AR1所输出的差值通过电容C4耦合后传输到三极管Q2的基极，再经过由三极管Q2、电阻R13、电阻R14、电阻R12、电容C5、电容C6、可变电容C7、电感L1组成的振荡电路发射至控制中心，实现了无人值守变电站电缆沟拐角处垃圾堆积的实时监控掌握。

本实用新型在使用时：两个超声波传感器U1分别检测电缆沟拐角处、电缆沟直线沟道处的电缆沟水位信号，两路水位信号分别通过隔离器和选频器处理后传输到减法器，减法器计算出两路水位信号的差值，再利用运放器AR2将接收到的两路水位信号的差值与设置的阈值信号进行比较，比较结果为高电平时三极管Q3启动，继电器K1得电，常开开关K1-1关闭，运放器AR1所输出的两路水位信号的差值通过电容C4发送到三极管Q2的基极，该差值再经过由三极管Q2、电阻R13、电阻R14、电阻R12、电容C5、电容C6、可变电容C7、电感L1组成的振荡电路发射至控制中心，方便控制中心对电缆沟拐角处的水位进行实时监测，及时清理电缆沟拐角处垃圾，避免垃圾堆积影响电缆沟水流排放，保护电缆；其中，所述的阈值信号是指运放器AR2反相输入端的电压信号，通过调节可变电阻R11设定。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述监控装置包括水位采集器、比较控制器和调频发射器，水位采集器利用超声波传感器U1采集电缆沟的水位信号传输到隔离器和选频器；所述比较控制器通过减法器计算选频后的水位信号与电缆沟拐角处的水位信号的差值，利用比较器对差值进行检测控制调频发射器的启闭；所述调频发射器接收减法器输出的差值对差值进行调频后发送至控制中心。

2.根据权利要求1所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述水位采集器包括隔离器和选频器，超声波传感器U1将采集到的电缆沟水位信号传输到隔离器，隔离器对水位信号进行跟随处理后传输到选频器，选频器对水位信号进行选频后发送到比较控制器的输入端。

3.根据权利要求2所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述隔离器包括电容C1，电容C1的一端与超声波传感器U1的输出端连接，电容C1的另一端与电阻R2的一端、电阻R3的一端、三极管Q1的基极连接；所述三极管Q1的集电极与电源VCC连接，三极管Q1的发射极与电阻R4的一端、选频器的输入端连接；所述超声波传感器U1的电源端通过电阻R1与电源VCC连接，超声波传感器U1的接地端、电阻R3的另一端、电阻R4的另一端均接地，电阻R2的另一端与电源VCC连接。

4.根据权利要求2所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述选频器包括电阻R5，电阻R5的一端与隔离器的输出端连接，电阻R5的另一端与电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电阻R6的一端、电容C3的一端、比较控制器的输入端连接；所述电阻R6的另一端、电容C3的另一端均接地。

5.根据权利要求1所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述比较控制器包括减法器和比较器，减法器计算水位采集器采集到的水位信号与另一路的拐角处的水位信号的差值传输到比较器和调频发射器，比较器根据差值对调频发射器的启闭进行控制。

6.根据权利要求5所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述减法器包括电阻R7，电阻R7的一端与水位采集器的输出端、运放器AR1的同相输入端连接；所述运放器AR1的输出端与电阻R8的一端、比较器的输入端连接，电阻R8的另一端与运放器AR1的反相输入端、另一路的水位信号也即电缆沟拐角处的水位信号的输出端、电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端、电阻R7的另一端均接地。

7.根据权利要求5所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述比较器包括电阻R10，电阻R10的一端与减法器的输出端、调频发射器的输入端连接，电阻R10的另一端与运放器AR2的同相输入端连接；所述运放器AR2的输出端与电阻R15的一端、瞬态抑制二极管D1的一端连接，瞬态抑制二极管D1的另一端与运放器AR2的反相输入端、可变电阻R11的一端连接，可变电阻R11的另一端与二极管D3的负极连接，二极管D3的正极与电源VCC连接；所述电阻R15的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的集电极与二极管D2的正极、继电器K1的一端连接，二极管D2的负极、继电器K1的另一端均与电源VCC连接，且继电器K1对调频发射器的启闭进行控制。

8.根据权利要求1所述的变电站安全运行监控装置，其特征在于，所述调频发射器包括电容C4，电容C4的一端与比较控制器的运放器AR1的输出端连接，电容C4的另一端与常开开关K1-1的一端连接，常开开关K1-1的另一端与三极管Q2的基极、电阻R13的一端、电阻R14的一端连接，且常开开关K1-1的启闭受比较控制器的控制；所述三极管Q2的集电极与可变电容C7的一端、电感L1的一端、控制中心、电容C6的一端连接，三极管Q2的发射极与电容C6的另一端、电阻R12的一端、电容C5的一端连接；所述可变电容C7的另一端、电感L1的另一端、电阻R13的另一端均与电源VCC连接，电阻R14的另一端、电阻R12的另一端、电容C5的另一端均接地。