專利名稱：基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)，屬變壓器運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐證明，變壓器存在著經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，那就是把變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化理論和定量計(jì)算方法與變壓器各種實(shí)際運(yùn)行工況密切相結(jié)合，結(jié)果是變壓器的損耗明顯減少。20多年來(lái)，我國(guó)一些地區(qū)推廣變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，取得了較好的節(jié)電效果，但是由于人們習(xí)慣性的做法，以至于目前仍普通存在著不同程度的變壓器低效運(yùn)行問(wèn)題，主要表現(xiàn)在:(I)凡是一臺(tái)變壓器能承擔(dān)的負(fù)載，就不用兩臺(tái)運(yùn)行；(2)凡是小容量變壓器能承擔(dān)的負(fù)載，就不用大容量變壓器運(yùn)行；(3)如何判定變壓器過(guò)輕負(fù)載(俗稱“大馬拉小車(chē)”)的問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)都是以變壓器容量利用率來(lái)劃分，其結(jié)果不僅不省電，反而浪費(fèi)；(4)認(rèn)為變壓器是高效率的設(shè)備，開(kāi)展經(jīng)濟(jì)運(yùn)行無(wú)潛力可挖；(5)錯(cuò)誤地認(rèn)為變壓器的利用率越高，變壓器損失的電能就越小(即效率越高)；(6)變壓器技術(shù)參數(shù)不準(zhǔn)確。由于配電變壓器型號(hào)很多，運(yùn)行時(shí)間很長(zhǎng)，設(shè)備老化和維修次數(shù)多，實(shí)際參數(shù)和銘牌給定的參數(shù)差別較大，按照銘牌參數(shù)計(jì)算得到的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式實(shí)際上不一定是最優(yōu)方式；(7)粗放性管理，缺乏科學(xué)計(jì)算。例如，對(duì)于一臺(tái)運(yùn)行一臺(tái)備用的配電所，當(dāng)兩臺(tái)變壓器容量相同時(shí)往往隨機(jī)選擇一臺(tái)運(yùn)行，當(dāng)容量不同時(shí)，主要根據(jù)負(fù)荷情況來(lái)決定大負(fù)荷時(shí)投入大容量變壓器，小負(fù)荷時(shí)投入小容量變壓器。(8)以前對(duì)配電網(wǎng)投入不夠，過(guò)分強(qiáng)調(diào)安全運(yùn)行，忽視經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)薄弱，科技含量較低，自動(dòng)化程度不高。這些觀點(diǎn)和做法，不僅沒(méi)有達(dá)到變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，反而造成了電能浪費(fèi)。有些地方雖然逐步用科學(xué)理論改變把浪費(fèi)當(dāng)節(jié)約的陳舊觀念和習(xí)慣做法，但是開(kāi)展的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行工作多是基于手工計(jì)算。手工計(jì)算不僅難度大，耗時(shí)多，而且效率很低。自從微機(jī)出現(xiàn)以后，把微機(jī)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制可以充分發(fā)揮微機(jī)的功能和優(yōu)勢(shì)，完成了一些傳統(tǒng)的裝置所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的困難任務(wù)。近幾年，基于變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的計(jì)算軟件也涌現(xiàn)出很多的版本，對(duì)確定變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式發(fā)揮了很大的作用。但是這些軟件許多都是對(duì)變壓器的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，這對(duì)于一些負(fù)荷波動(dòng)較大或變壓器臺(tái)數(shù)多的變電站，數(shù)據(jù)采集選擇的偶然性很大，不利于進(jìn)行正確的分析和判定。這些軟件多是進(jìn)行離線計(jì)算的，變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行需經(jīng)運(yùn)行方式部門(mén)分析計(jì)算下達(dá)給命令，再由配電站值班人員進(jìn)行變壓器的操作，這樣計(jì)算結(jié)果不能得到及時(shí)的執(zhí)行。另外，由于缺少自動(dòng)投切裝置，變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行依靠人工開(kāi)展，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且容易出現(xiàn)誤操作，影響配電網(wǎng)的安全運(yùn)行。由此看來(lái)，為了適應(yīng)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行的需求，很有必要研究開(kāi)發(fā)一套變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切管理系統(tǒng)以確保其經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是，根據(jù)現(xiàn)有變壓器運(yùn)行存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型公開(kāi)一種通用性好、維護(hù)成本低、能自行選擇一定的時(shí)間內(nèi)規(guī)定的變壓器動(dòng)作次數(shù)內(nèi)最優(yōu)的變壓器運(yùn)行方式的基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，本實(shí)用新型應(yīng)用Zigbee無(wú)線短程網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)配變間的信息交換，使配變測(cè)控裝置主機(jī)實(shí)時(shí)地了解配變負(fù)荷的信息并保存，對(duì)配變?nèi)肇?fù)荷進(jìn)行預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)到的日負(fù)荷曲線，作為變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)判據(jù)。然后實(shí)時(shí)采集并保存兩臺(tái)配變低壓側(cè)電流、電壓以及各開(kāi)關(guān)柜保護(hù)繼電器、斷路器狀態(tài)，判斷是否要調(diào)整變壓器運(yùn)行方式，以實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。最大限度地降低變壓器自身的電能損耗，從而達(dá)到降損、節(jié)能、增效目的。本實(shí)用新型一種基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)由Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器、Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)、多個(gè)智能開(kāi)關(guān)柜、聯(lián)絡(luò)柜、配變測(cè)控裝置組成；配變測(cè)控裝置安裝在智能開(kāi)關(guān)柜附近；配變測(cè)控裝置通過(guò)Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)與智能開(kāi)關(guān)柜、聯(lián)絡(luò)柜聯(lián)系；聯(lián)絡(luò)柜安裝于兩個(gè)配電變壓器之間，智能開(kāi)關(guān)柜安裝于配電變壓器旁，智能開(kāi)關(guān)柜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器電壓電流及斷路器狀態(tài)參數(shù)，將檢測(cè)到的參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到配變測(cè)控裝置。所述配變測(cè)控裝置包括中央處理器、可編程控制器CPLD、存儲(chǔ)芯片、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、交流量采集模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤(pán)操作模塊、無(wú)線通信模塊。配變測(cè)控裝置以中央處理器為中心，中央處理器通過(guò)輸入光電耦合器與外部開(kāi)關(guān)量輸入相接，中央處理器與RS485轉(zhuǎn)換電路相接，通過(guò)地址總線和數(shù)據(jù)總線分別與儲(chǔ)存器、可編程控制器CPLD、A/D轉(zhuǎn)換模塊相接，可編程控制器CPLD的輸出端分別與面板上的顯示器、鍵盤(pán)相接，可編程控制器CPLD的輸出端還通過(guò)光電耦合器連接繼電器出口 ；交流輸入電路的輸出端接濾波及運(yùn)放電路的輸入端，濾波及運(yùn)放電路的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊還分別與地址總線和數(shù)據(jù)總線相接。開(kāi)關(guān)柜置于配電變壓器室內(nèi)，就地監(jiān)控變壓器的電壓、電流、開(kāi)關(guān)量等參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到配變監(jiān)控裝置，配變監(jiān)控裝置收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷變壓器的優(yōu)化運(yùn)行方式組合，并將開(kāi)關(guān)分合閘信號(hào)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到各開(kāi)關(guān)柜。Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由一到數(shù)個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)收集器及為數(shù)眾多的傳感器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由協(xié)調(diào)器、路由器及終端設(shè)備等元件組成，元件之間的溝通則是采用無(wú)線的通信方式。本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型系統(tǒng)的配變測(cè)控裝置能實(shí)時(shí)地了解配變負(fù)荷的信息，有效地降低變壓器自身的電能損耗；系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，便于擴(kuò)充和升級(jí)改造；系統(tǒng)采用Zigbee無(wú)線通信數(shù)據(jù)采集方案，部署靈活，維護(hù)成本低。本實(shí)用新型適用于配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0019]圖2為本實(shí)用新型的通信組網(wǎng)示意圖；圖中圖號(hào):1是配電變壓器；2是配電變壓器；3是公共建筑物；4是公共建筑物；5是聯(lián)絡(luò)柜；6是智能開(kāi)關(guān)柜；7是智能開(kāi)關(guān)柜；8是Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器；9是Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)；10是配變測(cè)控裝置；11是協(xié)調(diào)器；12是路由器；13是終端設(shè)備。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。本實(shí)施例基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切管理系統(tǒng)，包括智能開(kāi)關(guān)柜6和
7,Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器8和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)9、配變測(cè)控裝置10，配變測(cè)控裝置可安裝于智能開(kāi)關(guān)柜3或4附近，聯(lián)絡(luò)柜5安裝于配電變壓器I和2之間，智能開(kāi)關(guān)柜6和7安裝于配電變壓器I和2旁，智能開(kāi)關(guān)柜6和7實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器電壓電流及斷路器狀態(tài)參數(shù)，將檢測(cè)到的參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器8和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)9傳送到配變測(cè)控裝置10，配變測(cè)控裝置10收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器8和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)9向各智能開(kāi)關(guān)柜和聯(lián)絡(luò)柜發(fā)送斷路器分合閘的信號(hào)。如圖2，各開(kāi)關(guān)柜與配變測(cè)控裝置的信息交換采用Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)。Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由一到數(shù)個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)收集器及為數(shù)眾多的傳感器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要由協(xié)調(diào)器、路由器及終端設(shè)備等元件組成，元件之間的溝通則是采用無(wú)線的通信方式。
權(quán)利要求1.一種基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)由Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器(8)、Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)、多個(gè)智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)、聯(lián)絡(luò)柜(5)、配變測(cè)控裝置(10 )組成；配變測(cè)控裝置(10 )安裝在智能開(kāi)關(guān)柜(6、7 )附近；配變測(cè)控裝置(10 )通過(guò)Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)與智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)、聯(lián)絡(luò)柜(5)聯(lián)系；聯(lián)絡(luò)柜(5)安裝于兩個(gè)配電變壓器(1、2)之間，智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)安裝于配電變壓器(1、2)旁，智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器(1、2)電壓電流及斷路器狀態(tài)參數(shù)，將檢測(cè)到的參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器(8)和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)傳送到配變測(cè)控裝置(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)，其特征在于，所述配變測(cè)控裝置(10)由中央處理器、可編程控制器CPLD、存儲(chǔ)芯片、開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、交流量采集模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤(pán)、無(wú)線通信模塊組成；配變測(cè)控裝置以中央處理器為中心，中央處理器通過(guò)輸入光電耦合器與外部開(kāi)關(guān)量輸入相接，中央處理器與RS485轉(zhuǎn)換電路相接，通過(guò)地址總線和數(shù)據(jù)總線分別與儲(chǔ)存器、可編程控制器CPLD、A/D轉(zhuǎn)換模塊相接，可編程控制器CPLD的輸出端分別與面板上的顯示器、鍵盤(pán)相接，可編程控制器CPLD的輸出端還通過(guò)光電耦合器連接繼電器出口 ；交流輸入電路的輸出端接濾波及運(yùn)放電路的輸入端，濾波及運(yùn)放電路的輸出端連接A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，A/D轉(zhuǎn)換模塊還分別與地址總線和數(shù)據(jù)總線相接；開(kāi)關(guān)柜置于配電變壓器室內(nèi)，就地監(jiān)控變壓器的電壓、電流、開(kāi)關(guān)量參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到配變監(jiān)控裝置，配變監(jiān)控裝置收到數(shù)據(jù)后，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，判斷變壓器的優(yōu)化運(yùn)行方式組合，并將開(kāi)關(guān)分合閘信號(hào)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送到各開(kāi)關(guān)柜；Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是由一到數(shù)個(gè)無(wú)線數(shù)據(jù)收集器及為數(shù)眾多的傳感器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由協(xié)調(diào)器、路由器及終端設(shè)備元件組成。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于Zigbee的變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行自動(dòng)投切系統(tǒng)，該系統(tǒng)由Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器(8)、Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)、多個(gè)智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)、聯(lián)絡(luò)柜(5)、配變測(cè)控裝置(10)組成。配變測(cè)控裝置(10)通過(guò)Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)與智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)、聯(lián)絡(luò)柜(5)聯(lián)系；智能開(kāi)關(guān)柜(6、7)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器(1、2)電壓電流及斷路器狀態(tài)參數(shù)，將檢測(cè)到的參數(shù)通過(guò)Zigbee無(wú)線接收/發(fā)送器(8)和Zigbee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(9)傳送到配變測(cè)控裝置(10)。本實(shí)用新型系統(tǒng)能實(shí)時(shí)地了解配變負(fù)荷的信息，有效地降低變壓器自身的電能損耗。本實(shí)用新型適用于配電變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
文檔編號(hào)H02J3/38GK203056598SQ20122052874
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者辛建波, 黃瑤, 李正天 申請(qǐng)人:江西省電力科學(xué)研究院, 國(guó)家電網(wǎng)公司