專利名稱：工業(yè)化gsm／gprs的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種配電變壓器參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術：
目前對于配電系統(tǒng)中配電變壓器的實時監(jiān)控還沒有一種成熟穩(wěn)定的產(chǎn)品，個別公司的此類產(chǎn)品功能簡單，通訊方式落后。產(chǎn)品安裝在現(xiàn)場之后，供電管理單位定期派抄表工到變壓器現(xiàn)場，使用手持設備現(xiàn)場采集歷史參數(shù)，再回到監(jiān)控中心將數(shù)據(jù)錄入計算機，數(shù)據(jù)采集方式落后不易操作，既費人力也不經(jīng)濟，且工作效率低、工作量大、危險性大、無法及時捕捉實時數(shù)據(jù)，因此也就不能對供電和負載狀態(tài)進行有意義的調(diào)整。無法對配電網(wǎng)絡進行優(yōu)化。配電網(wǎng)絡長期處于低效率運行狀態(tài)，線損高，負載不平衡，過載嚴重，出現(xiàn)故障時無法及時處理等，每年給供電公司造成數(shù)十億元的直接經(jīng)濟損失。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的就是提出一種能及時捕捉實時數(shù)據(jù)，出現(xiàn)故障時能及時處理的工業(yè)化GSM/GPRS的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型工業(yè)化GSM/GPRS的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個監(jiān)控器和一個監(jiān)控中心所述多個監(jiān)控器中的每一個經(jīng)電壓互感器PT和電流互感器CT輸入相應配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號，經(jīng)熱敏電阻Rt輸入該配電變壓器三相油槽溫度，所述多個監(jiān)控器中的每一個包括電力參數(shù)采集電路，溫度采集電路，CPU單片機處理電路和GSM/GPRS MODEM，所述的配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號輸入電力參數(shù)采集電路，該電力參數(shù)采集電路的輸出至CPU單片機處理電路，所述的三相油槽溫度輸入溫度采集電路，該溫度采集電路的輸出至CPU單片機處理電路，CPU單片機處理電路和GSM/GPRS MODEM連接，所述多個監(jiān)控器中的每一個GSM/GPRS MODEM插有一張在當?shù)仉娦挪块T開通數(shù)據(jù)通信業(yè)務的，彼此號碼不同的SIM卡；所述監(jiān)控中心包括GSM/GPRS MODEM和計算機，GSM/GPRS MODEM和計算機連接。
所述的CPU單片機處理電路包括CPU單片機，用于驅(qū)動GSM/GPRS MODEM的并行-串行轉(zhuǎn)換器，為擴展CPU單片機I/O端口以提供各尋址電路單元選通信號的可編程控制器件，給系統(tǒng)提供時鐘信號的時鐘芯片，使系統(tǒng)能夠保存大量歷史記錄及各種報警記錄的大容量數(shù)據(jù)存儲器。
所述的CPU單片機處理電路還可以包括防止CPU單片機程序跑飛的復位電路，防止大容量數(shù)據(jù)存儲器掉電數(shù)據(jù)丟失的掉電保護電路所述多個監(jiān)控器中的每一個與電壓互感器PT和電流互感器CT之間，可以接入接線箱，所述接線箱包括并聯(lián)在電流互感器CT兩端的開關和和電壓互感器PT串聯(lián)的開關。
由于本系統(tǒng)采用了GSM/GPRS通信技術，結合監(jiān)控器的電力參數(shù)采集電路，溫度采集電路和CPU單片機處理電路，提供了一種可靠的遠程采集變壓器運行歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)的手段，使配電調(diào)度人員能在辦公室操作安裝在計算機中的系統(tǒng)軟件就能得到變壓器的各項運行參數(shù)，如果有變壓器出現(xiàn)故障，此系統(tǒng)會及時通過無線傳輸和短消息兩種方式將報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心計算機和調(diào)度人員的手機上，便于進行故障分析，迅速采取措施，及時排除故障。


以下為附圖圖面說明圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)結構圖；圖2為本實用新型實施例的監(jiān)控器的電路方框圖圖3為本實用新型實施例的監(jiān)控器的電路原理示意圖；具體實施方式
以下結合附圖詳述本實用新型實施例的結構細節(jié)如圖1，圖2所示，本實用新型實施例工業(yè)化GSM/GPRS的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個監(jiān)控器1a……Na和一個監(jiān)控中心所述多個監(jiān)控器1a……Na中的每一個經(jīng)電壓互感器PT和電流互感器CT，再經(jīng)接線箱輸入相應配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號，經(jīng)熱敏電阻Rt輸入該配電變壓器三相油槽溫度，所述多個監(jiān)控器1a……Na中的每一個包括電力參數(shù)采集電路2，溫度采集電路3，CPU單片機處理電路4和GSM/GPRS MODEM5，所述的配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號輸入電力參數(shù)采集電路2，該電力參數(shù)采集電路2的輸出至CPU單片機處理電路4，所述的三相油槽溫度輸入溫度采集電路3，該溫度采集電路3的輸出至CPU單片機處理電路4，CPU單片機處理電路4和GSM/GPRS MODEM5連接，所述多個監(jiān)控器1a……Na中的每一個GSM/GPRSMODEM5插有一張在當?shù)仉娦挪块T開通數(shù)據(jù)通信業(yè)務的，彼此號碼不同的SIM卡；所述監(jiān)控中心包括GSM/GPRS MODEM6和計算機7，GSM/GPRS MODEM6通過計算機7的RS232串行通信接口和計算機7連接。
接線箱的作用是為方便維護，因電流互感器CT在工作中次級如果開路會產(chǎn)生高壓，因此在接線箱內(nèi)設有并聯(lián)在電流互感器CT兩端的開關，電壓則有方便斷電的和電壓互感器PT串聯(lián)的開關，因此整個系統(tǒng)在維護過程中，只需接通電流互感器CT兩端的開關，斷開和電壓互感器PT串聯(lián)的開關，而不需要對變壓器斷電即可操作。
如圖3所示，本實用新型實施例的監(jiān)控器的CPU單片機處理電路4包括CPU單片機U1，防止CPU單片機U1程序跑飛的復位電路8，用于驅(qū)動GSM/GPRS MODEM5的并行-串行轉(zhuǎn)換器U2，采用ST16C550芯片，為擴展CPU單片機U1I/O端口以提供各尋址電路單元選通信號的可編程控制器件U3，采用EPM7032芯片，給系統(tǒng)提供時鐘信號的時鐘芯片U4，采用DS12887芯片，使系統(tǒng)能夠保存大量歷史記錄及各種報警記錄的大容量數(shù)據(jù)存儲器U5，采用628128芯片，和防止大容量數(shù)據(jù)存儲器U5掉電數(shù)據(jù)丟失的掉電保護電路9。
防止CPU單片機U1程序跑飛的復位電路8，防止大容量RAMU5掉電數(shù)據(jù)丟失的掉電保護電路9是本領域的技術人員通曉的知識，此處不多敘述。
本實用新型實施例以CPU單片機U1為中心，配合電力參數(shù)采集電路2、溫度采集電路3和GSM/GPRS MODEM5完成采集和通信的功能。在CPU單片機系統(tǒng)中，采用并行-串行轉(zhuǎn)換器ST16C550擴展了一個通信端口SIO，用于驅(qū)動GSM/GPRS MODEM5。由于其內(nèi)嵌了16個字節(jié)的FIFO，特別適合于TCP/IP協(xié)議幀的收發(fā)。由于變壓器歷史參數(shù)記錄需要具備時間信息，因此采用時鐘芯片DS12887給系統(tǒng)提供時鐘信號，微處理器每秒從時鐘DS12887芯片那里獲得最新時間信號，這樣系統(tǒng)就具有時間性了。有了時間信息后，系統(tǒng)很方便對變壓器常規(guī)記錄進行時間標定，為了使系統(tǒng)能夠保存大量的歷史記錄及各種報警記錄，必須有大容量的數(shù)據(jù)存儲器。本系統(tǒng)中采用了628128-128KSRAM和掉電保護電路完成此功能，使設備在10分鐘/次的采樣頻率下能儲存兩個星期的歷史記錄。
本系統(tǒng)中，采用了可編程控制器件EPM7032芯片進行地址譯碼和擴展I/O端口，其譯碼邏輯關系可以通過電路仿真技術進行模擬仿真，加快了產(chǎn)品開發(fā)速度。通過可編程控制器件尋址電路單元有并行-串行轉(zhuǎn)換器U2 ST16C550芯片、大容量數(shù)據(jù)存儲器U5 628128芯片、時鐘芯片DS12887等。
如圖3所示，本實用新型實施例的監(jiān)控器的電力參數(shù)采集電路2采用專用電參數(shù)采集芯片SA9904B，溫度采集電路3采用AD轉(zhuǎn)換器TLC2543，至于具體電路結構，是本領域的技術人員通曉的知識，此處不多敘述。
配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號經(jīng)電壓互感器PT和電流互感器CT，再經(jīng)接線箱輸入電參數(shù)采集芯片SA9904B，CPU單片機U1讀取電參數(shù)采集芯片SA9904B的計算結果，計算結果包括電壓，有功電能，無功電能，頻率四個參數(shù)，CPU單片機U1根據(jù)電壓，電能參數(shù)計算出有功功率，無功功率，功率因數(shù)然后將結果和時間通過數(shù)據(jù)存貯電路存入存貯器U5。三相油槽的溫度0～100℃通過熱敏電阻Rt輸入溫度采集電路3，CPU單片機U1讀取AD轉(zhuǎn)換器TLC2543的值得到跟當前溫度對應的數(shù)值并通過數(shù)據(jù)存貯電路存入存貯器U5。CPU單片機U1的內(nèi)部程序在得到測量參數(shù)后與預先設定的值比較，發(fā)現(xiàn)異常后CPU單片機U1通過數(shù)據(jù)存貯電路查找到存貯器U5中預先設定的報警電話和報警手機號碼，通過并行-串行轉(zhuǎn)換器U2發(fā)送AT命令驅(qū)動GSM/GPRS modem5撥號到報警電話，建立連接后通過GSM/GPRS modem5送出報警信息，監(jiān)控中心的計算機7軟件得到報警信息后顯示在軟件界面通知調(diào)度人員，同時還通過AT命令驅(qū)動GSM/GPRS modem5發(fā)送短信息給到調(diào)度人員的手機。監(jiān)控中心的計算機7記錄有多個監(jiān)控器1a……Na中配備的在當?shù)仉娦挪块T開通數(shù)據(jù)通信業(yè)務的，彼此號碼不同的SIM卡的號碼，平時監(jiān)控中心的計算機7軟件定時通過GSM/GPRS MODEM6輪流聯(lián)通各個監(jiān)控器，GSM/GPRS modem自動應答后計算機7軟件發(fā)送查詢命令，CPU單片機U1根據(jù)命令的不同返回相應的參數(shù)和歷史記錄給計算機7軟件。
本實用新型實施例不僅可以實時監(jiān)測變壓器的電壓、電流、變壓器溫度、有功功率、無功功率、功率因素、頻率、有功電度、無功電度等各項參數(shù)。全部參數(shù)保存在大容量非易失性存儲器中，可以保存20天以上的歷史記錄，并且可保證存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電后5年內(nèi)不丟失。歷史數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù)通過無線傳輸方式(GSM/GPRS)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心的計算機上，調(diào)度人員坐在辦公室就可以實時了解變壓器現(xiàn)場的工作情況。如果有變壓器出現(xiàn)故障，此系統(tǒng)會及時通過無線傳輸和短消息兩種方式將報警信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心計算機和調(diào)度人員的手機上，便于進行故障分析，迅速采取措施，及時排除故障。
權利要求1.工業(yè)化GSM/GPRS的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括多個監(jiān)控器(1a......Na)和一個監(jiān)控中心所述多個監(jiān)控器(1a......Na)中的每一個經(jīng)電壓互感器PT和電流互感器CT輸入相應配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號，經(jīng)熱敏電阻Rt輸入該配電變壓器三相油槽溫度，所述多個監(jiān)控器(1a......Na)中的每一個包括電力參數(shù)采集電路(2)，溫度采集電路(3)，CPU單片機處理電路(4)和GSM/GPRS MODEM(5)，所述的配電變壓器三相電壓信號和三相電流信號輸入電力參數(shù)采集電路(2)，該電力參數(shù)采集電路(2)的輸出至CPU單片機處理電路(4)，所述的三相油槽溫度輸入溫度采集電路(3)，該溫度采集電路(3)的輸出至CPU單片機處理電路(4)，CPU單片機處理電路(4)和GSM/GPRS MODEM(5)連接，所述多個監(jiān)控器(1a......Na)中的每一個GSM/GPRS MODEM(5)插有一張在當?shù)仉娦挪块T開通數(shù)據(jù)通信業(yè)務的，彼此號碼不同的SIM卡；所述監(jiān)控中心包括GSM/GPRS MODEM(6)和計算機(7)，GSM/GPRS MODEM(6)和計算機連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的CPU單片機處理電路(4)包括CPU單片機(U1)，用于驅(qū)動GSM/GPRS MODEM(5)的并行-串行轉(zhuǎn)換器(U2)，為擴展CPU單片機(U1)I/O端口以提供各尋址電路單元選通信號的可編程控制器件(U3)，給系統(tǒng)提供時鐘信號的時鐘芯片(U4)，使系統(tǒng)能夠保存大量歷史記錄及各種報警記錄的大容量數(shù)據(jù)存儲器(U5)。
3.根據(jù)權利要求2所述的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的CPU單片機處理電路(4)還包括防止CPU單片機(U1)程序跑飛的復位電路(8)，防止大容量數(shù)據(jù)存儲器(U5)掉電數(shù)據(jù)丟失的掉電保護電路(9)
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述多個監(jiān)控器(1a......Na)中的每一個與電壓互感器PT和電流互感器CT之間，接入接線箱，所述接線箱包括并聯(lián)在電流互感器CT兩端的開關和和電壓互感器PT串聯(lián)的開關。
專利摘要工業(yè)化GSM/GPRS的變壓器參數(shù)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括多個監(jiān)控器和一個監(jiān)控中心多個監(jiān)控器中的每一個輸入三相電壓和電流信號，經(jīng)熱敏電阻輸入三相油槽溫度，多個監(jiān)控器中的每一個包括電力參數(shù)采集電路，溫度采集電路，單片機處理電路和GSM/GPRS MODEM，三相電壓信號和三相電流信號輸入電力參數(shù)采集電路，至單片機處理電路，三相油槽溫度輸入溫度采集電路，至單片機處理電路，單片機處理電路接GSM/GPRS MODEM，多個監(jiān)控器中的每一個GSM/GPRS MODEM插有彼此號碼不同的SIM卡；監(jiān)控中心包括GSM/GPRS MODEM和計算機。本實用新型能及時采集配電變壓器實時數(shù)據(jù)，出現(xiàn)故障時能及時處理。
文檔編號G01R19/00GK2689244SQ20042004521
公開日2005年3月30日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權日2004年4月28日
發(fā)明者許少云, 熊勇 申請人:廣東歐宇信息控制技術有限公司