專利名稱：變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力設備監(jiān)測與防盜技術領域，尤其涉及一種變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置。
背景技術：
變壓器，尤其是地處偏遠區(qū)域的變壓器長期處于缺乏維護的狀態(tài)，當其由于人為或自然原因出現(xiàn)意外斷電時，如盜竊、火災等，將造成大面積長時間的停電，并且無法追究責任人和具體發(fā)生時間，給電力部門帶來了極大的損失?；谏鲜霰尘?，為了在變壓器發(fā)生 異常時，能夠及時監(jiān)測并告警、對電力部門或維修人員進行有效提醒，以便采取相應措施，變壓器監(jiān)測與防盜設備應運而生。當前對變壓器的監(jiān)測與防盜功能是通過對變壓器的電壓、電流、溫度或開關柜的柜門狀態(tài)這些參數(shù)進行獲取和分析實現(xiàn)的。現(xiàn)有的變壓器監(jiān)測與防盜設備只對上述參數(shù)中的一種或幾種進行獲取和分析，例如，只獲取電壓、電流和溫度的變壓器監(jiān)測與防盜設備，在工作時，不能對開關柜的柜門狀態(tài)進行獲取和分析，在獲取的上述三種參數(shù)正常的情況下，開關柜的柜門有可能已被開啟，從而存在潛在的未被檢測出的盜竊風險；相應地，例如只能獲取電壓、電流和開關柜的柜門狀態(tài)的變壓器監(jiān)測與防盜設備，在工作時，不能對變壓器溫度進行獲取和分析，在獲取的三種參數(shù)均正常的情況下，變壓器的溫度可能已經(jīng)過高，從而存在潛在的火災風險。綜上，現(xiàn)有的變壓器監(jiān)測與防盜設備缺少對上述四種參數(shù)的完全監(jiān)測，從而也缺少對上述四種參數(shù)異常的情況下可能導致的異常事件的完全有效提醒。因此，亟需一種對上述四種參數(shù)均進行獲取與分析的變壓器監(jiān)測與防盜設備，以實現(xiàn)對上述異常事件的完全有效提醒，進一步地，降低異常事件所導致的風險。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，以實現(xiàn)對變壓器的電壓、電流、溫度和開關柜的柜門狀態(tài)的完全監(jiān)測及異常告警，進一步降低上述四個參數(shù)異常時的異常事件所導致的風險。為此，本實用新型采用如下技術方案一種變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，包括電流采集接口電路；電壓采集接口電路；溫度米集接口電路； 柜門狀態(tài)采集接口電路；與所述各接口電路同時相連，用于分別通過所述各接口電路獲取變壓器的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)，并檢測所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常的中央處理器；[0013]與所述中央處理器相連，用于當所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項存在異常時，進行相應異常告警的告警電路。優(yōu)選的，所述變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，還包括與所述中央處理器相連，用于遠程發(fā)送異常信息的通信接口電路。優(yōu)選的，所述通信接口電路具體采用無線通信接口電路。優(yōu)選的，所述通信接口電路遠程發(fā)送的異常信息具體采用短信的形式。優(yōu)選的，所述變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，還包括與所述中央處理器相連的，用于對其進行供電的電源模塊。 優(yōu)選的，所述變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，包括與所述中央處理器相連的，用于提供備用電源的充放電電路，其中所述充放電電路包括充電電路和放電電路。優(yōu)選的，所述告警電路包括分別與所述中央處理器相連的蜂鳴器電路和指示燈電路。優(yōu)選的,所述中央處理器具體采用Atmega64L芯片。本實用新型實施例提供的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置同時包括了四種接口電路電流采集接口電路、電壓采集接口電路、溫度采集接口電路和柜門狀態(tài)采集接口電路。所述中央處理器可通過所述各接口電路獲取變壓器的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)，并檢測所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常，若存在異常，即通過所述告警電路進行相應告警?？梢?，本實用新型具有同時監(jiān)測變壓器的電壓、電流、溫度以及開關柜的柜門狀態(tài)的功能，實現(xiàn)了對上述四種參數(shù)的完全監(jiān)測及異常告警，從而在上述四種參數(shù)存在異常時，可及時采取相應維修或防盜措施，進一步降低了異常事件所導致的風險。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本實用新型實施例提供的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的一種結構示意圖；圖2是本實用新型實施例提供的電流采集接口電路圖；圖3是本實用新型實施例提供的電壓采集接口電路圖；圖4是本實用新型實施例提供的溫度采集接口電路的電路圖；圖5是本實用新型實施例提供的柜門狀態(tài)采集接口電路圖；圖6是本實用新型實施例提供的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的端子定義與接線示意圖圖7是本實用新型實施例提供的Atmega64L芯片的結構圖；圖8是本實用新型實施例提供的蜂鳴器電路圖；圖9是本實用新型實施例提供的指示燈電路圖；圖10是本實用新型實施例提供的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的另一種結構示意圖；圖11是本實用新型實施例提供的通信接口電路的結構示意圖；圖12是本實用新型實施例提供的電源電路結構圖；圖13是本實用新型實施例提供的充放電電路的充電電路圖；圖14是本實用新型實施例提供的充放電電路的放電電路圖。
具體實施方式
為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍?！け緦嵱眯滦吞峁┝艘环N變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，請參見圖1，其示出了上述變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的一種結構，包括電流采集接口電路100、電壓采集接口電路200、溫度采集接口電路300、柜門狀態(tài)采集接口電路400、中央處理器(CPU，CentralProcessing Unit) 500以及告警電路600,其中電流采集接口電路100，用于提供獲取變壓器的電流的接口。請參見圖2，其為本實用新型實施例提供的電流采集接口電路100的電路圖。本實施例中，變壓器的電流具體為三相電流:A相、B相、C相，如圖2所示，在電流采集接口電路100中，三相電流通過電流互感器后，分別流經(jīng)電阻Rl、R2和R3，繼而在上述電阻Rl、R2和R3兩端分別產(chǎn)生電壓。電壓采集接口電路200，用于提供獲取變壓器的電壓的接口。具體地，變壓器的電壓為三相電壓A相、B相、C相。請參見圖3，其示出了電壓采集接口電路200的電路圖。如圖所示，三相電壓分別通過三個電流互感器PTl、PT2和ΡΤ3后，產(chǎn)生相應的電流，所產(chǎn)生的電流分別流經(jīng)圖中電阻R4、R5和R6，從而在上述電阻R4、R5和R6兩端分別產(chǎn)生電壓U4、U5和U6。溫度采集接口電路300，用于提供獲取變壓器的溫度的接口。本實施例中，獲取的變壓器的溫度具體為變壓器的鐵芯溫度。溫度采集接口電路300的電路結構圖請參見圖4，本接口電路在具體工作時直接與作為溫度傳感器的PtlOO電阻相連，PtlOO電阻可將變壓器的鐵芯溫度轉換為電壓信號，繼而上述電壓信號在該溫度采集接口電路300中通過由電阻R32、R43和R41構成的橋式電路，之后進入到運算放大器LMV358中被放大，如圖所示，運算放大器LMV358具體為由電阻R43和R38組成的10倍放大器。柜門狀態(tài)采集接口電路400，用于提供獲取變壓器的開關柜柜門狀態(tài)的接口。本實施例中，開關柜的柜門狀態(tài)具體通過對開關柜柜門的兩路開關量的檢測獲取。柜門狀態(tài)采集接口電路400的電路圖請參見圖5，兩路開關量信號分別通過電阻R71和R73后進入光耦NI、N2的前端，之后從光耦NI、N2的后端被輸出至下述Atmega64L芯片的PC7、PC6引腳。[0052]請參見圖6，其為本實用新型實施例提供的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置針對上述各接口電路的端子定義與接線示意圖，圖中溫度采集接口電路300的Pt接口可以接兩線制或三線制Ptioo電阻，如果是兩線制，則PtlOO電阻的兩端分別連接圖中端子14與端子15，且需把端子13用短接線連接至端子14 ;如果是三線制，則PtlOO電阻的正端接圖中端子15，另外兩端不作區(qū)分直接與端子13和端子14相連。兩路開關量輸入都是無源輸入節(jié)點，不需要外加輔助電源。圖中端子2、端子5、端子8及端子10分別連接A相、B相、C相三相電壓及零線。而端子I、端子4和端子7分別為A相、B相、C相三相電流的電流入線端，相應地，端子3、端子6、端子9分別為上述三相電流的電流出線端。中央處理器500，與電流采集接口電路100、電壓采集接口電路200、溫度采集接口電路300和柜門狀態(tài)采集接口電路400同時相連，用于分別通過上述各接口電路獲取變壓器的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)，并檢測上述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常。其中，中央處理器500具體采用Atmega64L芯片實現(xiàn)其功能。參見圖7，其為本實施例提供的Atmega64L芯片的結構圖。相應地，中央處理器500通過各接口電路對變壓器·的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)的獲取功能，具體通過上述Atmega64L芯片對各接口電路的相應參數(shù)數(shù)據(jù)的測量以及計算得到。Atmega64L芯片獲取變壓器的電流的過程如下Atmega64L芯片對圖2中電阻R1、R2和R3兩端的電壓U1、U2和U3分別進行測量；進而依據(jù)電學公式I=U/R(公知)，計算得出流經(jīng)R1、R2和R3的電流，即三相電流通過電流互感器后分別對應的電流I1=U1/R1、I2=U2/R2、I3=U3/R3 ;最后依據(jù)電流互感器的變比分別對II、12和13進行計算即可得出三相電流值。相應地，Atmega64L芯片對變壓器的電壓進行獲取的過程為Atmega64L芯片首先測量出圖3中電阻R4、R5和R6兩端的電壓U4、U5和U6。然后，依據(jù)電學公式I=U/R以及電流互感器PT1、PT2和PT3的變比計算變壓器的三相電壓，此過程與上述計算變壓器的三相電流的過程類似，不再詳細闡述。對變壓器的溫度進行獲取時，Atmega64L芯片的ADC7引腳接收經(jīng)圖4中運算放大器LMV358放大后的電壓信號，之后，Atmega64L芯片對其ADC7引腳上的電壓信號進行采集，并依據(jù)采集的電壓信號值計算變壓器的鐵芯溫度。Atmega64L芯片的PC7、PC6引腳接收圖5中從光耦N1、N2后端輸出的兩路開關量信號，之后，Atmega64L芯片通過采樣并檢測PC7、PC6引腳的電平高低來判斷兩路開關量是斷開還是接通，進而判斷開關柜柜門狀態(tài)。具體地，上述判斷柜門狀態(tài)的過程為若PC6、PC7引腳為高電平，則表示兩路開關量斷開，而兩路開關量斷開時，判定開關柜柜門狀態(tài)為打開狀態(tài)；反之，若上述引腳為低電平，則兩路開關量接通，繼而判定開關柜柜門為閉合狀態(tài)。接下來，對檢測上述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常的過程進行描述。對三相電流進行檢測時，具體通過對每一相電流與預設電流值進行比較判斷其是否存在異常，當其中的任意一相電流或幾相電流的電流值小于預設電流值時即判定為電流異常。其中，預設電流值可根據(jù)具體需要進行設定，本實施例中，預設電流值范圍為(Γ400Α可調(diào)，且檢測誤差低于1%。相應地，對三相電壓進行檢測時，具體通過對每一相電壓與預設電壓值進行比較判斷其是否存在異常，當其中的任意一相電壓或幾相電壓的電壓值小于預設電壓值時即判定為電壓異常。本實施例中，預設電壓值范圍為(T200V可調(diào)，且檢測誤差低于1%。當所接收的變壓器的溫度值大于預設溫度值時，判定為溫度異常。本實施例中，預設溫度值范圍為40°C 180°C可調(diào)，且檢測誤差低于1°C ；當所檢測的柜門狀態(tài)為開時，即判定開關柜的柜門狀態(tài)為異常。 告警電路600，與中央處理器500相連，用于當上述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項存在異常時，進行相應異常告警。具體地，告警電路600包括分別與中央處理器500相連的蜂鳴器電路和指示燈電路。參見圖8和圖9，其分別為蜂鳴器電路和指示燈電路的電路結構圖，當變壓器的電壓、電流、溫度及開關柜的柜門狀態(tài)中的任一項或幾項存在異常時，Atmega64L芯片即觸發(fā)圖8中蜂鳴器SPl產(chǎn)生連續(xù)5分鐘的鳴叫告警，以及圖9中相應的指示燈報警。其中，蜂鳴器SPl產(chǎn)生5分鐘告警后，若告警未恢復，則停止5分鐘，之后繼續(xù)告警，否則，若告警恢復則停止鳴叫；圖9中，LED5-LED7分別為A相、B相、C相三相電壓的告警指示燈，LED8-LED10分別為A相、B相、C相三相電流的告警指示燈，LEDll為溫度告警指示燈，LED2和LED14分別為兩路開關量告警指示燈，當上述電壓、電流、溫度、開關量的某一參數(shù)出現(xiàn)異常時，相應的指示燈被觸發(fā)，并以紅色常亮的形式進行告警，異?；謴秃?，相應的指示燈滅。綜上，Atmega64L芯片為整個變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置的核心，本實施例中，該Atmega64L芯片的資源分配情況請參見下述表I。表I
權利要求1.一種變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，包括 電流采集接口電路； 電壓采集接口電路； 溫度采集接口電路； 柜門狀態(tài)采集接口電路； 與所述各接口電路同時相連，用于分別通過所述各接口電路獲取變壓器的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)，并檢測所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常的中央處理器； 與所述中央處理器相連，用于當所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項存在異常時，進行相應異常告警的告警電路。
2.根據(jù)權利要求I所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，還包括與所述中央處理器相連，用于遠程發(fā)送異常信息的通信接口電路。
3.根據(jù)權利要求2所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，所述通信接口電路具體采用無線通信接口電路。
4.根據(jù)權利要求3所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，所述通信接口電路遠程發(fā)送的異常信息具體采用短信的形式。
5.根據(jù)權利要求I所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于還包括與所述中央處理器相連的，用于對其進行供電的電源模塊。
6.根據(jù)權利要求I所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于還包括與所述中央處理器相連的，用于提供備用電源的充放電電路，其中 所述充放電電路包括充電電路和放電電路。
7.根據(jù)權利要求I所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，所述告警電路包括分別與所述中央處理器相連的蜂鳴器電路和指示燈電路。
8.根據(jù)權利要求I所述的變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其特征在于，所述中央處理器具體采用Atmega64L芯片。
專利摘要本實用新型公開了一種變壓器無線監(jiān)測與防盜裝置，其包括電流采集接口電路；電壓采集接口電路；溫度采集接口電路；柜門狀態(tài)采集接口電路；與所述各接口電路同時相連，用于分別通過所述各接口電路獲取變壓器的電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)，并檢測所述電流、電壓、溫度和柜門狀態(tài)中的任一項或幾項是否存在異常的中央處理器；與所述中央處理器相連，用于進行異常告警的告警電路?？梢?，本實用新型具有同時監(jiān)測變壓器的電壓、電流、溫度以及開關柜的柜門狀態(tài)的功能，實現(xiàn)了對上述四種參數(shù)的完全監(jiān)測及異常告警，從而在上述四種參數(shù)存在異常時，可及時采取相應維修或防盜措施，進一步降低了異常事件所導致的風險。
文檔編號G01R31/00GK202693700SQ201220285958
公開日2013年1月23日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權日2012年6月18日
發(fā)明者李陳, 黃國林, 汪慶, 毛華彬 申請人:四川中浩控制技術有限公司