專利名稱：基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于中壓電力線路的監(jiān)控的基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，電力線路安全對社會生產(chǎn)有著重要的意義。隨著電網(wǎng)容量的不斷擴大，電力線路的安全運行受到越來越大的考驗，隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，對架空電力線路的運行狀態(tài)監(jiān)控成為了可能并且正越來越多地被考慮。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，對于中壓配電線路，由于不能夠?qū)崟r監(jiān)測線路的運行狀態(tài)， 在異常發(fā)生時不能夠提供異常時候的運行信息，因此不能夠有效提高電力線路的安全運行水平。同時，在現(xiàn)有技術(shù)中，由于大多采用太陽能等供電方案，因此存在由于電池壽命導(dǎo)致的定期維護問題。另外，由于電力傳輸線路大多分布于野外，很多地方人們不易到達，尤其是在地形惡劣的地方敷設(shè)電纜或者架空線困難，對于監(jiān)控現(xiàn)場離控制中心距離遠、方圓廣闊、地形復(fù)雜的終端用戶，迫切需要一種以無線通訊方式傳遞實時監(jiān)控信息的裝置。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型是鑒于上述問題提出的，其目的在于提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置，包括一路電壓互感器，用于進行一路電壓采集，對所述電力線路監(jiān)控裝置進行直接現(xiàn)場供電；A相電流互感器和C相電流互感器，用于測量A相和C相電流，從而獲取電力線路的全部電流信息；A相保護電流互感器、C相保護電流互感器以及零序電流互感器，用于在電力線路系統(tǒng)發(fā)生故障時，提供故障時段的線路運行狀態(tài)信息；以及無線通訊模塊，用于以不同的無線通訊方式和監(jiān)控后臺進行通訊。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，還包括微控制單元，其與所述無線通訊模塊的接口統(tǒng)一采用TTL電平的串口通訊，并統(tǒng)一定義串口通訊信號，由此滿足各種無線通訊模塊的需求。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，還包括信號多路選擇器和公用調(diào)理電路，用于進行測量信號調(diào)理，在來自所述一路電壓互感器、所述A相電流互感器、所述C相電流互感器、所述A相保護電流互感器、所述C相保護電流互感器以及所述零序電流互感器的信號進行一定的放大以后，進入所述信號多路選擇器，所述微控制單元根據(jù)測量算法的需要，切換所需要的信號進入所述公用調(diào)理電路，所述公用調(diào)理電路的輸出進入所述微控制單元的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行A/D轉(zhuǎn)換。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，采用硬件鎖相環(huán)提供信號時基。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，所述電力線路監(jiān)控裝置還在軟件接口上規(guī)范定義了多個無線通訊接口函數(shù)，用于針對不同的無線通訊模塊，只要實現(xiàn)相應(yīng)的接口函數(shù)，即可實現(xiàn)利用該無線通訊模塊進行通訊。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，利用GPRS、CDMA、SCDMA, WLAN、Zigbee 等通訊方式和監(jiān)控后臺進行通訊。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置，優(yōu)選地，包括4路開關(guān)狀態(tài)輸入和2路控制輸
出ο技術(shù)效果本實用新型裝置能夠用于中壓配電線路，可以實時監(jiān)測線路的運行狀態(tài)，并可在異常發(fā)生時下提供異常時候的運行信息，可實現(xiàn)電力線路運行的實時監(jiān)控，有效提高電力線路的安全運行水平。由于本實用新型裝置直接采用現(xiàn)場電壓互感器供電，從而避免太陽能等供電方案存在的由于電池壽命導(dǎo)致的定期維護問題。由于本實用新型裝置的通訊采用無線方式通訊，因此適合于人們不易到達野外區(qū)域之廣泛分布的電力線路的實時監(jiān)控。由于本裝置采用模塊化設(shè)計的思想，通過配合的各種無線通訊板及通訊接口函數(shù)，可以利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee等通訊方式和監(jiān)控后臺通訊。

圖1是本實用新型裝置的應(yīng)用的示意圖。圖2是本實用新型的基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施方式
下面，參考附圖說明本實用新型的實施方式。圖1是本實用新型的基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置的應(yīng)用的示意圖。如圖1 所示，包括監(jiān)控后臺、無線通訊網(wǎng)絡(luò)以及現(xiàn)場監(jiān)控模塊。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置即上述的現(xiàn)場監(jiān)控模塊是應(yīng)用于電力自動化系統(tǒng)的、具有測、信、控功能的遠程終端模塊，設(shè)計安裝在配電網(wǎng)的野外柱上開關(guān)處。該模塊能夠精確采集配電線路的電流、電壓和開關(guān)狀態(tài)等參數(shù)，能夠可靠地對負荷開關(guān)等終端設(shè)備進行遙控操作。本實用新型的電力線路監(jiān)控裝置主要用于中壓電力線路的監(jiān)控。由于電力線路廣泛分布于野外，因此本實用新型裝置的通訊采用無線方式通訊，并采用模塊化設(shè)計的思想， 通過配合的各種無線通訊板，可以實現(xiàn)利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee等通訊方式和監(jiān)控后臺通訊。無線通訊可以擺脫有線通訊情況下的通訊距離限制的問題，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋到的地方做到隨地通訊。尤其是在地形惡劣的地方可以免去敷設(shè)電纜或者架空線的困難。十分適合于現(xiàn)場離控制中心距離遠、方圓廣闊、地形復(fù)雜的終端用戶。本實用新型裝置設(shè)計用于中壓配電線路，可以實時監(jiān)測線路的運行狀態(tài)，并可在異常發(fā)生時下提供異常時候的運行信息。本裝置在電力線路上應(yīng)用，可對實現(xiàn)電力線路運行的實時監(jiān)控，有效提高電力線路的安全運行水平。圖2是本實用新型的基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)方框圖，其包括: MCU(微控制單元)、無線通訊模塊、4路開關(guān)狀態(tài)輸入、2路控制輸出、鎖相環(huán)、A相電壓互感器、A相電流互感器、A相保護電流互感器、C相電流互感器、C相保護電流互感器、零序電流互感器、信號放大、信號調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換。由于中壓線路一般電壓三相平衡，故裝置采用一路電壓采集，以節(jié)省現(xiàn)場所需電壓互感器；測量A相和C相電流，由于三相系統(tǒng)電流矢量和始終為零，從而可以獲取線路的全部電流信息；系統(tǒng)還涉及了 A相和C相保護電流互感器以及零序電流互感器，從而可以在系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以提供故障時段的線路運行狀態(tài)信息。由于本實用新型裝置需要測量現(xiàn)場電壓，故裝置直接采用現(xiàn)場電壓互感器供電， 從而避免太陽能等供電方案存在的由于電池壽命導(dǎo)致的定期維護問題。裝置在電力線路現(xiàn)場一般安裝與電力線路的關(guān)鍵節(jié)點上。裝置采用信號多路選擇，公用調(diào)理電路的方式進行測量信號調(diào)理，在信號進行一定的放大以后，進入多路選擇器，MCU根據(jù)測量算法的需要，切換所需要的信號進入公用調(diào)理電路，公用調(diào)理電路的輸出進入MCU的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行A/D轉(zhuǎn)換。通過公用調(diào)理電路方式，6路線路信號輸入僅僅需要一個調(diào)理電路，降低了裝置的成本。裝置采用硬件鎖相環(huán)提供信號時基，在簡化了采樣算法同時保證了采樣時基的準確性和可靠性?？紤]到實際應(yīng)用場合中，需要的無線通訊方式可能是十分多樣的，故裝置在設(shè)計的時候就充分考慮到了這方面的問題，通過硬件模塊化設(shè)計和軟件上規(guī)范的接口定義，使得裝置可以適應(yīng)多樣的無線網(wǎng)絡(luò)通訊需求。只要安裝不同的通訊板，并配合相應(yīng)的通訊軟件模塊，即可以實現(xiàn)不同的通訊方式。為了適應(yīng)多樣無線通訊方式的需求，裝置在硬件上，MCU和無線模塊的通訊接口統(tǒng)一采用TTL電平的串口通訊，并統(tǒng)一定義了串口通訊信號，包括了 T)(D、RXD、CTS、RTS、DTR、 STR以及D⑶信號，可以滿足各種無線通訊模塊的需求。為了適應(yīng)多樣無線通訊方式的需求，裝置還在軟件接口上做了規(guī)范的定義，軟件的無線通訊接口函數(shù)有InitRFPara()，ResetRFPara (), InitRFModuleO , RFProcess (), RFTickProcO 等。InitRFParaO 該函數(shù)用于系統(tǒng)啟動時，從參數(shù)存儲區(qū)中讀取無線通訊模塊的運行參數(shù)。ResetRFParamO 該函數(shù)用于系統(tǒng)檢測到無效的無線模塊運行參數(shù)時，提供缺省的無線模塊運行參數(shù)。InitRFModuleO 該函數(shù)用于系統(tǒng)啟動時，初始化無線通訊模塊。RFProcess ()當系統(tǒng)檢測到有效的無線模塊通訊數(shù)據(jù)時，處理無線模塊的通訊數(shù)據(jù)，這不僅包括裝置通過無線模塊和后臺的通訊數(shù)據(jù)，還包括無線模塊本身的狀態(tài)維護和處理。RFTickProcO 該函數(shù)被系統(tǒng)以固定的時間間隔周期性調(diào)用，用于實現(xiàn)無線模塊的狀態(tài)機以及無線模塊的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。這樣，針對不同的無線模塊，只要實現(xiàn)相應(yīng)的接口函數(shù)，即可實現(xiàn)利用該無線模塊進行通訊，而不需要改動模塊軟件的其他部分，可以容易地適應(yīng)多種無線通訊模塊的需要。本實用新型的上述實施方式僅僅是示例性的，本實用新型不局限于上述實施方式。在不脫離本發(fā)明宗旨和思想的情況下，本實用新型能夠進行各種變更。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，根據(jù)和應(yīng)用本實用新型公開的構(gòu)思，能夠容易地對本實用新型方案進行各種變形和改變，應(yīng)當注意的是，所有這些變形和改變都應(yīng)當屬于本實用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，包括一路電壓互感器，用于進行一路電壓采集，對所述電力線路監(jiān)控裝置進行直接現(xiàn)場供電；A相電流互感器和C相電流互感器，用于測量A相和C相電流，從而獲取電力線路的全部電流信息；A相保護電流互感器、C相保護電流互感器以及零序電流互感器，用于在電力線路系統(tǒng)發(fā)生故障時，提供故障時段的線路運行狀態(tài)信息；以及無線通訊模塊，用于以不同的無線通訊方式和監(jiān)控后臺進行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括微控制單元，其與所述無線通訊模塊的接口統(tǒng)一采用TTL電平的串口通訊，并統(tǒng)一定義串口通訊信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括信號多路選擇器和公用調(diào)理電路，用于進行測量信號調(diào)理，在來自所述一路電壓互感器、所述A相電流互感器、所述C相電流互感器、所述A相保護電流互感器、所述C相保護電流互感器以及所述零序電流互感器的信號進行一定的放大以后，進入所述信號多路選擇器，切換所需要的信號進入所述公用調(diào)理電路，所述公用調(diào)理電路的輸出進入所述微控制單元的A/D轉(zhuǎn)換模塊進行A/D轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，采用硬件鎖相環(huán)提供信號時基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、 Zigbee通訊方式和監(jiān)控后臺進行通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電力線路監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括4路開關(guān)狀態(tài)輸入和2路控制輸出。
專利摘要本實用新型提供一種基于無線網(wǎng)絡(luò)的電力線路監(jiān)控裝置，包括一路電壓互感器，用于進行一路電壓采集，對所述電力線路監(jiān)控裝置進行直接現(xiàn)場供電；A相和C相電流互感器，用于測量A相和C相電流，從而獲取電力線路的全部電流信息；A相和C相保護電流互感器以及零序電流互感器，用于在電力線路系統(tǒng)發(fā)生故障時，提供故障時段的線路運行狀態(tài)信息；以及無線通訊模塊，用于以不同的無線通訊方式和監(jiān)控后臺進行通訊。
文檔編號G08C17/02GK202160010SQ20112013127
公開日2012年3月7日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者朱宏兵 申請人:北京世紀德潤科技有限公司