專利名稱：一種基于gprs的有載調(diào)容變壓器控制裝置及控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力控制領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控 制裝置及控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前我國農(nóng)網(wǎng)配電變壓器損耗還相當(dāng)嚴(yán)重，用電負(fù)荷季節(jié)性強(qiáng)，造成大量電力資 源不必要的浪費(fèi)。采用有載調(diào)容配電變壓器可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷大小調(diào)節(jié)變壓器容量，使配電 變壓器空載損耗大大降低，節(jié)能降損效益巨大。有載調(diào)容配電變壓器是一種具有大小兩種額定容量，根據(jù)用戶所帶負(fù)荷大小由有 載調(diào)容智能控制器自動檢測判斷，并通過有載調(diào)容開關(guān)，在變壓器不停電狀態(tài)的下，對變壓 器兩種容量進(jìn)行自動切換，實(shí)現(xiàn)對運(yùn)行過程中變壓器容量大小自動調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)兩種額 定容量運(yùn)行方式自動轉(zhuǎn)換的配電變壓器。目前所運(yùn)行的有載調(diào)容變壓器中，有載調(diào)容變壓器只能現(xiàn)場對運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行查 看、數(shù)據(jù)采集，無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集，狀態(tài)監(jiān)測，這樣就無法實(shí)時掌握有載調(diào)容變壓器的 運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)一些有載調(diào)容變壓器發(fā)生故障或存在一些安全隱患時，運(yùn)行維護(hù)人員也無法 及時解決故障，給企業(yè)生產(chǎn)和居民生活帶來了許多不安全因素。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型實(shí)施例為了解決現(xiàn)有技術(shù)中不能遠(yuǎn)程查看和控制有載調(diào)容變壓器的 運(yùn)行狀態(tài)，提供了一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制裝置及控制系統(tǒng)。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供的基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制裝置包括處理單元，GPRS單元，電流采樣單元，電壓采樣單元，狀態(tài)監(jiān)測單元；所述GPRS單元，電流采樣單元，電壓采樣單元和狀態(tài)監(jiān)測單元分別與所述處理單 元相連接；所述電流采樣單元，用于檢測供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)；所述電壓采樣單元，用于檢測供電回路中的電壓信息數(shù)據(jù)；所述GPRS單元，用于與遠(yuǎn)端設(shè)備通過GPRS進(jìn)行無線通信；所述狀態(tài)監(jiān)測單元，用于監(jiān)測所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，向所述處理單元 發(fā)送有載調(diào)容變壓器運(yùn)行狀態(tài)信息；所述處理單元，通過所述電流采樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信 息數(shù)據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過所述狀態(tài)監(jiān)測單元獲取所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信 息，將上述電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息通過所述GPRS單元發(fā)送給遠(yuǎn)端服 務(wù)器。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的有載調(diào)容變壓器控制裝置的一個進(jìn)一步的方面，還 包括Zigbee通信單元，與所述處理單元相連接，用于與具有Zigbee通信模塊的手持終端相
ififn。
3[0015]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的有載調(diào)容變壓器控制裝置的再一個進(jìn)一步的方面， 還包括輸入輸出單元，與所述處理單元相連接，用于用戶輸入控制信息，顯示所述有載調(diào)容 變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的有載調(diào)容變壓器控制裝置的另一個進(jìn)一步的方面， 所述輸入輸出單元包括按鍵、撥碼開關(guān)和顯示燈。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例所述的有載調(diào)容變壓器控制裝置的另一個進(jìn)一步的方面， 還包括控制單元，與所述處理單元相連接，用于根據(jù)處理單元的控制命令控制所述有載調(diào) 容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)。本實(shí)用新型還提供了一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，包括，如上所述 的有載調(diào)容變壓器控制裝置，該有載調(diào)容變壓器控制裝置通過GPRS單元將所述有載調(diào)容 變壓器的電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器；并接收所述遠(yuǎn) 端服務(wù)器的控制命令，對所述有載調(diào)容變壓器進(jìn)行控制。通過本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以監(jiān)控遠(yuǎn)程有載調(diào)容變壓器的狀態(tài)和工作參數(shù)，還 能夠遠(yuǎn)程控制所述有載調(diào)容變壓器，提高有載調(diào)容變壓器的工作效率，并且可以確保電力 系統(tǒng)的安全。

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)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1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例一種帶有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置結(jié) 構(gòu)示意圖；圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例GPRS單元的具體結(jié)構(gòu)圖；圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例具有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置與外接 設(shè)備進(jìn)行通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例控制裝置與有載調(diào)容變壓器工作流程圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。如圖1所示為本實(shí)用新型實(shí)施例一種帶有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置 結(jié)構(gòu)示意圖。包括處理單元101，GPRS單元102，電流采樣單元103，電壓采樣單元104，狀態(tài)監(jiān) 測單元105。所述GPRS單元102，電流采樣單元103，電壓采樣單元104和狀態(tài)監(jiān)測單元105分 別與所述處理單元101相連接。[0029]所述電流采樣單元103，用于檢測供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)。所述電壓采樣單元104，用于檢測供電回路中的電壓信息數(shù)據(jù)。所述GPRS單元102，用于與遠(yuǎn)端設(shè)備通過通用分組無線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service, GPRS)進(jìn)行無線通信。所述狀態(tài)監(jiān)測單元105，用于監(jiān)測所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，向所述處理單 元發(fā)送有載調(diào)容變壓器運(yùn)行狀態(tài)信息，所述運(yùn)行狀態(tài)包括有載調(diào)容變壓器開關(guān)的位置狀態(tài) 以及有載調(diào)容變壓器的容量大小。所述運(yùn)行狀態(tài)信息還可以包括有載調(diào)容變壓器負(fù)載側(cè)的 電流值、電壓值、有功功率、無功功率、功率因素、設(shè)定調(diào)容門限值和時間定值、臺區(qū)名稱、臺 區(qū)地址，調(diào)容開關(guān)高、低容位置信息等。所述處理單元101，通過所述電流采樣單元103、電壓采樣單元104獲取供電回路 中的電流信息數(shù)據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過所述狀態(tài)監(jiān)測單元105獲取所述有載調(diào)容變壓 器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述信息通過所述GPRS單元發(fā)送給遠(yuǎn)端設(shè)備。作為本實(shí)用新型的一個進(jìn)一步的方面，還包括Zigbee通信單元106，與所述處理 單元相連接，用于與具有Zigbee通信模塊的手持終端相通信。作為本實(shí)用新型的一個進(jìn)一步的方面，還包括輸入輸出單元107，與所述處理單元 相連接，用于用戶輸入控制信息，顯示所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。例如包括按鍵和顯 示器，顯示燈，觸摸屏幕等。作為本實(shí)用新型的一個進(jìn)一步的方面，還包括控制單元108，與所述處理單元相連 接，用于根據(jù)處理單元的控制命令控制所述有載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)，即控制有載 調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的高容、低容投切。如圖2所示為本實(shí)用新型實(shí)施例GPRS單元的具體結(jié)構(gòu)圖。包括GPRS單元的通信模塊201，在本例中可以采用ME3000通信模塊，開關(guān)機(jī)電路 202，SIM卡接口模塊203，串行接口模塊204，電源電路模塊205，微控制器(MCU) 206，以及 指示燈207。所述開關(guān)機(jī)電路202，SIM卡接口模塊203，串行接口模塊204，電源電路模塊205， 微控制器(MCU) 206，以及指示燈207均與所述ME3000通信模塊201相連接。所述ME3000通信模塊201，用于通過SIM卡接口模塊203中的SIM卡與外界設(shè)備 進(jìn)行GSM無線通信。所述開關(guān)機(jī)電路202，用于控制所述GPRS單元開或關(guān)。所述SIM卡接口模塊203，用于將SIM卡和所述ME3000通信模塊201相連接。所述串行接口模塊204，用于將所述GPRS單元與其它設(shè)備相連接，例如與圖1中所 述的有載調(diào)容變壓器控制裝置的處理單元。所述電源電路模塊205，用于向所述GPRS單元進(jìn)行供電。所述微控制器206，用于控制所述ME3000通信模塊與外界設(shè)備的無線通信。所述指示燈207，用于顯示所述GPRS單元的工作狀態(tài)，例如綠燈閃爍表示GPRS單 元工作正常，紅燈閃爍表示所述GPRS單元工作異常。如圖3所示為本實(shí)用新型實(shí)施例具有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置與外 接設(shè)備進(jìn)行通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中包括多個有載調(diào)容變壓器301、控制裝置302，移動基站收發(fā)信臺(BTQ303，移動基站控制器(BSC) 304，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN) 305，GPRS網(wǎng)絡(luò)306，網(wǎng)關(guān)GPRS支持 節(jié)點(diǎn)(GGSN) 307，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)308，服務(wù)器309。所述控制裝置302獲取所述有載調(diào)容變壓器301的數(shù)據(jù)信息，所述控制裝置302 將所述數(shù)據(jù)信息打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過GPRS單元將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去，所述移動 基站收發(fā)信臺303接收到該數(shù)據(jù)信息后，將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送到移動基站控制器304，所述 移動基站控制器304再通過服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)305將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送到GPRS網(wǎng)絡(luò)306， 所述網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)307接收到該數(shù)據(jù)信息后將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)308發(fā) 送給所述服務(wù)器309，所述服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、解密后通過網(wǎng)口轉(zhuǎn) 發(fā)到所述服務(wù)器的監(jiān)控界面上。相反，當(dāng)服務(wù)器309向所述有載調(diào)容變壓器301及控制裝 置302下發(fā)數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)經(jīng)過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)308和GPRS網(wǎng)絡(luò)306發(fā) 送到控制裝置302，控制裝置302將接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、解密后通過RS232串口 發(fā)送到有載調(diào)容變壓器301中以進(jìn)行控制等操作。具有GPRS單元的控制裝置利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時傳輸有載調(diào)容變壓器的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù) 經(jīng)過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過無線方式發(fā)送，由BTS (移動基站收發(fā)信臺)接收后發(fā)送到 BSC (移動基站控制器)，再經(jīng)過SGSN (服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)經(jīng)過GGSN 后進(jìn)入Internet，最后通過防火墻到達(dá)企業(yè)內(nèi)部的管理服務(wù)器，監(jiān)控中心主機(jī)通過局域網(wǎng) 來訪問接收到的有載調(diào)容智能變壓器臺區(qū)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。監(jiān)控中心將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過解 包、CRC校驗(yàn)、解密后通過網(wǎng)口轉(zhuǎn)發(fā)到監(jiān)控主機(jī)的后臺監(jiān)控界面上。相反，當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng) 上位機(jī)下發(fā)數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)經(jīng)過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過hternet網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 到具有GPRS單元的控制裝置。遠(yuǎn)程GPRS終端將接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、解密后通 過RS232串口發(fā)送到有載調(diào)容智能變壓器中。如圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例控制裝置與有載調(diào)容變壓器工作流程圖。包括步驟401，控制裝置啟動。步驟402，所述控制裝置通過GPRS單元判斷是否接收到了升級數(shù)據(jù)，如果有升級 數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟403，否則進(jìn)入步驟404。步驟403，檢查數(shù)據(jù)來源，確保數(shù)據(jù)流的正確性，然后升級控制裝置中的軟件，進(jìn)入 步驟405。步驟404，控制裝置判斷預(yù)定時間是否已經(jīng)到達(dá)，如果到達(dá)例如2秒，則進(jìn)入步驟 405，否則返回步驟402。步驟405，控制裝置初始化，檢查系統(tǒng)時鐘和系統(tǒng)配置是否正常。步驟406，根據(jù)控制裝置中設(shè)定值，進(jìn)入相應(yīng)的控制模式。步驟407，進(jìn)入自動模式，根據(jù)調(diào)容策略和配置參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)容動作。當(dāng)調(diào)容次 數(shù)超過限制次數(shù)時，無條件調(diào)至高容并閉鎖，每日零點(diǎn)時刻，系統(tǒng)自動解除閉鎖。步驟408，進(jìn)入遠(yuǎn)程控制模式，根據(jù)服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制命令，進(jìn)行調(diào)容動作。步驟409，控制裝置實(shí)時檢測RS232串口、無線通信口的命令數(shù)據(jù)并作相應(yīng)的處 理根據(jù)命令可傳送所有遙測量、遙信量、高低容調(diào)容次數(shù)、高低容累計(jì)運(yùn)行時間、事件記 錄、軟件版本信息，根據(jù)命令可設(shè)定有載調(diào)容變壓器的參數(shù)和調(diào)容配置參數(shù)等，根據(jù)命令可 清除控制裝置的高低容運(yùn)行時間、事件記錄、調(diào)容次數(shù)等運(yùn)行信息，并返回步驟406。遙測量 主要是有載調(diào)容變壓器負(fù)載側(cè)的電流值、電壓值、有功功率、無功功率、功率因素、設(shè)定調(diào)容
6門限值和時間定值、臺區(qū)名稱、臺區(qū)地址等；遙信量指調(diào)容開關(guān)高、低容位置信息。采集遙測 量和遙信量主要為了實(shí)時掌握有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行情況。通過上述步驟，服務(wù)器處可以實(shí)時監(jiān)測有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行參數(shù)(電流、電壓、 有功功率、無功功率等)和調(diào)容開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，而且能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載大小修改高、低容 調(diào)容的定值參數(shù)，使變壓器可以更加經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)控制，可下載和保 存運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析和曲線生成，并可實(shí)現(xiàn)程序在線升級。此外，當(dāng)有載調(diào)容變壓器 出現(xiàn)故障或運(yùn)行異常時，可以實(shí)現(xiàn)故障報警和異常預(yù)警，并可以通過聲光和短消息的方式 提示運(yùn)行維護(hù)和管理人員。以上所述的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn) 一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
而已，并不用于 限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制裝置，其特征在于包括處理單元，GPRS單元，電流采樣單元，電壓采樣單元，狀態(tài)監(jiān)測單元；所述GPRS單元，電流采樣單元，電壓采樣單元和狀態(tài)監(jiān)測單元分別與所述處理單元相 連接；所述電流采樣單元，用于檢測供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)；所述電壓采樣單元，用于檢測供電回路中的電壓信息數(shù)據(jù)；所述GPRS單元，用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器通過GPRS進(jìn)行無線通信；所述狀態(tài)監(jiān)測單元，用于監(jiān)測所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，向所述處理單元發(fā)送 有載調(diào)容變壓器運(yùn)行狀態(tài)信息；所述處理單元，通過所述電流采樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信息數(shù) 據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過所述狀態(tài)監(jiān)測單元獲取所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息， 將上述電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息通過所述GPRS單元發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括Zigbee通信單元，與所述處理單元 相連接，用于與具有Zigbee通信模塊的手持終端相通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括輸入輸出單元，與所述處理單元相 連接，用于用戶輸入控制信息，顯示所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述輸入輸出單元包括按鍵、撥碼開關(guān)和 顯示燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括控制單元，與所述處理單元相連 接，用于根據(jù)處理單元的控制命令控制所述有載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)。
6.一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，其特征在于包括，如權(quán)利要求1-5任意 一項(xiàng)所述有載調(diào)容變壓器控制裝置，該有載調(diào)容變壓器控制裝置通過GPRS單元將所述有 載調(diào)容變壓器的電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器；并接收 所述遠(yuǎn)端服務(wù)器的控制命令，對所述有載調(diào)容變壓器進(jìn)行控制。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電力控制領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種基于GPRS的有載調(diào)容變壓器控制裝置及控制系統(tǒng)，其中裝置通過電流采樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過狀態(tài)監(jiān)測單元獲取有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)信息通過GPRS單元發(fā)送給遠(yuǎn)端服務(wù)器。通過本實(shí)用新型的實(shí)施例可以監(jiān)控遠(yuǎn)程有載調(diào)容變壓器的狀態(tài)和工作參數(shù)，還能夠遠(yuǎn)程控制所述有載調(diào)容變壓器，提高有載調(diào)容變壓器的工作效率，并且可以確保電力系統(tǒng)的安全。
文檔編號H02P13/00GK201887717SQ20102063880
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者安世虎, 張東忱, 張海龍, 張重樂, 王福潤 申請人:北京電研華源電力技術(shù)有限公司