專利名稱：電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于配電自動(dòng)化監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有高精度計(jì)量功能、大容
量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
10Kv變壓器是配電網(wǎng)的最后一級(jí)變壓器，它處于電網(wǎng)與用戶之間，直接面對(duì)用戶，是使用量最大的電力設(shè)備之一，以一個(gè)地級(jí)市而言，用量可以達(dá)到上萬(wàn)套。10Kv變壓器分布分散，安裝形式多樣，主要包括桿變、箱變和配變；因?yàn)榇蟛糠肿儔浩魈幱谑彝猓h(huán)境條件相對(duì)比較惡劣，對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)造成了許多困難。主要難題是如何將從變壓器上采集的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和上傳，以及如何合理應(yīng)用所獲得的數(shù)據(jù)為配電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行輔助決策服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要解決10Kv變壓器因安裝分散造成的電能計(jì)量不便、各電氣參數(shù)不能準(zhǔn)確及時(shí)獲得的問(wèn)題，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變壓器的不正常工作情況，有利于配電自動(dòng)化建設(shè)和電力營(yíng)銷；提供一種能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)變壓器的各類電氣參數(shù)，能夠高精度地計(jì)量用電情況的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 本實(shí)用新型包括安裝于10Kv變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測(cè)終端和與終端通過(guò)GPRS無(wú)線通信或485總線通信進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的監(jiān)控中心。相關(guān)技術(shù)問(wèn)題通過(guò)下述技術(shù)方案解決[0005] —種電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝于變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測(cè)終端和與監(jiān)測(cè)終端通過(guò)GPRS或485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊的監(jiān)控中心，其中監(jiān)測(cè)終端包括CPU模塊及與CPU模塊相連的電氣量采集模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、GPRS通信模塊、485通信模塊、液晶顯示模塊以及為整個(gè)監(jiān)控終端提供電源的電源模塊； 其中監(jiān)測(cè)終端通過(guò)GPRS通信模塊和485通信模塊與監(jiān)控中心相連。
圖1是監(jiān)測(cè)終端電氣接線圖。[0008] 圖2是系統(tǒng)功能框圖。 圖2中1. CPU模塊，2.電氣量采集模塊，3.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，4. GPRS通信模塊，5. 485通信模塊，6.液晶顯示模塊，7.電源模塊，8.監(jiān)測(cè)終端，9.監(jiān)控中心。
具體實(shí)施方式下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。[0011] 實(shí)施例1 :本實(shí)施例的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖2所示，包括安裝于10Kv變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測(cè)終端8和與監(jiān)測(cè)終端8通過(guò)GPRS或485總線進(jìn)行通信的監(jiān)控中心9。監(jiān)測(cè)終端8采用模塊化設(shè)計(jì)，包括CPU模塊1及與CPU模塊1相連的電氣量采集模塊2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3、GPRS通信模塊4、485通信模塊5、液晶顯示模塊6以及為整個(gè)監(jiān)控終端提供電源的電源模塊7。各模塊都有可直接替換的實(shí)現(xiàn)不同功能的不同版本，以實(shí)現(xiàn)用戶的具體要求；監(jiān)測(cè)終端具有良好的功能可擴(kuò)展性，可以外接其他模塊，以增加功能。[0012] 監(jiān)測(cè)終端8安裝于10Kv變壓器的低壓側(cè)，如圖1所示，采用三相四線接法，三相均可通過(guò)電源模塊7為整個(gè)終端提供電源，具有良好的可靠性。電氣量采集模塊2采用非介入方式得到變壓器的運(yùn)行參數(shù)，并送給CPU模塊1， CPU模塊1對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，按照通信規(guī)約要求的格式組成報(bào)文，存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊3，應(yīng)監(jiān)控中心的招抄命令，通過(guò)GPRS通信模塊4或485通信模塊5按照通信規(guī)約進(jìn)行數(shù)據(jù)上報(bào)。監(jiān)控中心可以實(shí)時(shí)地了解變壓器的運(yùn)行情況可以得到各類運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，為提高供電質(zhì)量和維護(hù)設(shè)備運(yùn)行提供有力的幫助。[0013] 監(jiān)測(cè)終端具有以下功能 通過(guò)直接輸入三相四線電壓和電流，經(jīng)過(guò)離散采樣后計(jì)算得到相關(guān)電量數(shù)值并存儲(chǔ)，進(jìn)行對(duì)電量數(shù)值統(tǒng)計(jì)，具有事件記錄等功能。包括 1整點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄記錄整點(diǎn)三相電壓和電流、零序電壓、零序電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、四象限電量。 2累計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)每日電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率最大值及出現(xiàn)時(shí)間；電壓最小值及出現(xiàn)時(shí)間；電流不平衡率(通過(guò)三相電壓或電流的平均值與每相偏差的最大值除以三相平均值來(lái)估算，通常用百分比形式表達(dá))最大值及出現(xiàn)時(shí)間；每日四象限電量(每天24點(diǎn)整凍結(jié)1次)；零序電流、零序電壓的日最大值；每日電壓超上限時(shí)間、超下限時(shí)間(單相越限即為越限)、電壓不合格時(shí)間(每相電壓超上、下限時(shí)間之和)、運(yùn)行時(shí)間、失電時(shí)間(指三相電壓均低于50%)。 3數(shù)據(jù)存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)終端能保存最近不少于95天各類統(tǒng)計(jì)、記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)終端一旦失去工作電源保證機(jī)內(nèi)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)完整。 4監(jiān)測(cè)終端能預(yù)置并按運(yùn)行要求設(shè)定被監(jiān)測(cè)電壓的超上限值和越下限值(統(tǒng)一給定定值，裝置出廠時(shí)設(shè)定)。 5監(jiān)測(cè)終端設(shè)置開(kāi)機(jī)自檢和自動(dòng)恢復(fù)系統(tǒng)，恢復(fù)時(shí)間應(yīng)小于或等于2s，使其在允許使用條件下，能連續(xù)正常工作。 6可按規(guī)定輸出儲(chǔ)存的各項(xiàng)記錄與統(tǒng)計(jì)值；監(jiān)測(cè)終端調(diào)換后，歷史數(shù)據(jù)能正確導(dǎo)
入到系統(tǒng)中或新替換的設(shè)備中去。導(dǎo)入方法根據(jù)無(wú)線協(xié)議，原設(shè)備修復(fù)后讓設(shè)備自動(dòng)登入
服務(wù)器，根據(jù)保存的日期事件，由服務(wù)器選擇需要導(dǎo)入的整點(diǎn)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 7監(jiān)測(cè)終端具有有功和無(wú)功光電隔離無(wú)源校驗(yàn)脈沖輸出，脈沖寬度為64ms。 8監(jiān)測(cè)終端有液晶顯示功能。 9監(jiān)測(cè)終端系統(tǒng)時(shí)間的更改不影響整點(diǎn)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存，監(jiān)控中心對(duì)時(shí)時(shí)如果時(shí)間跨
越整點(diǎn)轉(zhuǎn)存時(shí)間則先轉(zhuǎn)存后再更改時(shí)間。[0024] IO有兩路遙信量功能。 11監(jiān)測(cè)終端的累計(jì)正向有功電量、累計(jì)反向有功電量、累計(jì)正向無(wú)功電量、累計(jì)反向無(wú)功電量可做清零設(shè)置。 12監(jiān)測(cè)終端通過(guò)GPRS無(wú)線公網(wǎng)，與監(jiān)控中心服務(wù)器進(jìn)行連接并完成數(shù)據(jù)通訊，支持GPRS900/1800雙頻。 13支持主動(dòng)定時(shí)數(shù)據(jù)上傳或接收監(jiān)控中心召回命令數(shù)據(jù)上傳的遠(yuǎn)傳方式，即每天0點(diǎn)后定時(shí)傳回相應(yīng)的整點(diǎn)數(shù)據(jù)及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 14根據(jù)需要人工下發(fā)命令，實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前監(jiān)測(cè)終端全部數(shù)據(jù)功能。 15監(jiān)測(cè)終端通過(guò)串口 RS485與監(jiān)控中心/上位機(jī)進(jìn)行連接，其規(guī)約及格式滿足
IEC102無(wú)線公網(wǎng)規(guī)約和Modbus規(guī)約。 16上傳信息量類型 整點(diǎn)三相電壓和電流、零序電壓、零序電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、四象
限電量；每日電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率最大值及出現(xiàn)時(shí)間；電壓最小值及出現(xiàn)時(shí)間；
電流不平衡率最大值及出現(xiàn)時(shí)間；每日四象限電量(每天24點(diǎn)整凍結(jié)1次)；零序電流、零
序電壓的日最大值海日電壓超上限時(shí)間、超下限時(shí)間(單相越限即為越限)、電壓不合格
時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、失電時(shí)間(指三相電壓均低于50 % )。 監(jiān)測(cè)終端具有無(wú)線GPRS通信和有線485通信兩種通信方式。 監(jiān)測(cè)終端的電氣量采集模塊滿足0. 2s級(jí)別的精度要求。 監(jiān)測(cè)終端的電源模塊由電網(wǎng)供電，可以三相同時(shí)供電或任一相單獨(dú)供電。 監(jiān)測(cè)終端的GPRS遠(yuǎn)程通信遵循IEC102規(guī)約而485通信遵循Modbus規(guī)約。 監(jiān)控中心具有以下功能 1通過(guò)GPRS、485總線等方式與通過(guò)無(wú)線或有線方式接入的監(jiān)測(cè)終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 2查詢每個(gè)監(jiān)測(cè)終端的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。[0039] 3查詢監(jiān)測(cè)終端安裝位置的遙信信息。 4歷史數(shù)據(jù)、報(bào)表曲線查詢。各種數(shù)據(jù)均可保存為HTML格式或EXCEL表格，便于閱讀。 5設(shè)定遠(yuǎn)程終端的參數(shù)，如上下線時(shí)間、設(shè)備地址、IP地址等。 本實(shí)用新型利用電源模塊7進(jìn)行供電，通過(guò)電氣量采集模塊2采集各類數(shù)據(jù)，包括各相的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、四象限電能等等。采集所得電氣量按照不同類型存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊。各類數(shù)據(jù)按照通信規(guī)約的要求組成報(bào)文，與監(jiān)控中心9之間進(jìn)行GPRS遠(yuǎn)程通訊或通過(guò)485總線與監(jiān)控中心9進(jìn)行有線通信。 對(duì)于電氣量采集模塊2，考慮到需要采集各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且有高的精度要求，故采用防竊電專用計(jì)量芯片ATT7022進(jìn)行。該芯片精度高，數(shù)據(jù)包括合相和分相的各類電氣參數(shù)。芯片提供SPI接口，方便與CPU進(jìn)行計(jì)量參數(shù)與校表參數(shù)的傳遞。[0044] 系統(tǒng)主芯片選取ARM7。 ARM芯片采用性價(jià)比較高的Lpc2138?？梢酝耆珴M足本實(shí)用新型的各種要求，且留有一定的設(shè)計(jì)裕量，方便功能的擴(kuò)展。 配合CPU主芯片進(jìn)行外圍電路的設(shè)計(jì)，包括采用16M的flash存儲(chǔ)器對(duì)各類統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；采用32K的鐵電對(duì)讀取頻繁的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)；采用IIC接口的液晶顯示屏作為人機(jī)界面。利用ARM的擴(kuò)展功能，還可以選配鍵盤(pán)等外接設(shè)備，方便操作。[0046] GPRS通信模塊4選取GR64，該模塊可靠性高，應(yīng)用方便。 電源模塊7采用高可靠性的低壓變壓器配合外圍電路組成，直接從電網(wǎng)取電，三相可同時(shí)供電，如果有某相或某兩相停電，其余相皆可單獨(dú)供電，保證了電源的冗余度，具有很高的可靠性。
權(quán)利要求一種電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括安裝于變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測(cè)終端(8)和與監(jiān)測(cè)終端(8)通過(guò)GPRS或485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊的監(jiān)控中心(9)，所述監(jiān)測(cè)終端(8)包括CPU模塊(1)及與CPU模塊(1)相連的電氣量采集模塊(2)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊(3)、GPRS通信模塊(4)、485通信模塊(5)、液晶顯示模塊(6)以及為整個(gè)監(jiān)控終端提供電源的電源模塊(7)；所述監(jiān)測(cè)終端(8)通過(guò)GPRS通信模塊(4)和485通信模塊(5)與監(jiān)控中心(9)相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝于配電設(shè)備處的監(jiān)測(cè)終端和與這些監(jiān)測(cè)終端通過(guò)GPRS或485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的監(jiān)測(cè)主站。監(jiān)測(cè)設(shè)備包括CPU模塊及與之相連的電氣量采集模塊、GPRS通信模塊、485通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、液晶顯示模塊。為整個(gè)監(jiān)測(cè)終端提供工作電源的電源模塊采用電網(wǎng)供電，三相可同時(shí)供電，每相皆可獨(dú)立供電。本實(shí)用新型能實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)配電設(shè)備(變壓器)的各類運(yùn)行數(shù)據(jù)，并通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或485總線向監(jiān)控主站報(bào)告，使得用電設(shè)備得到及時(shí)有效的監(jiān)控，有利于配電自動(dòng)化建設(shè)。
文檔編號(hào)G01R21/00GK201541148SQ20092007242
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者吳軍生, 燕存良, 王紅雨 申請(qǐng)人:上海資和通信科技有限公司