變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明及一種變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括中央處理模塊及分別與之相連的電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊、本地聲光報(bào)警模塊、485通訊模塊、擴(kuò)展通訊模塊、遠(yuǎn)程通訊模塊以及供電模塊，擴(kuò)展通訊模塊再和變電站能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相連，遠(yuǎn)程通訊模塊和云端管理服務(wù)器、PC機(jī)及所設(shè)定手機(jī)相連。監(jiān)測(cè)方法為：將高壓保護(hù)裝置、水表、電表、氣表和熱表的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)輸送給中央處理模塊進(jìn)行判斷，一旦發(fā)生異常，將報(bào)警信息以短信的方式和PC端、APP端狀態(tài)推送的方式發(fā)送給用戶客戶端，同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警。本發(fā)明將變電站內(nèi)的多種監(jiān)測(cè)整合在一起，節(jié)約資源，降低成本，提高報(bào)警可靠性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種變電站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的能源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將電、水、氣、熱等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各自組網(wǎng)，互相獨(dú)立，存在監(jiān)管不方便、數(shù)據(jù)查看分析不方便的缺陷。另外，傳統(tǒng)的變電站，一般通過(guò)專(zhuān)人值班或定時(shí)巡檢的方式進(jìn)行監(jiān)管，無(wú)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)管實(shí)時(shí)性差，人力成本高，一旦發(fā)生故障或其他異常情況，工作人員無(wú)法第一時(shí)間了解故障源，無(wú)法及時(shí)做出故障響應(yīng)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展及運(yùn)用，推進(jìn)了配電房的無(wú)人值守的改革，目前能夠?qū)⒏髯冸娬镜倪\(yùn)行狀態(tài)、故障情況通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到云端，進(jìn)行集中監(jiān)測(cè)、集中維護(hù)。但是，現(xiàn)有的變電站失電報(bào)警裝置各自成網(wǎng)，各類(lèi)數(shù)據(jù)都走各自不同的通道，一方面造成資源的浪費(fèi)，另一方面，由于需要搭建并運(yùn)營(yíng)多套系統(tǒng)，也使得監(jiān)測(cè)成本大大增加。
[0003]隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電能作為一種重要的商品，其質(zhì)量問(wèn)題近幾年備受關(guān)注。一方面，造成電能質(zhì)量問(wèn)題的因素不斷增長(zhǎng)，如以電力裝置為代表的非線性負(fù)荷的使用、各種大型用電設(shè)備的啟停等造成大量電能質(zhì)量問(wèn)題，另一方面，很多公共機(jī)構(gòu)、商業(yè)機(jī)構(gòu)的電能用戶對(duì)電能的無(wú)故障全天候持續(xù)供電要求越來(lái)越高，由于尖、峰、谷的不同費(fèi)率以及功率因素的治理，很多工業(yè)企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決原有變電站各類(lèi)數(shù)據(jù)都走各自不同的通道，造成資源浪費(fèi)，監(jiān)測(cè)成本較大的技術(shù)問(wèn)題;提供一種變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，其將多種類(lèi)型能源監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，增強(qiáng)了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的適配性和擴(kuò)展性，有效節(jié)約資源，大大降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)變電站各種能源及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)更加方便。
[0005]本發(fā)明另一目的是提供一種變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，其采用短信與數(shù)據(jù)幀雙重報(bào)警，改變了以往只是通過(guò)電話撥號(hào)報(bào)警或者數(shù)據(jù)幀報(bào)警的單一報(bào)警方式，避免了撥號(hào)占線、數(shù)據(jù)掉線的弊端，采用雙保險(xiǎn)機(jī)制，故障報(bào)警一觸發(fā)，通過(guò)短信和數(shù)據(jù)幀兩個(gè)不同的通道發(fā)出報(bào)警，提高報(bào)警可靠性。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:本發(fā)明的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括中央處理模塊、電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊、本地聲光報(bào)警模塊、485通訊模塊、擴(kuò)展通訊模塊、遠(yuǎn)程通訊模塊及為整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供工作電壓的供電模塊，電能計(jì)量模塊、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊、本地聲光報(bào)警模塊、485通訊模塊、擴(kuò)展通訊模塊及遠(yuǎn)程通訊模塊分別和所述的中央處理模塊相連，擴(kuò)展通訊模塊再分別和變電站的若干個(gè)能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)相連，所述的遠(yuǎn)程通訊模塊分別和云端管理服務(wù)器、PC機(jī)及所設(shè)定手機(jī)相連。通過(guò)擴(kuò)展通訊模塊可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)電表、水表、氣表、熱表的數(shù)據(jù)接入工作，并且能夠與SF6(六氟化硫)氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備、PLC(備自投控制設(shè)備)實(shí)現(xiàn)交互。本發(fā)明將多種類(lèi)型能源監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，增強(qiáng)了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的適配性和擴(kuò)展性，有效節(jié)約資源，大大降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)變電站各種能源及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)更加方便。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，監(jiān)管實(shí)時(shí)性好，降低人力成本，一旦發(fā)生故障或其他異常情況，能進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警和現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，使工作人員能第一時(shí)間了解故障源，及時(shí)做出相應(yīng)處理。
[0007]作為優(yōu)選，所述的供電模塊包括設(shè)備隔離供電模塊。提高供電可靠性。
[0008]作為優(yōu)選，所述的供電模塊包括備用電池充放電模塊。采用市電供電和備用電池供電兩種供電方案，當(dāng)市電斷電時(shí)，能自動(dòng)切換到由備用電池供電，確保系統(tǒng)一直能保持正常監(jiān)測(cè)狀態(tài)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的遠(yuǎn)程通訊模塊包括以太網(wǎng)通訊模塊和/或GPRS通訊模塊。當(dāng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)異常進(jìn)行報(bào)警時(shí)，實(shí)現(xiàn)短信與數(shù)據(jù)幀雙重報(bào)警，改變了以往只是通過(guò)電話撥號(hào)報(bào)警或者數(shù)據(jù)幀報(bào)警的單一報(bào)警方式，避免了撥號(hào)占線、數(shù)據(jù)掉線的弊端，采用雙保險(xiǎn)機(jī)制，故障報(bào)警一觸發(fā)，通過(guò)短信和數(shù)據(jù)幀兩個(gè)不同的通道發(fā)出報(bào)警，提高報(bào)警可靠性。
[0010]作為優(yōu)選，所述的能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)包括溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)、六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、電能數(shù)據(jù)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)、水表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、蒸汽表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)及熱表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)常規(guī)電表、水表、氣表、熱表的數(shù)據(jù)接入工作，并且能夠與SF6(六氟化硫)氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備、PLC(備自投控制設(shè)備)實(shí)現(xiàn)交互。將多種類(lèi)型能源監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，增強(qiáng)了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的適配性和擴(kuò)展性，有效節(jié)約資源，大大降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)變電站各種能源及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)更加方便。
[0011]本發(fā)明的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法為:所述的開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊采集變電站內(nèi)的高壓保護(hù)裝置的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給所述的中央處理模塊，所述的能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)采集變電站內(nèi)的水表、電表、氣表和熱表的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給所述的中央處理模塊，中央處理模塊對(duì)所監(jiān)測(cè)到的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行處理、分析和判斷，當(dāng)判斷為異常時(shí)，保存異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)的事件類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和持續(xù)時(shí)間構(gòu)成報(bào)警信息，并將所述的報(bào)警信息通過(guò)所述的遠(yuǎn)程通訊模塊以短信的方式和PC端、APP端狀態(tài)推送的方式發(fā)送給用戶的客戶端，同時(shí)中央處理模塊發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)所述的本地聲光報(bào)警模塊，對(duì)事故進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警；所有被監(jiān)測(cè)的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)都上傳到所述的云端管理服務(wù)器，制作成各類(lèi)圖表，并將對(duì)應(yīng)的分析結(jié)果發(fā)送給用戶的客戶端。便于對(duì)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，相關(guān)工作人員能第一時(shí)間了解變電站狀態(tài)，一旦發(fā)生異常，便于及時(shí)作出處理。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:將變電站內(nèi)的多種類(lèi)型能源監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，增強(qiáng)了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的適配性和擴(kuò)展性，有效節(jié)約資源，大大降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)變電站各種能源及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)更加方便，既便于維護(hù)，也便于統(tǒng)計(jì)和分析，降低人員成本，使變電站的耗能數(shù)據(jù)更便于查看，而且本發(fā)明采用短信與數(shù)據(jù)幀雙重遠(yuǎn)程報(bào)警的雙保險(xiǎn)機(jī)制，同時(shí)能本地現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，大大提高報(bào)警可靠性。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)框圖。
[0014]圖2、圖3是本發(fā)明中設(shè)備隔離供電模塊的一種電路原理圖。
[0015]圖4、圖5是本發(fā)明中備用電池充放電模塊的一種電路原理圖。
[0016]圖6是本發(fā)明中9260核心板的一種接口電路原理圖。
[0017]圖7、圖8是本發(fā)明中以太網(wǎng)通訊模塊的一種電路原理圖。
[0018]圖9是本發(fā)明中GPRS通訊模塊的一種電路原理圖。
[0019]圖10、圖11是本發(fā)明中485通訊模塊的一種電路原理圖。
[0020]圖12是本發(fā)明中開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊的一種電路原理圖。
[0021]圖13、圖14是本發(fā)明中本地聲光報(bào)警模塊的一種電路原理圖。
[0022]圖15?圖18是本發(fā)明中中央處理模塊的一種電路原理圖。
[0023]圖19?圖22是本發(fā)明中電能計(jì)量模塊的一種電路原理圖。
[0024]圖中1.中央處理模塊，2.電能計(jì)量模塊，3.開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊，4.本地聲光報(bào)警模塊，5.485通訊模塊，6.擴(kuò)展通訊模塊，7.遠(yuǎn)程通訊模塊，8.供電模塊，9.能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，10.云端管理服務(wù)器，11.PC機(jī)，12.手機(jī)，71.以太網(wǎng)通訊模塊，72.GPRS通訊模塊，81.設(shè)備隔離供電模塊，82.備用電池充放電模塊，91.溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)，92.六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，93.電能數(shù)據(jù)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)，94.水表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，95.蒸汽表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，96.熱表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0026]實(shí)施例:本實(shí)施例的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括中央處理模塊1、電能計(jì)量模塊2、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊3、本地聲光報(bào)警模塊4、485通訊模塊5、擴(kuò)展通訊模塊6、遠(yuǎn)程通訊模塊7及為整個(gè)變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供工作電壓的供電模塊8，電能計(jì)量模塊2、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊3、本地聲光報(bào)警模塊4、485通訊模塊5、擴(kuò)展通訊模塊6及遠(yuǎn)程通訊模塊7分別和中央處理模塊I相連，遠(yuǎn)程通訊模塊7分別和云端管理服務(wù)器10、安裝在遠(yuǎn)端管理站的管理PC機(jī)11及事先設(shè)定好的相關(guān)管理人員的手機(jī)12相連。安裝在變電站內(nèi)的能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)9包括溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)91、六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)92、電能數(shù)據(jù)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)93、水表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)94、蒸汽表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)95及熱表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)96，溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)91、六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)92、電能數(shù)據(jù)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)93、水表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)94、蒸汽表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)95及熱表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)96，這些能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)9分別和擴(kuò)展通訊模塊6相連。本實(shí)施例中，供電模塊8包括設(shè)備隔離供電模塊81和備用電池充放電模塊82，遠(yuǎn)程通訊模塊7包括以太網(wǎng)通訊模塊71和GPRS通訊模塊72。
[0027]設(shè)備隔離供電模塊81如圖2所示，為了能接入三相三線接線方式的計(jì)量，供電電路采用了兩個(gè)明瑋的IRM-30-5和IRM-10-5開(kāi)關(guān)電源模塊，大功率的IRM-30-5開(kāi)關(guān)電源模塊用于上層板和風(fēng)扇的供電(直接經(jīng)HEADER 5X2供給上層上去了)，小功率的IRM-10-5開(kāi)關(guān)電源模塊用于下層版的供電(輸入到4U3S卩29300穩(wěn)壓塊，然后經(jīng)29300穩(wěn)壓塊轉(zhuǎn)成3.3V信號(hào)出去)，電壓輸入為220V，經(jīng)開(kāi)關(guān)電源模塊輸出后，在4U3的兩端用了3個(gè)濾波電容，保證29300穩(wěn)壓塊輸出穩(wěn)定的3.3V信號(hào)。
[0028]如圖3所示，由于輸入的工作電源為5V，而9260核心板的工作電源為3.3V，所以芯片U301采用TPS63020升降壓轉(zhuǎn)換器作為降壓器件。TPS63060升降壓轉(zhuǎn)換器是TI公司推出的小型、高性能的4A開(kāi)關(guān)升降壓轉(zhuǎn)換器，效率96% 3PS63020升降壓轉(zhuǎn)換器的輸入工作電壓介于1.8V至5.5V之間，可在保持出色輕負(fù)載效率的同時(shí)，將鋰離子電池放電至2.5V或更低。
[0029]備用電池充放電模塊82如圖4、圖5所示，芯片U302為A04437絕緣柵型P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，備用電池是4.2V，供電回路是5V，芯片的工作電源為3.3V和5V。增加了一個(gè)復(fù)位開(kāi)關(guān)，便于自主控制充電回路的投切狀態(tài)。電池充放電管理芯片U300采用TP4056芯片，TP4056芯片是一款完整的單節(jié)鋰離子電池采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。由于采用了內(nèi)部PM0SFET架構(gòu)，加上防倒充電路，所以不需要外部隔離二極管。熱反饋可對(duì)充電電流進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對(duì)芯片溫度加以限制。充電電壓固定于
4.2V，而充電電流可通過(guò)一個(gè)電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。當(dāng)充電電流在達(dá)到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值1/10時(shí)，TP4056芯片將自動(dòng)終止充電循環(huán)。當(dāng)輸入電壓被拿掉時(shí)，TP4056芯片自動(dòng)進(jìn)入一個(gè)低電流狀態(tài)，將電池漏電流降至2uA以下。TP4056芯片在有電源時(shí)也可置于停機(jī)模式，從而將供電電流降至55UA3P4056芯片的其他特點(diǎn)包括電池溫度檢測(cè)、欠壓閉鎖、自動(dòng)再充電和兩個(gè)用于指示充電、結(jié)束的LED狀態(tài)引腳。
[0030]9260核心板如圖6所示，MC9260工業(yè)級(jí)核心板采用ATMEL AT91SAM9260工業(yè)級(jí)ARM9處理器(可選PIN-to-PIN兼容400MHz處理器)，6層PCB板工藝，具有極佳的電氣性能和抗干擾性能，順利通過(guò)高低溫、群脈沖、浪涌等全部EMC測(cè)試內(nèi)容。9260核心板采用2條2 X 30PIN排針引出可能用到的引腳，可擴(kuò)展性強(qiáng)?；诒井a(chǎn)品定制開(kāi)發(fā)的主板目前已在電力監(jiān)控、智能電網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、3G信號(hào)檢測(cè)傳輸、電信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，質(zhì)量和穩(wěn)定性受到眾多用戶好評(píng)。
[0031]以太網(wǎng)通訊模塊71如圖7、圖8所示，網(wǎng)口芯片UlOO采用FM9161CIEP網(wǎng)口芯片，F(xiàn)M9161CIEP網(wǎng)口芯片是一款完全集成并符合成本效益的單芯片快速以太網(wǎng)網(wǎng)口芯片，是采用較小工藝0.25um的10/100M自適應(yīng)的以太網(wǎng)收發(fā)器，RJ45接口采用的是HR911105A接口。
[0032]GPRS 通訊電路(MG301)
[0033]GPRS通訊模塊72如圖9所示，選用華為的MG301通訊模塊，MG301通訊模塊是MG323通訊模塊的替換型號(hào)，它支持，正常工作溫度為-20°C?+70°C。
[0034]485通訊模塊5如圖10、圖11所示，用芯片3U4將485隔離開(kāi)了，為了保證485工作的獨(dú)立性，芯片3U4采用金升陽(yáng)公司出產(chǎn)的R)505XT-1WR2芯片來(lái)做電源隔離。電路中的氣體放電管及二極管起到防雷保護(hù)作用。高速隔離光耦3U1、高速隔離光耦3U2選用6N137單通道高速光耦器，485通訊芯片3U3選用MAX13487EES+芯片。MAX13487EES+芯片的輸出端接有TVS管、4532-091-LF氣體放電管以及JK250-120自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。由于本發(fā)明需要接入不同廠家的智能電表，而各電表的485通訊電阻和上拉電阻、下拉電阻都各不相同，所以在這個(gè)485電路中加入了 3個(gè)常用上、下拉電阻，阻值分別為1K、3.3K、10K，通過(guò)短路帽來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0035]開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊3如圖12所示，有四路開(kāi)關(guān)量報(bào)警電路，每路的輸入端分別和變電站內(nèi)的高壓保護(hù)裝置相連，每路的輸出端連接到中央處理單元。
[0036]本地聲光報(bào)警模塊4如圖13、圖14所示，有GPRS通訊模塊工作狀態(tài)指示燈、GPRS通訊模塊數(shù)據(jù)指示燈、工作電源燈、4個(gè)開(kāi)關(guān)量報(bào)警指示燈及5個(gè)RS485通訊指示燈。LED指示燈的工作電源是3.3V，用的是330歐姆的限流電阻。蜂鳴器由9260核心板的95腳(GP104)控制，核心板的95腳經(jīng)電阻R404接三極管D400的基極，蜂鳴器的負(fù)極接三極管D400的集電極，三極管D400的發(fā)射極接地。
[0037]中央處理模塊I采用STM32單片機(jī)，如圖15、圖16、圖17、圖18所示，STM32單片機(jī)是基于ARM公司Cortex-M3內(nèi)核設(shè)計(jì)的。它的時(shí)鐘頻率達(dá)到72MHz，是同類(lèi)產(chǎn)品中性能較高的產(chǎn)品，具有高性能、低成本、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，是嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)中良好的選擇。設(shè)計(jì)中的A/D轉(zhuǎn)換器采用STM32內(nèi)置ADGSTM32單片機(jī)的ADC是一種12位逐次逼近型模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器[1，2]，它有多達(dá)18個(gè)通道，可測(cè)量16個(gè)外部和2個(gè)內(nèi)部信號(hào)源，各通道的A/D轉(zhuǎn)換可以單次、連續(xù)、掃描或間斷模式執(zhí)行。轉(zhuǎn)換結(jié)果可以左對(duì)齊或右對(duì)齊方式存儲(chǔ)在16位數(shù)據(jù)寄存器中。電源管理芯片1U2采用TPS3828監(jiān)控器，TPS3828監(jiān)控器主要為DSP和基于處理器的系統(tǒng)提供電路初始化和定時(shí)監(jiān)控。在上電期間，當(dāng)電源電壓VDD高于1.1(3.3)V則產(chǎn)生RESET信號(hào)。然后，電源電壓監(jiān)控器監(jiān)視VDD并且只要VDD保持在門(mén)限電壓VIT-以下，則保持RESET有效。內(nèi)部定時(shí)器延遲輸出恢復(fù)到無(wú)效狀態(tài)(高電平)的時(shí)間以確保系統(tǒng)正常復(fù)位。VDD上升到超過(guò)門(mén)限電壓VIT-以后，延遲時(shí)間td開(kāi)始。在電源電壓下降到門(mén)限電壓VIT-以下時(shí)，輸出再次變?yōu)橛行?低電平)，不需要外部元件，檢測(cè)門(mén)限電壓VIT-由內(nèi)部分壓器設(shè)置。TPS3828監(jiān)控器包括一個(gè)手動(dòng)復(fù)位輸入引腳MR，引腳MR為低電平時(shí)激活RESET JPS3828監(jiān)控器帶有一個(gè)看門(mén)狗定時(shí)器，可定期地被WDI腳上的正跳變或負(fù)跳變觸發(fā)。若監(jiān)控系統(tǒng)在看門(mén)狗電路的超時(shí)時(shí)間tt(out)內(nèi)沒(méi)有重新觸發(fā)看門(mén)狗電路，則RESETS卩變?yōu)橛行Р⒃趖d期間保持有效。此事件也重新對(duì)看門(mén)狗定時(shí)器進(jìn)行了初始化。不連接WDI引腳則關(guān)閉看門(mén)狗定時(shí)器。
[0038]FM25CL64B存儲(chǔ)器、SST25VF016B存儲(chǔ)器兩者二選一，方便不同的應(yīng)用場(chǎng)景。FM25CL64B存儲(chǔ)器:是采用先進(jìn)的鐵電技術(shù)制造的64K位的非易失性存儲(chǔ)器。鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器具有非易失性，并且可以象RAM—樣快速讀寫(xiě)，數(shù)據(jù)在掉電后可以保存10年，相對(duì)于EEPROM或其他非易失性存儲(chǔ)器，F(xiàn)RAM具有系統(tǒng)可靠性更高，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)。SST25VF016B存儲(chǔ)器:SST的25系列串行閃存，采用四線、兼容SPI的接口，從而實(shí)現(xiàn)占用較少電路板空間的低引腳數(shù)封裝，并最終降低總系統(tǒng)成本。SST25VF016B存儲(chǔ)器是增強(qiáng)型器件，提高工作頻率并降低了功耗。
[0039]電能計(jì)量模塊2如圖19?圖22所示，電能計(jì)量芯片采用ATT7022E/26E/28E系列多功能高精度三相電能專(zhuān)用計(jì)量芯片，適用于三相三線和三相四線應(yīng)用。ATT7022E/26E/28E電能計(jì)量芯片集成了多路二階sigma-delta ADC、參考電壓電路以及所有功率、能量、有效值、功率因數(shù)及頻率測(cè)量的數(shù)字信號(hào)處理等電路，能夠測(cè)量各相以及合相的有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功能量及無(wú)功能量，同時(shí)還能測(cè)量各相電流、電壓有效值、功率因數(shù)、相角、頻率等參數(shù)，充分滿足三相復(fù)費(fèi)率多功能電能表的需求。ATT7022E/26E/28E電能計(jì)量芯片支持全數(shù)字域的增益、相位校正，即純軟件校表。有功、無(wú)功電能脈沖輸出CFl、CF2提供瞬時(shí)有功、無(wú)功功率信息，可直接接到標(biāo)準(zhǔn)表，進(jìn)行誤差校正。ATT7022E/26E/28E電能計(jì)量芯片提供兩類(lèi)視在功率、能量計(jì)量方式:RMS視在方式和PQS視在方式，通過(guò)CF3輸出視在能量脈沖，可接到標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行視在能量誤差校正。ATT7022E/26E/28E電能計(jì)量芯片提供基波參數(shù)計(jì)量:基波有功功率、基波有功電能、基波電流、電壓有效值，通過(guò)脈沖輸出CF4提供瞬時(shí)基波有功功率信息，可直接用于基波的校正。
[0040]電流采樣電路如圖20所示，電阻R30、電阻R31串聯(lián)后跨接在A相電流互感器的二次側(cè)繞組兩端，電阻R32、電容C7、電容C8、電阻R33—次串聯(lián)連接后也跨接在A相電流互感器的二次測(cè)繞組兩端，電容C9、電容ClO并聯(lián)后的一段連接在電阻R32與電容C7的連接點(diǎn)上，電容C9、電容ClO并聯(lián)后的另一端連接在電阻R33與電容C8的連接點(diǎn)上。B、C相同理。電流采樣電路中實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置閉口 CT/外置開(kāi)口 CT的選配功能，方便配對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。
[0041]電壓采樣電路如圖21所示，電阻Rl的一端與A相火線相連，電阻Rl的另一端和電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6依次串聯(lián)連接后與計(jì)量分析電路的輸入端連接，電阻R6與計(jì)量分析電路的輸入端連接的一端還連接電阻R7的一端及電容Cl的一端，電阻R7與電容Cl的另一端與參考地相連。B、C相同理。
[0042]擴(kuò)展通訊模塊6通過(guò)預(yù)留的RS485接口，可以實(shí)現(xiàn)常規(guī)電表、水表、氣表、熱表的數(shù)據(jù)接入工作，并且能夠與SF6(六氟化硫)氣體監(jiān)測(cè)設(shè)備、PLC(備自投控制設(shè)備)實(shí)現(xiàn)交互。能支持 DLT645-1997/2007、M0DBUS、IEC103 規(guī)約。
[0043]上述變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法為:開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊3采集變電站內(nèi)的高壓保護(hù)裝置的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給中央處理模塊I，能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)9采集變電站內(nèi)的水表、電表、氣表和熱表的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給中央處理模塊I，中央處理模塊I對(duì)所監(jiān)測(cè)到的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行處理、分析和判斷，當(dāng)判斷為異常時(shí)，保存異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)的事件類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和持續(xù)時(shí)間構(gòu)成報(bào)警信息，并將報(bào)警信息通過(guò)遠(yuǎn)程通訊模塊7以短信的方式和PC端、APP端狀態(tài)推送的方式發(fā)送給用戶的客戶端，同時(shí)中央處理模塊I發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)本地聲光報(bào)警模塊4，對(duì)事故進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警;所有被監(jiān)測(cè)的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)都上傳到云端管理服務(wù)器10，制作成各類(lèi)圖表，并將對(duì)應(yīng)的分析結(jié)果發(fā)送給用戶的客戶端。
[0044]本發(fā)明將變電站內(nèi)的多種類(lèi)型能源監(jiān)測(cè)、運(yùn)行監(jiān)測(cè)整合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)上，增強(qiáng)了系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的適配性和擴(kuò)展性，有效節(jié)約資源，大大降低監(jiān)測(cè)成本，實(shí)現(xiàn)變電站各種能源及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)集中監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)更加方便，既便于維護(hù)，也便于統(tǒng)計(jì)和分析，降低人員成本，使變電站的耗能數(shù)據(jù)更便于查看，而且本發(fā)明采用短信與數(shù)據(jù)幀雙重遠(yuǎn)程報(bào)警的雙保險(xiǎn)機(jī)制，同時(shí)能本地現(xiàn)場(chǎng)聲光報(bào)警，大大提高報(bào)警可靠性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括中央處理模塊(I)、電能計(jì)量模塊(2)、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊(3)、本地聲光報(bào)警模塊(4)、485通訊模塊(5)、擴(kuò)展通訊模塊(6)、遠(yuǎn)程通訊模塊(7)及為整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供工作電壓的供電模塊(8)，電能計(jì)量模塊(2)、開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊(3)、本地聲光報(bào)警模塊(4)、485通訊模塊(5)、擴(kuò)展通訊模塊(6)及遠(yuǎn)程通訊模塊(7)分別和所述的中央處理模塊(I)相連，擴(kuò)展通訊模塊(6)再分別和變電站的若干個(gè)能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(9)相連，所述的遠(yuǎn)程通訊模塊(7)分別和云端管理服務(wù)器(10)、PC機(jī)(11)及所設(shè)定手機(jī)(12)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的供電模塊(8)包括設(shè)備隔離供電模塊(81)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的供電模塊(8)包括備用電池充放電模塊(82)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的遠(yuǎn)程通訊模塊(7)包括以太網(wǎng)通訊模塊(71)和/或GPRS通訊模塊(72)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述的能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(9)包括溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)(91)、六氟化硫氣體監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(92)、電能數(shù)據(jù)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)(93)、水表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(94)、蒸汽表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(95)及熱表數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(96)。6.—種如權(quán)利要求1所述的變電站能源運(yùn)行遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)量報(bào)警監(jiān)測(cè)模塊(3)采集變電站內(nèi)的高壓保護(hù)裝置的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給所述的中央處理模塊(I)，所述的能源監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)(9)采集變電站內(nèi)的水表、電表、氣表和熱表的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)并輸送給所述的中央處理模塊(I)，中央處理模塊(I)對(duì)所監(jiān)測(cè)到的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行處理、分析和判斷，當(dāng)判斷為異常時(shí)，保存異常狀態(tài)發(fā)生時(shí)的事件類(lèi)型、發(fā)生時(shí)間、結(jié)束時(shí)間和持續(xù)時(shí)間構(gòu)成報(bào)警信息，并將所述的報(bào)警信息通過(guò)所述的遠(yuǎn)程通訊模塊(7)以短信的方式和PC端、APP端狀態(tài)推送的方式發(fā)送給用戶的客戶端，同時(shí)中央處理模塊(I)發(fā)出控制信號(hào)啟動(dòng)所述的本地聲光報(bào)警模塊(4)，對(duì)事故進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的聲光報(bào)警;所有被監(jiān)測(cè)的遙信、遙測(cè)、遙控量以及運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)都上傳到所述的云端管理服務(wù)器(10)，制作成各類(lèi)圖表，并將對(duì)應(yīng)的分析結(jié)果發(fā)送給用戶的客戶端。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK105938164SQ201610150392
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月16日
【發(fā)明人】肖果, 彭羽, 蔣晟, 呂文思, 李濤, 裘明超, 丁津
【申請(qǐng)人】浙江新能量科技股份有限公司