專利名稱：一種無載調(diào)容變壓器的控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無載調(diào)容變壓器領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種無載調(diào)容變壓器的控制
O
背景技術(shù)：
變壓器是實(shí)現(xiàn)電壓變換的電氣設(shè)備。在用電端，通過使用配電變壓器將電壓降低后供給用戶使用。目前IOkV配網(wǎng)中，配變直接面向用戶，數(shù)目繁多，安裝位置分散，自動(dòng)化、 遠(yuǎn)動(dòng)化程度低。目前在農(nóng)網(wǎng)中現(xiàn)有的配變臺(tái)區(qū)運(yùn)行的變壓器存在著季節(jié)性負(fù)荷變化幅度比較大而造成變壓器損耗大的問題，一般最高負(fù)荷都出現(xiàn)在秋忙季節(jié)，其余季節(jié)用電較少，這樣就造成在用電高峰時(shí)，出現(xiàn)嚴(yán)重過載的現(xiàn)象，而在用電淡季，負(fù)載率極低，出現(xiàn)“大馬拉小車” 的現(xiàn)象，這樣不合理的運(yùn)行方式，不僅制約著配電網(wǎng)的發(fā)展，也給企業(yè)和社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)有技術(shù)中通常使用無載調(diào)容變壓器來解決上述問題，但是無載調(diào)容變壓器又存在以下問題，即需要工作人員根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)或者上級調(diào)度，在特定的時(shí)間到變壓器端進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，這樣的反應(yīng)時(shí)間到真正調(diào)容的時(shí)間間隔長，并且現(xiàn)有IOkV配網(wǎng)中所運(yùn)行的無載調(diào)容變壓器，調(diào)容時(shí)間只能根據(jù)上一周期的調(diào)容時(shí)間作出判斷，無法掌握配電變壓器的實(shí)際運(yùn)行狀況，也就不能根據(jù)其具體運(yùn)行情況做出實(shí)時(shí)調(diào)整，這樣會(huì)造成變壓器處于過載情況運(yùn)行和“大馬拉小車”的窘?jīng)r。

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)中和有載調(diào)容變壓器交互困難的問題，提供了一種無載調(diào)容變壓器的控制器，解決了靠人工經(jīng)驗(yàn)或者時(shí)間、季節(jié)等手段來判斷是否要進(jìn)行調(diào)容操作的不足。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種無載調(diào)容變壓器的控制器，包括采集接口與無載調(diào)容變壓器相連接，采集所述無載調(diào)容變壓器的低壓側(cè)輸出端的電流和電壓；遙信接口與所述無載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)相連接，獲取所述調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息；處理單元根據(jù)所述采集接口獲取的無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電流和電壓信息，遙信接口獲取的無載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息，判斷是否要對所述無載調(diào)容變壓器進(jìn)行調(diào)容，如果需要進(jìn)行調(diào)容則通過無線通信單元向工作人員發(fā)送調(diào)容指令。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無載調(diào)容變壓器的控制器的一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述遙信接口通過與所述調(diào)容開關(guān)的輔助觸點(diǎn)相連接以監(jiān)測調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無載調(diào)容變壓器的控制器的再一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述采集接口通過電流互感器獲取無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電流信息，通過電壓互感器獲取無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電壓信息。[0011]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無載調(diào)容變壓器的控制器的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述采集接口通過A/D轉(zhuǎn)換器，將采集自所述電流互感器和電壓互感器的模擬電流和電壓信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給所述處理單元。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無載調(diào)容變壓器的控制器的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，還包括USB接口，與所述處理單元相連接，處理單元通過該USB接口輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種無載調(diào)容變壓器的控制器的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述無線通信單元包括GSM通信模塊或者TD-SCDMA通信模塊。通過本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以自動(dòng)判斷是否需要調(diào)容，避免了以往靠人工經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤，并且由于發(fā)送的調(diào)容指令中還包括無載調(diào)容變壓器的具體位置信息，可以更加準(zhǔn)確的定位哪臺(tái)無載調(diào)容變壓器需要調(diào)容，節(jié)省了人力成本，并且更加快捷方便。

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(dòng)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)施例一種具有短消息功能的無載調(diào)容配電變壓器及控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2所示為本實(shí)用新型控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3所述為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制器復(fù)位電路的電路圖；圖4所述為本實(shí)用新型實(shí)施例中控制器遙信接口電路的電路圖；圖5所示為采集接口電流互感器一相電流Ia的模擬量測量電路圖；圖6所示為本實(shí)用新型無線通信單元的電源電路圖；圖7所示為本實(shí)用新型無線通信單元的指示燈電路圖；圖8所示為本實(shí)用新型SIM卡電路圖；圖9所示為本實(shí)用新型處理單元的控制流程圖。
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(dòng)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)施例一種具有短消息功能的無載調(diào)容配電變壓器及控制器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。包括控制器101，無載調(diào)容變壓器102。其中控制器101進(jìn)一步包括，采集接口 1011，遙信接口 1012，無線通信單元1013， 處理單元1014。所述采集接口 1011與無載調(diào)容變壓器102相連接，采集低壓側(cè)電流和電壓。所述遙信接口 1012與無載調(diào)容變壓器102的調(diào)容開關(guān)相連接，獲取所述調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息。所述處理單元1014根據(jù)所述采集接口 1011獲取的無載調(diào)容變壓器102低壓側(cè)的電流和電壓信息，遙信接口 1012獲取的無載調(diào)容變壓器102調(diào)容開關(guān)的位置信息，判斷是否要進(jìn)行對所述無載調(diào)容變壓器進(jìn)行調(diào)容，如果需要進(jìn)行調(diào)容則通過所述無線通信單元 1013向工作人員發(fā)送調(diào)容指令，其中調(diào)容指令包括告知工作人員哪個(gè)位置的無載調(diào)容變壓器需要調(diào)容，需要將無載調(diào)容變壓器的容量調(diào)大還是調(diào)小等內(nèi)容。所述無載調(diào)容變壓器102進(jìn)一步包括，變壓器本體1021和調(diào)容分接開關(guān)1022，其中變壓器本體1021包括，高壓側(cè)分接頭10211，低壓側(cè)分接頭10212，所述變壓器本體1021的低壓側(cè)輸出端(圖未示)連接有電流互感器10213和電壓互感器10214，所述采集接口 1011與所述電流互感器10213和電壓互感器10214相連接，獲取低壓側(cè)的電流和電壓信息；所述調(diào)容分接開關(guān)1022包括調(diào)容高壓側(cè)分接頭10221，調(diào)容低壓側(cè)分接頭 10222，調(diào)容開關(guān)10223，調(diào)容開關(guān)的指示窗口 10224，其中調(diào)容高壓側(cè)分接頭10221與變壓器本體1021的高壓側(cè)分接頭10211相連接，調(diào)容低壓側(cè)分接頭10222與變壓器本體1021 的低壓側(cè)分接頭10212相連接，調(diào)容開關(guān)10223分別與調(diào)容高壓側(cè)分接頭10221和調(diào)容低壓側(cè)分接頭10222相連接，通過調(diào)容開關(guān)10223的行程控制無載調(diào)容變壓器的容量，并且該調(diào)容開關(guān)10223與遙信接口 1012相連接，該遙信接口 1012可以通過調(diào)容開關(guān)10223的行程位置獲得無載調(diào)容變壓器102的狀態(tài)，即高容量狀態(tài)或者低容量狀態(tài)；該調(diào)容開關(guān)的指示窗口 102M安裝于所述調(diào)容開關(guān)10223的外側(cè)，通過調(diào)容開關(guān)的指示窗口 102M可以顯示調(diào)容開關(guān)10223的位置，即能夠觀察到調(diào)容開關(guān)所處的位置，從而可以判斷該無載調(diào)容變壓器是處于高容量狀態(tài)，還是處于低容量狀態(tài)。如圖2所示為本實(shí)用新型控制器的具體結(jié)構(gòu)示意圖。包括處理單元201采用32位單片機(jī)TMS320F2407，根據(jù)從無載調(diào)容變壓器獲得的電流、電壓和調(diào)容開關(guān)狀態(tài)信息生成調(diào)容指令。采集接口可以通過電壓互感器202和電流互感器203來采集無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)的電壓和電流模擬量，并將采集的模擬量經(jīng)過信號調(diào)理和濾波放大后直接輸入到模數(shù)轉(zhuǎn)換器204中。所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器204例如可以為14位的AD轉(zhuǎn)換芯片MAX125，完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，在處理單元201中通過快速傅里葉計(jì)算后，得出所需的電壓和電流值。處理單元201通過遙信接口 205獲取調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息，遙信接口例如可以與調(diào)容開關(guān)的輔助觸點(diǎn)相連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)。電源電路206與所述處理單元201相連接，供給整個(gè)控制器的各部分電源需求。晶振電路207與所述處理單元201相連接，用于給核心控制器提供時(shí)鐘信號。復(fù)位電路208與所述處理單元201相連接，用來保證裝置發(fā)生死機(jī)使能夠自動(dòng)復(fù)位。USB接口 209與所述處理單元201相連接，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)下載。RS485接口 210與所述處理單元201相連接，用于采集電能表電量值。其中，電能表放置在臺(tái)區(qū)變壓器的配電箱中，主要用于計(jì)量臺(tái)區(qū)用戶的有功電量。GSM通信模塊211與所述處理單元201通過串口相連接，根據(jù)處理單元201的控制，向工作人員發(fā)送調(diào)容指令，例如通過短信息(SMS)方式向工作人員發(fā)送調(diào)容指令，或者還可以通過彩信(匪幻的方式發(fā)送調(diào)容指令。該GSM通信模塊還可以使用其他無線通信模塊替代，例如TD-SCDMA通信模塊，或者CDMA等通信模塊。所述GSM通信模塊211進(jìn)一步包括開關(guān)機(jī)電路2111、SIM卡電路2112、串行接口電路2113、SIM300通信模塊2114、C8051F340主控模塊2115、指示燈電路2116以及電源電路2117組成。指示燈電路2116通過程序設(shè)定不同的延時(shí)來顯示GSM通信模塊211的不同工作狀態(tài)，SIM卡電路2112用于存放SIM卡或者通信數(shù)據(jù)卡，例如全球用戶身份模塊(USIM 卡)，以進(jìn)行信息交換。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例中控制器復(fù)位電路的電路圖。其中，復(fù)位引腳(RESET6)是一個(gè)I/O腳，正常狀態(tài)通過上拉電阻接電源。當(dāng)有內(nèi)部復(fù)位事件發(fā)生時(shí)，該引腳被驅(qū)動(dòng)為低電平輸出方式，給系統(tǒng)中其他芯片提供復(fù)位信號；當(dāng)有外部復(fù)位事件發(fā)生(手動(dòng)復(fù)位、上電復(fù)位、欠電壓復(fù)位等)時(shí)，該引腳為輸入方式，使程序重新開始執(zhí)行。TL7705A具有處理上電復(fù)位、欠電壓檢測復(fù)位、手動(dòng)復(fù)位的功能。本實(shí)用新型中用它來實(shí)現(xiàn)外部復(fù)位信號管理功能，其復(fù)位信號輸出引腳與處理單元TMS320F2407單片機(jī)的復(fù)位引腳RST相連。無載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)的位置信號通過其輔助觸點(diǎn)引出，輔助觸點(diǎn)位置與調(diào)容開關(guān)高、低容位置一一對應(yīng)。這樣，只須將輔助觸點(diǎn)的信息采集進(jìn)來就完成了無載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)位置狀態(tài)信號的采集，遙信輸入電路如圖4所示。將調(diào)容開關(guān)的常閉輔助觸點(diǎn)串接在輸入電路中，其中調(diào)容開關(guān)的常閉輔助觸點(diǎn)指的是輔助觸點(diǎn)在正常情況下是閉合的，當(dāng)調(diào)容開關(guān)發(fā)生變位時(shí)，常閉輔助觸點(diǎn)將會(huì)打開，T型RC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成低通濾波器，用來濾掉回路中的高頻干擾。電阻R32和電阻R31還有限流的作用限制電流的作用，使進(jìn)入發(fā)光二極管的電流限制在毫安級。兩個(gè)二極管015和D14)起保護(hù)光耦的作用。無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電壓和電流的數(shù)據(jù)采集實(shí)際上就是一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換的過程，即將配電網(wǎng)采集的三相電壓、電流模擬量經(jīng)高精度的PT、CT變成小信號模擬量， 經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為能被單片機(jī)接受和處理的數(shù)字量，在本實(shí)施例中，選用電流互感器精度0. 2級，輸入電流20A，輸出電壓5V。電壓互感器采用電壓互感器精密互感器，精度0. 2 級，輸入電壓M0V，輸出電壓0 8V。在本實(shí)施例中需要采樣電網(wǎng)的三相電壓和三相電流， 共6路模擬量，圖5是其中一相電流Ia的模擬量測量電路圖。SIM300通信模塊2114由外部3. 3V 4. 25V的單電源供電，電源必須能夠在上行傳輸時(shí)提供約2A的峰值電流且能承受突發(fā)傳輸時(shí)的電壓降。因此，在電源設(shè)計(jì)上，要保證外部電源任何時(shí)候不能低于3. 3V，而且在突發(fā)傳輸中的電壓降不能超過400mV否則將引起 SIM300自動(dòng)關(guān)機(jī)。SIM300供電電源電路2117如圖6所示，采用可調(diào)壓式穩(wěn)壓片LM2575和大電容，大電感一起配合使用的方法給SIM300通信模塊提供穩(wěn)定的典型電壓值3. 9V。SIM300通信模塊2114的指示燈電路2116如圖7所示，CAL/SMS和RSSI引腳可以用于控制指示燈，指示模塊的不同工作狀態(tài)，VREG_PH0NE是SIM300通信模塊2114的電源管腳，輸出3.9V電壓。在設(shè)計(jì)中，通過AT指令將CAL/SMS和RSSI引腳設(shè)為模式1，則指示燈的不同模式代表不同的工作模式。SIM卡電路2112的電路圖如圖8所示，SIM300通信模塊2114是機(jī)卡分離的移動(dòng)終端設(shè)備，要登錄到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上，還必須通過其SIM卡接口擴(kuò)展外部SIM卡插槽。SIM300通信模塊2114的SIM卡接口符合ISO 7816-3 IC卡標(biāo)準(zhǔn)。SIM300通信模塊2114的啟動(dòng)過程包括在Is內(nèi)對SIM卡進(jìn)行初始化，這個(gè)操作過程和DAT引腳的高低電平是密切相關(guān)的， 如果SIM300啟動(dòng)過程中DAT引腳為低電平時(shí)，SIM300通信模塊將嘗試初始化SIM卡，在這種情況下，僅當(dāng)插槽內(nèi)有SIM卡時(shí)初始化才會(huì)成功。當(dāng)SIM卡初始化完成后，如果SIM卡不能用或者已經(jīng)撥出的情況下，SIM300通信模塊將不會(huì)再次查詢SIM卡，只能進(jìn)行緊急通話。 因此使用時(shí)先將SIM卡可靠插入，否則將造成無線通訊將會(huì)失敗。MSQA1W5T2是用來保護(hù) SIM卡遭受損壞的器件。在以上的硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行軟件編寫，所有軟件均采用C語言編程，包括主程序、 中斷服務(wù)程序和用于完成各種算法的功能模塊。主程序軟件流程圖如圖9所示，步驟901，初始化，其中包括系統(tǒng)初始化和裝置硬件自檢測。步驟902，對獲取的無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)的電流和電壓模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。步驟903，對上述進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的電流和電壓量進(jìn)行傅里葉算法計(jì)算測量值。步驟904，對調(diào)容開關(guān)的位置狀態(tài)進(jìn)行檢測，獲取調(diào)容開關(guān)的位置。步驟905，根據(jù)調(diào)容策略中設(shè)定好的調(diào)容門限值與實(shí)際采集值(電流和電壓)進(jìn)行比較，當(dāng)滿足調(diào)容條件時(shí)進(jìn)入步驟906，否則返回步驟905。步驟906，通過串口驅(qū)動(dòng)GSM通信模塊發(fā)送短消息。步驟907，對是否發(fā)送成功進(jìn)行判斷，如果成功則進(jìn)入步驟908，否則返回步驟 906。步驟908，結(jié)束。本實(shí)用新型無載調(diào)容變壓器控制器，可以自動(dòng)判斷是否需要調(diào)容，避免了以往靠人工經(jīng)驗(yàn)主義的錯(cuò)誤，并且由于發(fā)送的調(diào)容指令中還包括無載調(diào)容變壓器的具體位置信息，可以更加準(zhǔn)確的定位哪個(gè)無載調(diào)容變壓器需要調(diào)容，節(jié)省了人力成本，并且更加快捷方便。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1.一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于包括采集接口與無載調(diào)容變壓器相連接，采集所述無載調(diào)容變壓器的低壓側(cè)輸出端的電流和電壓；遙信接口與所述無載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)相連接，獲取所述調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息；處理單元根據(jù)所述采集接口獲取的無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電流和電壓信息， 遙信接口獲取的無載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息，判斷是否要對所述無載調(diào)容變壓器進(jìn)行調(diào)容，如果需要進(jìn)行調(diào)容則通過無線通信單元向工作人員發(fā)送調(diào)容指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于，所述遙信接口通過與所述調(diào)容開關(guān)的輔助觸點(diǎn)相連接以監(jiān)測調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于，所述采集接口通過電流互感器獲取無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電流信息，通過電壓互感器獲取無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)輸出端的電壓信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于，所述采集接口通過A/D轉(zhuǎn)換器，將采集自所述電流互感器和電壓互感器的模擬電流和電壓信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳送給所述處理單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于，還包括USB接口，與所述處理單元相連接，處理單元通過該USB接口輸出數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無載調(diào)容變壓器的控制器，其特征在于，所述無線通信單元包括GSM通信模塊或者TD-SCDMA通信模塊。
專利摘要本實(shí)用新型涉及無載調(diào)容變壓器領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種無載調(diào)容變壓器的控制器，包括采集接口與無載調(diào)容變壓器相連接，采集無載調(diào)容變壓器的低壓側(cè)電流和電壓；遙信接口與無載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)相連接，獲取調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息；處理單元根據(jù)采集接口獲取的無載調(diào)容變壓器低壓側(cè)的電流和電壓信息，遙信接口獲取的無載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的狀態(tài)信息，判斷是否要對無載調(diào)容變壓器進(jìn)行調(diào)容，如果需要進(jìn)行調(diào)容則通過無線通信單元向工作人員發(fā)送調(diào)容指令。通過本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以自動(dòng)判斷是否需要調(diào)容，并且由于發(fā)送的調(diào)容指令中還包括無載調(diào)容變壓器的具體位置信息，可以更加準(zhǔn)確的定位哪臺(tái)無載調(diào)容變壓器需要調(diào)容。
文檔編號H02P13/00GK202168032SQ20112022094
公開日2012年3月14日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者張海龍, 張重樂, 李敏, 王福潤 申請人:北京電研華源電力技術(shù)有限公司