專利名稱：電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于配電自動化監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有高精度計量功能、大容
量數(shù)據(jù)存儲功能的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
10Kv變壓器是配電網(wǎng)的最后一級變壓器，它處于電網(wǎng)與用戶之間，直接面對用戶，是使用量最大的電力設(shè)備之一，以一個地級市而言，用量可以達(dá)到上萬套。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；因為大部分變壓器處于室外，環(huán)境條件相對比較惡劣，對變壓器運行狀態(tài)的監(jiān)測造成了許多困難。主要難題是如何將從變壓器上采集的各種實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和上傳，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)運行輔助決策服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要解決10Kv變壓器因安裝分散造成的電能計量不便、各電氣參數(shù)不能準(zhǔn)確及時獲得的問題，并能及時發(fā)現(xiàn)變壓器的不正常工作情況，有利于配電自動化建設(shè)和電力營銷；提供一種能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測變壓器的各類電氣參數(shù)，能夠高精度地計量用電情況的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)。 本實用新型包括安裝于10Kv變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測終端和與終端通過GPRS無線通信或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)問題通過下述技術(shù)方案解決[0005] —種電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝于變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測終端和與監(jiān)測終端通過GPRS或485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊的監(jiān)控中心，其中監(jiān)測終端包括CPU模塊及與CPU模塊相連的電氣量采集模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、GPRS通信模塊、485通信模塊、液晶顯示模塊以及為整個監(jiān)控終端提供電源的電源模塊； 其中監(jiān)測終端通過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)測終端，9.監(jiān)控中心。
具體實施方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。[0011] 實施例1 :本實施例的電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，如圖2所示，包括安裝于10Kv變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測終端8和與監(jiān)測終端8通過GPRS或485總線進(jìn)行通信的監(jiān)控中心9。監(jiān)測終端8采用模塊化設(shè)計，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現(xiàn)不同功能的不同版本，以實現(xiàn)用戶的具體要求；監(jiān)測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，三相均可通過電源模塊7為整個終端提供電源，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行參數(shù)，并送給CPU模塊1， CPU模塊1對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，按照通信規(guī)約要求的格式組成報文，存儲于數(shù)據(jù)存儲模塊3，應(yīng)監(jiān)控中心的招抄命令，通過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。監(jiān)控中心可以實時地了解變壓器的運行情況可以得到各類運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，為提高供電質(zhì)量和維護(hù)設(shè)備運行提供有力的幫助。[0013] 監(jiān)測終端具有以下功能 通過直接輸入三相四線電壓和電流，經(jīng)過離散采樣后計算得到相關(guān)電量數(shù)值并存儲，進(jìn)行對電量數(shù)值統(tǒng)計，具有事件記錄等功能。包括 1整點數(shù)據(jù)記錄記錄整點三相電壓和電流、零序電壓、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象限電量。 2累計數(shù)據(jù)統(tǒng)計統(tǒng)計每日電壓、電流、有功功率、無功功率最大值及出現(xiàn)時間；電壓最小值及出現(xiàn)時間；電流不平衡率(通過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估算，通常用百分比形式表達(dá))最大值及出現(xiàn)時間；每日四象限電量(每天24點整凍結(jié)1次)；零序電流、零序電壓的日最大值；每日電壓超上限時間、超下限時間(單相越限即為越限)、電壓不合格時間(每相電壓超上、下限時間之和)、運行時間、失電時間(指三相電壓均低于50%)。 3數(shù)據(jù)存儲監(jiān)測終端能保存最近不少于95天各類統(tǒng)計、記錄數(shù)據(jù)，監(jiān)測終端一旦失去工作電源保證機(jī)內(nèi)儲存數(shù)據(jù)完整。 4監(jiān)測終端能預(yù)置并按運行要求設(shè)定被監(jiān)測電壓的超上限值和越下限值(統(tǒng)一給定定值，裝置出廠時設(shè)定)。 5監(jiān)測終端設(shè)置開機(jī)自檢和自動恢復(fù)系統(tǒng)，恢復(fù)時間應(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)定輸出儲存的各項記錄與統(tǒng)計值；監(jiān)測終端調(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)無線協(xié)議，原設(shè)備修復(fù)后讓設(shè)備自動登入
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)入的整點及統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 7監(jiān)測終端具有有功和無功光電隔離無源校驗脈沖輸出，脈沖寬度為64ms。 8監(jiān)測終端有液晶顯示功能。 9監(jiān)測終端系統(tǒng)時間的更改不影響整點數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存，監(jiān)控中心對時時如果時間跨
越整點轉(zhuǎn)存時間則先轉(zhuǎn)存后再更改時間。[0024] IO有兩路遙信量功能。 11監(jiān)測終端的累計正向有功電量、累計反向有功電量、累計正向無功電量、累計反向無功電量可做清零設(shè)置。 12監(jiān)測終端通過GPRS無線公網(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支持主動定時數(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點后定時傳回相應(yīng)的整點數(shù)據(jù)及相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 14根據(jù)需要人工下發(fā)命令，實時查詢當(dāng)前監(jiān)測終端全部數(shù)據(jù)功能。 15監(jiān)測終端通過串口 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無線公網(wǎng)規(guī)約和Modbus規(guī)約。 16上傳信息量類型 整點三相電壓和電流、零序電壓、零序電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、四象
限電量；每日電壓、電流、有功功率、無功功率最大值及出現(xiàn)時間；電壓最小值及出現(xiàn)時間；
電流不平衡率最大值及出現(xiàn)時間；每日四象限電量(每天24點整凍結(jié)1次)；零序電流、零
序電壓的日最大值海日電壓超上限時間、超下限時間(單相越限即為越限)、電壓不合格
時間、運行時間、失電時間(指三相電壓均低于50 % )。 監(jiān)測終端具有無線GPRS通信和有線485通信兩種通信方式。 監(jiān)測終端的電氣量采集模塊滿足0. 2s級別的精度要求。 監(jiān)測終端的電源模塊由電網(wǎng)供電，可以三相同時供電或任一相單獨供電。 監(jiān)測終端的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GPRS、485總線等方式與通過無線或有線方式接入的監(jiān)測終端進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。 2查詢每個監(jiān)測終端的實時數(shù)據(jù)和歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)。[0039] 3查詢監(jiān)測終端安裝位置的遙信信息。 4歷史數(shù)據(jù)、報表曲線查詢。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)，如上下線時間、設(shè)備地址、IP地址等。 本實用新型利用電源模塊7進(jìn)行供電，通過電氣量采集模塊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于存儲模塊。各類數(shù)據(jù)按照通信規(guī)約的要求組成報文，與監(jiān)控中心9之間進(jìn)行GPRS遠(yuǎn)程通訊或通過485總線與監(jiān)控中心9進(jìn)行有線通信。 對于電氣量采集模塊2，考慮到需要采集各種實時數(shù)據(jù)，并且有高的精度要求，故采用防竊電專用計量芯片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芯片采用性價比較高的Lpc2138?？梢酝耆珴M足本實用新型的各種要求，且留有一定的設(shè)計裕量，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，包括采用16M的flash存儲器對各類統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；采用32K的鐵電對讀取頻繁的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；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，三相可同時供電，如果有某相或某兩相停電，其余相皆可單獨供電，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)測系統(tǒng)，其特征在于包括安裝于變壓器低壓側(cè)的監(jiān)測終端(8)和與監(jiān)測終端(8)通過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)以及為整個監(jiān)控終端提供電源的電源模塊(7)；所述監(jiān)測終端(8)通過GPRS通信模塊(4)和485通信模塊(5)與監(jiān)控中心(9)相連。
專利摘要本實用新型涉及一種電力負(fù)荷遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝于配電設(shè)備處的監(jiān)測終端和與這些監(jiān)測終端通過GPRS或485總線進(jìn)行遠(yuǎn)程通信的監(jiān)測主站。監(jiān)測設(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)存儲模塊、液晶顯示模塊。為整個監(jiān)測終端提供工作電源的電源模塊采用電網(wǎng)供電，三相可同時供電，每相皆可獨立供電。本實用新型能實時采集和存儲配電設(shè)備(變壓器)的各類運行數(shù)據(jù)，并通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)或485總線向監(jiān)控主站報告，使得用電設(shè)備得到及時有效的監(jiān)控，有利于配電自動化建設(shè)。
文檔編號G01R21/00GK201541148SQ20092007242
公開日2010年8月4日 申請日期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 申請人:上海資和通信科技有限公司