本發(fā)明涉及監(jiān)控及報警領(lǐng)域，具體涉及到一種母線槽電氣參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

我國在步入發(fā)達國家的進程中，供用電容量將大幅增長，變電設(shè)備與控制設(shè)備的額定電流也在不斷提高。國家開始逐步加大城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)的改造，進而提升電網(wǎng)的供電質(zhì)量和保障能力，以此同時，變電設(shè)備與控制設(shè)備母線的額定電流，也由1250A～3150A 級，升至2500A～8000A 級。

在電網(wǎng)的改造和建設(shè)過程中，我國長期大量采用矩型母線作為電器設(shè)備連接的主要設(shè)備，但是采用裸母線，其供電安全性并沒有得到改善，仍會有異物搭接、動物短接、氣候溫變凝露及人為觸電等閃絡(luò)事故的發(fā)生。因此，隨著對大容量大電流安全傳輸?shù)钠惹行枨?，采用固體絕緣智能母線系統(tǒng)的重要性也愈加突出，在此基礎(chǔ)上的智能電網(wǎng)也是目前發(fā)展的前瞻趨勢，而電力設(shè)備智能化是智能電網(wǎng)的重要基石，如何實現(xiàn)固體絕緣母線槽各種監(jiān)測數(shù)據(jù)采集的智能化，標準化，便于實時傳輸、報告輸電線路情況或進行巡回檢測，對于從根本上避免事故的發(fā)生，進而保證電纜安全、可靠的運行，具有重大意義；而固體絕緣智能母線系統(tǒng)的研制在國內(nèi)目前仍處于空白狀態(tài)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種母線槽電氣參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有母線槽溫升及電流和電壓超出額定值造成的用電不安全且不能及時發(fā)出警報通知的問題。

為達上述目的，本發(fā)明的一個實施例中提供了一種母線槽電氣參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng)，中央處理器、與中央處理器輸入端相連的電流采集模塊、電壓傳感器和若干溫度傳感器以及與中央處理器輸出端相連的聲光報警器；若干溫度傳感器依次通過放大電路、低通濾波器和監(jiān)測數(shù)據(jù)集中模塊與比較電路的輸入端相連，比較電路的輸出端與中央處理器連接；電流采集模塊和電壓傳感器通過信號處理器與中央處理器連接，監(jiān)測數(shù)據(jù)集中模塊的輸入端還與溫濕度探頭連接，所述中央處理器與CPU監(jiān)視電路形成回路；溫度傳感器包括設(shè)于母線槽端頭上的溫度傳感器A、安裝于母線槽金屬外殼上的溫度傳感器B及設(shè)置在母線槽絕緣件表面的溫度傳感器C，聲光報警器包括振蕩報警單元以及分別與振蕩報警單元連接的閃光振蕩電路和音頻振蕩電路，閃光振蕩電路的輸出端與指示燈及控制電路相連，音頻振蕩電路的輸出端通過輸出功率電路與揚聲器相連；放大電路包括第一放大運算器、第一電壓負反饋電路和帶通濾波電路；其中，所述第一放大運算器的輸入端與第一電壓負反饋電路的一端及帶通濾波電路的一端相連，輸出端與第一電壓負反饋電路的另一端、帶通濾波電路的另一端及低通濾波電路的輸入端相連；低通濾波電路包括第一低通濾波電路、第二低通濾波電路、第二電壓負反饋電路和第二放大運算器；其中，第一低通濾波電路的一端與放大電路的第一放大運算器的輸出端相連，另一端與第二低通濾波電路的一端、第二放大運算器的輸出端、第二電壓負反饋電路的一端及A/D 轉(zhuǎn)換器相連；第二低通濾波電路的另一端與第二放大運算器的輸入端相連，第二放大運算器的輸入端還與第二電壓負反饋電路的另一端相連；比較電路包括第一運算放大器A1和第二運算放大器A2，所述第一運算放大器A1的正極端通過第二電阻R2與第二運算放大器A2的負極相連，第一運算放大器A1的負極與第一電阻R1的一端相連，第一電阻R1的另一端與比較電壓輸端相連，第一運算放大器A1的引腳4與電源連接，引腳7接地，引腳6分別與第一穩(wěn)壓管D1的正極和第四電阻R4的一端相連，第一穩(wěn)壓管D1與第二穩(wěn)壓管D2串聯(lián)；所述第二運算放大器A2的正極與第三電阻R3的一端相連，第三電阻R3另一端與比較電壓輸入端相連，第二運算放大器A2的引腳4連接電源，引腳7接地，引腳6分別與第三穩(wěn)壓管D3的正極和第五電阻R5的一端相連，所述第三穩(wěn)壓管D3的負極與第四穩(wěn)壓管D4的負極連接，第四電阻R4和第五電阻R5均串聯(lián)一個發(fā)光二極管；閃光振蕩電路包括第三運算放大器A3，第三運算放大器A3的正極通過第九電阻R9接地，并與第八電阻R8形成回路，第三運算放大器A3的負極通過第一電容C1接地，第三運算放大器A3的負極分別與第一滑動變阻器Rp1的一端和第七電阻R7的一端連接，第一滑動變阻器Rp1和第七電阻R7的另一端分別與第一二極管VD1和第二二極管VD2串聯(lián)，第三運算放大器A3的引腳4連接正極電源，引腳7與負極電源相連。

優(yōu)選的，指示燈及控制電路包括第四運算放大器A4和第五運算放大器A5，第四運算放大器A4的引腳6通過發(fā)光二極管的一端與第五運算放大器A5的正極連接，發(fā)光二極管的另一端接地，第四運算放大器A4的引腳7接正極電源，引腳4與負極電源相連，第四運算放大器A4的負極接地，第五運算放大器A5的負極通過第十電阻R10接地，第五運算放大器A5與第二滑動變阻器Rp1形成回路。

優(yōu)選的，音頻振蕩電路包括第六運算放大器A6，第六運算放大器A6的正極通過并聯(lián)的第三電容C3和第十二電阻R12接地，第六運算放大器A6的正極與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與第十一電阻R11的一端連接，第六運算放大器A6的負極通過第十四電阻R14接地，第六運算放大器A6與第十三電阻R13形成回路，第六運算放大器A6的引腳4與負極電源連接。

優(yōu)選的，中央處理器的輸出端與監(jiān)控電腦、基準電流輸入模塊和基準電壓輸入模塊相連。

綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、本發(fā)明通過在母線槽的端頭、金屬外殼和絕緣件表面上均安裝有溫度傳感器，并在母線槽上設(shè)置電流采集模塊和電壓傳感器，可對母線槽的溫度、電壓和電流進行實時監(jiān)測，當溫度、電壓和電流數(shù)值度超標時第一時間發(fā)出報警信息，提高了供電的安全可靠性。

2、比較電路設(shè)置有四個穩(wěn)壓管，且第一穩(wěn)壓管D1與第二穩(wěn)壓管D2串聯(lián)，第三穩(wěn)壓管D3和第四穩(wěn)壓管D4串聯(lián)，形成了雙向穩(wěn)壓管，起到穩(wěn)定電壓的作用；同時，在比較電路中每個發(fā)光二極管串聯(lián)一個電阻，有利于保護發(fā)光二極管正常工作。

3、指示燈及控制電路中發(fā)光二極管與方波發(fā)生器之間設(shè)有一單門限電壓比較器，當輸入電壓在門限電壓上下變化的時候，其輸出電壓將相應(yīng)的輸出運算放大器的正負極限電壓，提高了靈敏度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明母線槽電氣參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng)的模塊圖；

圖2為本發(fā)明放大電路和低通濾波電路的模塊圖；

圖3為比較電路的原理圖；

圖4為閃光振蕩電路的原理圖；

圖5為指示燈及控制電路的原理圖；

圖6為音頻振蕩電路的原理圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種母線槽電氣參數(shù)監(jiān)視及報警系統(tǒng)，中央處理器、與中央處理器輸入端相連的電流采集模塊、電壓傳感器和若干溫度傳感器以及與中央處理器輸出端相連的聲光報警器；若干溫度傳感器依次通過放大電路、低通濾波器和監(jiān)測數(shù)據(jù)集中模塊與比較電路的輸入端相連，比較電路的輸出端與中央處理器連接；電流采集模塊和電壓傳感器通過信號處理器與中央處理器連接，監(jiān)測數(shù)據(jù)集中模塊的輸入端還與溫濕度探頭連接，中央處理器與CPU監(jiān)視電路形成回路；溫度傳感器包括設(shè)于母線槽端頭上的溫度傳感器A、安裝于母線槽金屬外殼上的溫度傳感器B及設(shè)置在母線槽絕緣件表面的溫度傳感器C，聲光報警器包括振蕩報警單元以及分別與振蕩報警單元連接的閃光振蕩電路和音頻振蕩電路，閃光振蕩電路的輸出端與指示燈及控制電路相連，音頻振蕩電路的輸出端通過輸出功率電路與揚聲器相連；放大電路包括第一放大運算器、第一電壓負反饋電路和帶通濾波電路；其中，所述第一放大運算器的輸入端與第一電壓負反饋電路的一端及帶通濾波電路的一端相連，輸出端與第一電壓負反饋電路的另一端、帶通濾波電路的另一端及低通濾波電路的輸入端相連；低通濾波電路包括第一低通濾波電路、第二低通濾波電路、第二電壓負反饋電路和第二放大運算器；其中，第一低通濾波電路的一端與放大電路的第一放大運算器的輸出端相連，另一端與第二低通濾波電路的一端、第二放大運算器的輸出端、第二電壓負反饋電路的一端及A/D 轉(zhuǎn)換器相連；第二低通濾波電路的另一端與第二放大運算器的輸入端相連，所述第二放大運算器的輸入端還與第二電壓負反饋電路的另一端相連；比較電路包括第一運算放大器A1和第二運算放大器A2，第一運算放大器A1的正極端通過第二電阻R2與第二運算放大器A2的負極相連，所述第一運算放大器A1的負極與第一電阻R1的一端相連，第一電阻R1的另一端與比較電壓輸端相連，第一運算放大器A1的引腳4與電源連接，引腳7接地，引腳6分別與第一穩(wěn)壓管D1的正極和第四電阻R4的一端相連，第一穩(wěn)壓管D1與第二穩(wěn)壓管D2串聯(lián)；所述第二運算放大器A2的正極與第三電阻R3的一端相連，第三電阻R3另一端與比較電壓輸入端相連，第二運算放大器A2的引腳4連接電源，引腳7接地，引腳6分別與第三穩(wěn)壓管D3的正極和第五電阻R5的一端相連，第三穩(wěn)壓管D3的負極與第四穩(wěn)壓管D4的負極連接，第四電阻R4和第五電阻R5均串聯(lián)一個發(fā)光二極管；閃光振蕩電路包括第三運算放大器A3，第三運算放大器A3的正極通過第九電阻R9接地，并與第八電阻R8形成回路，第三運算放大器A3的負極通過第一電容C1接地，第三運算放大器A3的負極分別與第一滑動變阻器Rp1的一端和第七電阻R7的一端連接，第一滑動變阻器Rp1和第七電阻R7的另一端分別與第一二極管VD1和第二二極管VD2串聯(lián)，第三運算放大器A3的引腳4連接正極電源，引腳7與負極電源相連。閃光振蕩電路給指示燈提供電能，同時也為它提供閃光的頻率；其主要作用還是為指示燈提供閃光頻率，即能使是指示燈亮滅交替，采用方波振蕩電路，方波發(fā)生器產(chǎn)生的波的頻率就是指示燈的閃光頻率。

本發(fā)明的優(yōu)化實施例，指示燈及控制電路包括第四運算放大器A4和第五運算放大器A5，第四運算放大器A4的引腳6通過發(fā)光二極管的一端與第五運算放大器A5的正極連接，發(fā)光二極管的另一端接地，第四運算放大器A4的引腳7接正極電源，引腳4與負極電源相連，第四運算放大器A4的負極接地，第五運算放大器A5的負極通過第十電阻R10接地，第五運算放大器A5與第二滑動變阻器Rp1形成回路。指示燈及控制電路中的指示燈選用的是發(fā)光二極管，它的閃光頻率是通過方波來控制的，即其頻率與方波的頻率相同，因此，發(fā)光二極管與方波發(fā)生器之間設(shè)有一單門限電壓比較器，當輸入電壓在門限電壓上下變化的時候，其輸出電壓將相應(yīng)的輸出運算放大器的正負極限電壓，它的靈敏度比較高。

音頻振蕩電路包括第六運算放大器A6，第六運算放大器A6的正極通過并聯(lián)的第三電容C3和第十二電阻R12接地，第六運算放大器A6的正極與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與第十一電阻R11的一端連接，第六運算放大器A6的負極通過第十四電阻R14接地，第六運算放大器A6與第十三電阻R13形成回路，第六運算放大器A6的引腳4與負極電源連接。中央處理器的輸出端與監(jiān)控電腦、基準電流輸入模塊和基準電壓輸入模塊相連。音頻振蕩電路是為揚聲器提供電能，更重要的是為揚聲器發(fā)聲提供發(fā)聲的頻率。音頻振蕩電路是一個正弦波振蕩電路發(fā)生器，正弦波振蕩電路可以通過RC正弦波振蕩電路和LC正弦波振蕩電路來實現(xiàn)。RC正弦波振蕩電路有橋式振蕩電路、雙T網(wǎng)絡(luò)式和移相式振蕩電路等類型，LC正弦波振蕩電路有LC選頻放大電路、變壓器反饋式LC振蕩電路、三點式LC振蕩電路和石英晶體振蕩電路等類型。

第一穩(wěn)壓管D1、第二穩(wěn)壓管D2、第三穩(wěn)壓管D3和第四穩(wěn)壓管D4的型號均為IN4678，且第一穩(wěn)壓管D1與第二穩(wěn)壓管D2串聯(lián)，第三穩(wěn)壓管D3和第四穩(wěn)壓管D4串聯(lián)，形成雙向穩(wěn)壓管起到穩(wěn)壓的作用；每個發(fā)光二極管串聯(lián)一個電阻，起保護作用。例如，比較電壓Vh和V1的取值分別為8V和15V，當電壓V2的值大于15V的時候，帶有第一運算放大器A1的比較電路會輸出高電平，從而使紅色發(fā)光二極管發(fā)光，同時，將信號傳送至中央處理器，當電壓V2的值小于8V的時候，帶有第二運算放大器A2的比較電路會輸出高電平，從而綠色的發(fā)光二極管會發(fā)光，同時，將信號傳送至中央處理器，當電壓值在8V到12V之間的時候，兩個比較電路都會輸出低電平，因此發(fā)光二極管都不會點亮。通過溫度傳感器A、溫度傳感器B和溫度傳感器C分別對母線槽的端頭、金屬外殼和絕緣件進行溫度采集，放大器將溫度傳感器A、溫度傳感器B和溫度傳感器C采集的信號進行放大處理，再通過低通濾波器進行濾波，然后進行模數(shù)轉(zhuǎn)化后送至比較電路，而溫濕度探頭檢測到的環(huán)境溫濕度通過監(jiān)測集中模塊送至比較電路，比較電路將轉(zhuǎn)化后的信號進行處理并將處理結(jié)果與預(yù)設(shè)值進行對比，使得上下發(fā)光二極管發(fā)光，同時，將對比結(jié)果發(fā)送至中央處理器，中央處理器根據(jù)亮著的發(fā)光二極管以及對比結(jié)果來判斷母線槽的溫度是否升高，當溫度升高時，中央處理器將溫升信號發(fā)至聲光報警器進行聲光報警并顯示在監(jiān)控電腦上；而電流采集模塊與電壓傳感器將采集的工作電流和電壓通過信號處理器處理后發(fā)送至中央處理器，中央處理器根據(jù)基準電流輸入模塊和基準電壓輸入模塊來判斷電流和電壓是否超過額定值，超過額定值則發(fā)送至聲光報警器發(fā)出警報并在監(jiān)控電腦上顯示電壓、電流數(shù)值。