專利名稱：電度量采集轉發(fā)裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是電力系統(tǒng)信息采集轉發(fā)裝置，特別是一種電力系統(tǒng)運行現(xiàn)場電力電度量采集轉發(fā)裝置。
目前，現(xiàn)有的電度量采集轉發(fā)方法有兩種其一，是利用運行現(xiàn)場(如發(fā)電廠、變電站)遠動裝置中的脈沖量采集功能，采集脈沖電度表的電度脈沖，然后換算為電度量，再通過通信口將電度量轉發(fā)給調度中心。如南京自動化設備廠，1986年定型投產(chǎn)的SZY－5型徽機遠動裝置；南京自動化研究所生產(chǎn)的MWY－C3型徽機遠動裝置；其二，是通過遠動裝置接收電度量變送器送來的電度量指示值，然后發(fā)送電度量到調度中心。前述兩種方法在實際運行中存在著不足(1)精度低，遠動裝置的抗干擾性差。這是因為電度脈沖既容易被丟失又會被重復計數(shù)，有時干擾脈沖也會被計數(shù)，所以產(chǎn)生誤差，精度低。進而言之是因為電度量有別于電流、電壓、功率等瞬時量在不同時間的值互相不影響的特點，而電度量是積累量。接收電度脈沖時，發(fā)生的任何細小的誤差都會導致電度量數(shù)值長期的不準確；(2)遠動裝置無保電措施。當運行現(xiàn)場失電時，只能靠外接的不間斷電源保電二十分鐘，二十分鐘過后，遠動裝置內的電度量數(shù)據(jù)丟失；(3)采集出線的電度量是采集帶出線的開關的電度量。用遠動裝置采集電度量，只有在現(xiàn)場運行方式不變，即固定某臺開關帶某條出線時，才適用。當現(xiàn)場運行方式改變，由旁路開關或母聯(lián)開關帶出線時，遠動裝置繼續(xù)采集經(jīng)原開關的電度量作為該出線的電度量，而不是把現(xiàn)場開關的電度量作為出線的電度量，因此，不能正確采集該出線的電度量；(4)不能分時段采集電力電度量。生產(chǎn)實際中，需要電力電度量在一天內分時段計量數(shù)據(jù)，遠動裝置不能方便地設置時段，因此，不能分時段采集電力電度量；(5)通信道中斷時，無法得知各時間段的電度量數(shù)值。這是因為遠動裝置只發(fā)送采集電度量當時取得的數(shù)值，如果遠動裝置到調度中心的通信道中斷，則調度中心在此段時間里就無法知道每個時段的電度量數(shù)值。
本實用新型的目的在于提供能夠克服遠動裝置存在的抗干擾性差、無保電電路等不足的一種電度量采集轉發(fā)裝置。
本實用新型是由下列措施實現(xiàn)的。它包括有用于對信息進行處理的處理器、用于采集信息的采集電路、用于將電度量數(shù)據(jù)發(fā)往調度中心的串行通信口，其特征在于它還包括有用于自成時鐘體系的時鐘電路和用于在失電情況下，保證給時鐘電路供電的保電電路組成。采集電路所采集的信息傳輸給處理器，保電電路的一路信息傳輸給時鐘電路，保電電路的另一路信息傳輸給處理器，處理器分別與時鐘電路、串行通信口連接，且信息可相互傳輸。其工作原理是脈沖電度表送來的電度脈沖首先送到采集電路中的光電耦合電路，經(jīng)光電耦合后，送經(jīng)采集電路中的脈沖鑒寬電路鑒別，只有有效脈沖才送到處理器中的單片機計數(shù)。采用光電耦合電路，可使得本實用新型的電源與脈沖電度表的電源隔離開，防止相互影響，脈沖經(jīng)光電耦合后，幅度下降為5伏，寬度不變。當脈沖進入鑒寬電路后，脈沖的上升沿觸發(fā)鑒寬電路開始鑒別，脈沖幅度下降沿觸發(fā)鑒寬電路停止鑒別。這樣幅值高、寬度窄的干擾脈沖就會被濾去不被計數(shù)，而合格的脈沖不會被重復計數(shù)。單片機采用全中斷的方式接收脈沖信號，從而避免了脈沖丟失。時鐘電路的作用是自成時鐘體系，單片機CPU可設置其時鐘底數(shù)。單片機CPU定時讀取時鐘電路內的時間作為本裝置的時間。保電電路只在失電時起作用。運行現(xiàn)場在一般情況下不會失電，除非情況很特殊，此時運行現(xiàn)場的所有出線都無電量傳輸，無電度脈沖供采集。在失電時，保電電路僅向存儲器和時鐘電路供電，這樣存儲器內的數(shù)據(jù)完全不丟失，時鐘電路內的時間繼續(xù)運轉。當電源恢復后，單片機首先讀取時鐘電路的時間作為本裝置的時間，這樣本裝置繼續(xù)采集電度量就會按時段處理，且由存儲器內繼續(xù)保存著原來的數(shù)據(jù)以及停電期間電度量的數(shù)據(jù)為零，從而電度量的累計值不會產(chǎn)生誤差。當運行方式改變時，由現(xiàn)場值班人員把改變后的運行方式用鍵盤輸入，則本實用新型就采用運行方式改變后帶出線的開關的電度量作為出線的電度量，而不是原帶出線的開關的電度量作為出線的電度量，這樣本實用新型采集的電度量可以不受運行方式改變的影響。運行值班人員可以在鍵盤上設置采集時間段，本實用新型根據(jù)設置分別計算出線不同時段的電度量值，實現(xiàn)了分段采集的功能。本實用新型在與調度中心間的被中斷的通信道恢復后，經(jīng)運行值班人員在鍵盤上操作，可追憶三天內各時段的電度量數(shù)據(jù)。本實用新型與遠動裝置接口的方法是用串行通信口把遠動裝置發(fā)往調度中心的信息接收進來，再把電度量數(shù)據(jù)疊加進去，用串行口發(fā)往調度中心。如果運行現(xiàn)場沒有遠動裝置，則本實用新型單獨把電度量數(shù)據(jù)發(fā)往調度中心。本實用新型可廣泛應用于發(fā)電廠、變電站等電力系統(tǒng)運行現(xiàn)場。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比有如下顯著特點(1)精度高。采集的數(shù)值與計量部門統(tǒng)計的數(shù)值完全一致。這是由于采集電路中采用了光電耦合電路和脈寬鑒別電路能將脈沖電度表和本裝置從電源上隔離開來和把不合標準的脈沖濾去。(2)有保電措施，數(shù)據(jù)不丟。這是因為采用了保電電路，在失電情況下向處理器的存儲器繼續(xù)提供電源，從而存儲器的數(shù)據(jù)不丟失。(3)不受運行方式的影響。這是由于處理器接收運方改變的有關數(shù)據(jù)，對電度量采取相應的處理方式。(4)正確地分時段采集出線電度量。這是由于處理器能接受值班人員設置的分時時段，在失電情況下裝置的時鐘正常運轉不會導致時鐘混亂。(5)能追憶數(shù)據(jù)。這是因為處理器在接到值班人員通過鍵盤鍵入的追憶命令后，就能追憶數(shù)據(jù)。
附

圖1是電度量采集轉發(fā)裝置結構原理圖。
附圖2是單片計算機及其接口電路示意圖。
附圖3是采集電路示意圖。
附圖4是時鐘電路示意圖。
附圖5是保電電路示意圖。
附圖6是串行通信口電路示意圖。
現(xiàn)結合附圖對本實用新型作進一步描述。
本實用新型包括處理器(1)、采集電路(2)、時鐘電路(3)、保電電路(4)和串行通信口(5)。圖1是本實用新型的結構原理圖，采集電路(2)所采集的信息傳輸給處理器(1)，保電電路(4)在失電情況下保證給時鐘電路(3)和處理器(1)中的存儲器供電。處理器(1)分別與時鐘電路(3)和串行通信口雙向連接。
圖2是單片計算機及其接口電路示意圖，脈沖電度表與采集電路(2)連接，脈沖電度表送出的電度脈沖經(jīng)過采集電路(2)，送到單片機中計數(shù)。單片機定時讀取時鐘電路(3)的時間作為本裝置的時間，單片機可以設置時鐘電路(3)的時鐘底數(shù)。單片機通過串行通信口(5)把遠動裝置的信息接收進來，再把電度量數(shù)據(jù)疊加進去，發(fā)往調度中心。
圖3是采集電路示意圖，電度脈沖首先送到由反相器、電阻R1、R2和光電耦合芯片TLP521－2組成的光電耦合電路，經(jīng)光電耦合后，送到74LS393與三態(tài)門控制端。采用光電耦合電路，可以防止電路間的相互影響，脈沖經(jīng)光電耦合后，幅值變?yōu)?V，寬度不變。電度脈沖的高電平開啟三態(tài)門，計數(shù)脈沖經(jīng)三態(tài)門由74LS393計數(shù)，脈沖的上升沿控制芯片74LS393開始計數(shù)，脈沖的下降沿清除74LS393的計數(shù)值。只有達到整定寬度的脈沖才能保證計數(shù)器的某級溢出，發(fā)出中斷信號，請求單片機進行處理。如果電度脈沖的寬度不足，電度脈沖自身關閉三態(tài)門，并清除74LS393的計數(shù)值。這樣寬度不符合要求的干擾脈沖就會被濾去不被計數(shù)，而合格的脈沖不會被重復計數(shù)。單片機采用全中斷的方式接收脈沖信號，從而避免了脈沖丟失。
圖4是時鐘電路示意圖，時鐘芯片58167與32768HZ晶振以及電阻R3、電容C1、C2組成時鐘電路。時鐘電路的作用是單片機讀取時鐘電路內的時間作為裝置的時間，單片機可設置時鐘電路內的時鐘底數(shù)。
圖5是保電電路示意圖，正常工作時，系統(tǒng)電源通過電阻R4、IN4148二極管D1向存儲器6264、時鐘芯片58167供電，同時向電池3／GP60K充電。在上電時，系統(tǒng)電源對電容C3充電，經(jīng)過一定的時間存儲器6264的CE2端變成高電平，由于芯片74LS00的電源由系統(tǒng)電源對電容C4充電所得，這就保證了在上電時存儲器6264處于寫禁止狀態(tài)，存儲器內數(shù)據(jù)不會被沖失。
在掉電時，芯片74LS00的電源變?yōu)榱?，存儲?264的WE端變成高電平，禁止寫存儲器6264。同時，電容C3通過二極管D3和電阻R10放電使6264的CE2端變成低電平。因此在掉電瞬間和掉電后，存儲器6264處于寫禁止狀態(tài)，存儲器內數(shù)據(jù)不會丟失。
正常工作時，系統(tǒng)電源通過電阻R7、R8使得時鐘芯片58167的PWR DOWN端為高電平，單片機可以讀取時鐘芯片58167內的數(shù)據(jù)。在掉電時，58167的PWR DOWN端為低電平，芯片由電池3／GP60K供電，芯片繼續(xù)正常工作但不和外界交換數(shù)據(jù)。當電源恢復后，單片機同樣可以讀取時鐘芯片58167內的數(shù)據(jù)作為本裝置的時間。
圖6是串行通信口電路示意圖。8251、MC1488N和MC1489N組成串行通信口。在接收信息時，單片機通過MC1489N和8251把遠動裝置的信息接收進來；在發(fā)送信息時，單片機通過8251和MC1488N把信息發(fā)往調度中心。
本實用新型的軟件固化在裝置內的EPROM芯片中，在設計硬件時，利用STD工業(yè)總線標準設計各功能模板。單片機的CPU、RAM、EPROM、晶振及保電電路(4)、時鐘電路(3)、串行通信口(5)放在一塊模板上為主機板，鍵盤和顯示電路放在一塊模板上，光電耦合電路與脈沖鑒寬電路放在一塊模板上作為采集板。本實用新型最多可處理4塊采集板所采集的電度脈沖，即最多可接受32路脈沖電度量。
權利要求1.一種電力系統(tǒng)運行現(xiàn)場電力電度量采集轉發(fā)裝置，它包括有用于對信息進行處理的處理器(1)、用于采集信息的采集電路(2)、用于將電度量數(shù)據(jù)發(fā)往調度中心的串行通信口(5)，其特征在于它還包括有用于自成時鐘體系的時鐘電路(3)和用于在失電情況下保證給時鐘電路(3)和處理器(1)中存儲器供電的保電電路(4)，采集電路(2)所采集的信息傳輸給處理器(1)，保電電路(4)的一路與時鐘電路(3)連接，保電電路(4)的另一路與處理器(1)連接3，處理器(1)分別與時鐘電路(3)和串行通信口雙向連接。
專利摘要本實用新型公開一種電力電度量采集轉發(fā)裝置。它由處理器、采集電路、串行通信口、時鐘電路和保電電路組成。它的特點是(1)精度高；(2)有保電措施；(3)不受運行方式影響；(4)正確地分時段采集出線電度量；(5)能追憶數(shù)據(jù)。它克服了遠動裝置的精度低、無保電措施等不足。本實用新型可廣泛應用于發(fā)電廠、變電站等電力系統(tǒng)運行現(xiàn)場，也可用于其它工業(yè)部門的實時信號采集和處理系統(tǒng)。
文檔編號G01R11/00GK2150581SQ9323604
公開日1993年12月22日 申請日期1993年1月8日 優(yōu)先權日1993年1月8日
發(fā)明者宋建生, 梁萍, 仇新宇 申請人:南京供電局