專利名稱：一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有載調(diào)容變壓器控制領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種有載調(diào)容變壓器控制系 統(tǒng)。
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。在配電網(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。我國(guó)農(nóng)業(yè)用電負(fù)荷有著明顯的季節(jié)性，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。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，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。采用有載調(diào)容配電變壓器可根據(jù)實(shí)際負(fù)荷大小調(diào)節(jié)變壓器容量，使配電變壓器空 載損耗大大降低，節(jié)能降損效益巨大。有載調(diào)容配電變壓器是一種具有大小兩種額定容量， 根據(jù)用戶所帶負(fù)荷大小由有載調(diào)容智能控制器自動(dòng)檢測(cè)判斷，并通過有載調(diào)容開關(guān)，在變 壓器不停電狀態(tài)的下，對(duì)變壓器兩種容量進(jìn)行自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行過程中變壓器容量大 小自動(dòng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)兩種額定容量運(yùn)行方式自動(dòng)轉(zhuǎn)換的配電變壓器?，F(xiàn)有技術(shù)中的調(diào)容變壓器控制器只能到有載調(diào)容變壓器處采用液晶顯示和串口 通信的方式設(shè)置參數(shù)或者讀取數(shù)據(jù)，維護(hù)人員需要將變壓器的數(shù)據(jù)帶回遠(yuǎn)端服務(wù)器，需要 采用可移動(dòng)計(jì)算機(jī)等設(shè)備手工進(jìn)行連接來實(shí)現(xiàn)，存在著很大的困難和安全性隱患，而且也 無法實(shí)時(shí)掌握臺(tái)區(qū)變壓器的運(yùn)行情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中有載調(diào)容 變壓器維護(hù)困難，并在維護(hù)時(shí)存在危險(xiǎn)的問題，同時(shí)可以實(shí)時(shí)查看有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行 情況。該有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，包括控制裝置，手持終端；所述控制裝置通過電流采 樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過狀態(tài)監(jiān)測(cè) 單元獲取所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn) 行狀態(tài)信息通過Zigbee通信單元發(fā)送給附近的手持終端；所述手持終端通過手持終端的 Zigbee通信單元與所述有載調(diào)容變壓器控制裝置通信，并將獲取的電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù) 據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)于外設(shè)存儲(chǔ)器中。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述控制裝置還包括GPRS單 元，用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器通過通用分組無線服務(wù)技術(shù)進(jìn)行無線通信。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)的再一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述控制裝置通過所述GPRS 單元獲取所述遠(yuǎn)端服務(wù)器的控制指令。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述控制裝置根據(jù)所述遠(yuǎn)端 服務(wù)器發(fā)送的控制指令控制有載調(diào)容變壓器的高、低容切換。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例所述系統(tǒng)的另一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述控制裝置還包括控制單 元，用于根據(jù)電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息生成的控制命令控制所述有載 調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)。 通過本發(fā)明實(shí)施例，可以使得有載調(diào)容變壓器控制裝置與附近的終端進(jìn)行無線通 信，提高了維護(hù)效率，并且減小了用戶操作有載調(diào)容變壓器的危險(xiǎn)性。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)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所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器及其控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。；圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的電路示意圖；圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4和圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例電壓采樣單元和電流采樣單元的電路圖；圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的電路圖；圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例手持終端中處理單元和內(nèi)部存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8所示為本發(fā)明實(shí)施例中zigbee通信單元與處理單元連接時(shí)鐘晶振的結(jié)構(gòu)示 意圖；圖9所示為本發(fā)明實(shí)施例中nRF401芯片詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖；圖10所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖；圖11所示為本發(fā)明手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容值設(shè)定的流程圖；圖12所示為本發(fā)明手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)進(jìn)行查詢的流程圖；圖13所示為本發(fā)明實(shí)施例手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)進(jìn)行操作的流程 圖；圖14所示為本發(fā)明實(shí)施例控制裝置與有載調(diào)容變壓器工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于 本發(fā)明中的實(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器及其控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，有載調(diào)容變壓器本體與調(diào)容開關(guān)通過分接頭進(jìn)行內(nèi)部連接，有載 調(diào)容控制裝置與調(diào)容變壓器本體低壓側(cè)的電流線和電壓線進(jìn)行連接，同時(shí)與調(diào)容開關(guān)的信 號(hào)線進(jìn)行連接。有載調(diào)容變壓器具有大小兩個(gè)容量，變壓器三相高壓繞組在大容量時(shí)接成 三角形(D)，小容量時(shí)接成星形(Y)，控制裝置通過監(jiān)測(cè)變壓器低壓側(cè)的電壓、電流判斷當(dāng)前負(fù)荷大小，根據(jù)容量整定值并判定相關(guān)約束條件，滿足設(shè)定條件則發(fā)出相應(yīng)調(diào)節(jié)控制命 令給有載調(diào)容開關(guān)，有載調(diào)容開關(guān)根據(jù)控制指令可靠開合動(dòng)作，完成變壓器內(nèi)部高、低壓線 圈的星、角變換和串、并聯(lián)轉(zhuǎn)換，在不需要停電的狀態(tài)下，完成變壓器容量調(diào)節(jié)過程，使有載 調(diào)容變壓器在始終滿足負(fù)荷需求的情況下以經(jīng)濟(jì)方式運(yùn)行。如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的電路示意圖，在本實(shí)施例 中，Kl為有載調(diào)容變壓器高壓側(cè)的3只開關(guān)和該變壓器低壓側(cè)的6只開關(guān)，K2為高壓側(cè)的 3只開關(guān)和低壓側(cè)的3只開關(guān)。有載調(diào)容變壓器三相高壓繞組在大容量時(shí)，Kl開關(guān)全部閉 合，K2開關(guān)全部斷開，高壓繞組接成三角形(D)連接；小容量時(shí)，K2開關(guān)全部閉合，Kl開關(guān) 全部斷開，高壓繞組接成星形(Y)連接。每相低壓繞組少數(shù)線匝部分(L3段)，多數(shù)線匝線 段由兩組導(dǎo)線并繞而成兩部分(Li、L2段)。大容量時(shí)Li、L2段并聯(lián)再與L3段串聯(lián)，小容 量時(shí)Li、L2、L3段全部串聯(lián)。由大容量調(diào)為小容量時(shí)，低壓繞組匝數(shù)增加，同時(shí)高壓繞組變 為Y接法，相電壓降低，且匝數(shù)增加與電壓降低的倍數(shù)相當(dāng)，可以保證輸出電壓不變。如圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。包括控制裝置301，手持終端302。所述控制裝置通過電流采樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信息數(shù)據(jù) 和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元獲取所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述 電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過Zigbee通信單元發(fā)送給附近的手持終 端；所述手持終端通過手持終端的Zigbee通信單元與所述有載調(diào)容變壓器控制裝置 通信，并將獲取的電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)于外 設(shè)存儲(chǔ)器中。其中，所述控制裝置301進(jìn)一步包括處理單元3011 ,Zigbee通信單元3012，電流 采樣單元3013，電壓采樣單元3014和狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元3015。所述Zigbee通信單元3012，電流采樣單元3013，電壓采樣單元3014和狀態(tài)監(jiān)測(cè) 單元3015分別與所述處理單元3011相連接。所述電流采樣單元3013，用于檢測(cè)供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)。所述電壓采樣單元3014，用于檢測(cè)供電回路中的電壓信息數(shù)據(jù)。所述Zigbee通信單元3012，用于利用Zigbee通信技術(shù)與近距離的手持終端302 進(jìn)行無線通信，用以傳送電流和/或電壓信息數(shù)據(jù)，并且可以將所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn) 行狀態(tài)信息傳送給終端，以便于維護(hù)人員查看有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)下載， 所述Zigbee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)，是IEEE 802. 15. 4協(xié)議的代名詞。所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元3015，用于監(jiān)測(cè)所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，向所述處理 單元發(fā)送有載調(diào)容變壓器運(yùn)行狀態(tài)信息，所述運(yùn)行狀態(tài)包括有載調(diào)容變壓器開關(guān)的位置狀 態(tài)以及有載調(diào)容變壓器的容量大小。所述運(yùn)行狀態(tài)信息還可以包括有載調(diào)容變壓器負(fù)載側(cè) 的電流值、電壓值、有功功率、無功功率、功率因素、設(shè)定調(diào)容門限值和時(shí)間定值、臺(tái)區(qū)名稱、 臺(tái)區(qū)地址，調(diào)容開關(guān)高、低容位置信息等。所述處理單元3011，通過所述電流采樣單元3013、電壓采樣單元3014獲取供電 回路中的電流信息數(shù)據(jù)和電壓信息數(shù)據(jù)，并通過所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元3015獲取所述有載調(diào) 容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述信息通過所述Zigbee通信單元發(fā)送給附近的手持終端
5302。 還可以包括GPRS單元3016，與處理單元3011相連接，用于與遠(yuǎn)端服務(wù)器通過通用 分組無線服務(wù)技術(shù)(General Packet Radio Service, GPRS)進(jìn)行無線通信，例如向遠(yuǎn)端服 務(wù)器發(fā)送供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)，還可以發(fā)送所述有載調(diào)容變壓器的 運(yùn)行狀態(tài)信息，并可以接收遠(yuǎn)端服務(wù)器的控制指令，例如控制調(diào)容開關(guān)的指令，設(shè)置控制裝 置向有載調(diào)容變壓器發(fā)出調(diào)容指令的條件值等參數(shù)的指令。還包括輸入輸出單元3017，與處理單元3011相連接，用于用戶輸入控制信息，顯 示所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。例如包括按鍵和顯示器，顯示燈，觸摸屏幕等。還包括控制單元3018，與處理單元3011相連接，用于根據(jù)處理單元的控制命令控 制所述有載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)，即控制有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)的高容、低容投 切。所述手持終端302包括處理單元3021，存儲(chǔ)器接口 3022，Zigbee通信單元3023。所述存儲(chǔ)器接口 3022，與所述處理單元3021相連接，用于連接外設(shè)存儲(chǔ)器，例如， SD存儲(chǔ)卡等，通過該存儲(chǔ)器接口可以將所述Zigbee通信單元3023獲取的有載調(diào)容變壓器 的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)。所述Zigbee通信單元3023，與所述處理單元3021相連接，用于與所述有載調(diào)容變 壓器的控制裝置進(jìn)行通信。所述處理單元3021，控制所述Zigbee通信單元3023與所述有載調(diào)容變壓器控制 裝置通信，并將獲取的數(shù)據(jù)信息通過所述存儲(chǔ)器接口 3022存儲(chǔ)于外設(shè)存儲(chǔ)器中。還可以包括USB (通用串行總線)接口 30 ，與所述處理單元3021相連接，用于連 接USB接口的外設(shè)，例如移動(dòng)硬盤，計(jì)算機(jī)等。還可以包括輸入輸出單元3025，與所述處理單元3021相連接，用戶通過該輸入輸 出單元3025向所述手持終端輸入控制指令，或者獲取數(shù)據(jù)信息。所述輸入輸出單元3025 可以包括鍵盤，觸摸屏，或者LED顯示燈。還可以包括內(nèi)部存儲(chǔ)單元30 ，與所述處理單元3021相連接，用于存儲(chǔ)所述處理 單元3021獲得的數(shù)據(jù)信息。還可以包括電源單元3027，與所述處理單元3021相連接，用于向與所述處理單元 3021相連接的功能單元供電。通過上述實(shí)施例，可以使得有載調(diào)容變壓器控制裝置與附近的終端進(jìn)行無線通 信，提高了維護(hù)效率，并且減小了用戶操作有載調(diào)容變壓器的危險(xiǎn)性。如圖4和圖5所示為本發(fā)明實(shí)施例電壓采樣單元和電流采樣單元的電路圖。數(shù)據(jù)采集實(shí)際上就是一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換的過程，即將有載調(diào)容變壓器采集的三相電 壓、電流模擬量經(jīng)高精度的PT采樣單元、CT采樣單元變成小信號(hào)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，PT采樣單元采用電壓-電壓變換器 LXYA，額定電壓120V，輸出電壓3. 53V ；CT采樣單元采用電流-電壓變換器LXLF，額定電流 5A，輸出電壓3. 53V，兩種變換器的抗電強(qiáng)度都在3000V以上，相位差< 5'，比差非線性度 彡0. 1%，線性范圍在5% 120%，滿足測(cè)量要求。本實(shí)例中采用的LM3M是一款單電源高 性能四通道運(yùn)算放大器產(chǎn)品，具有低輸入偏置電流，最大僅為2nA;低輸出失調(diào)電壓，最大 僅為60 μ V ；低溫漂、低噪聲、高精度，即使在高達(dá)125°C的惡劣環(huán)境下，仍具有相當(dāng)穩(wěn)定性能。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，在此給出了其 中一相電壓Ua和一相電流Ia的模擬量測(cè)量原理圖。如圖6所示為本發(fā)明實(shí)施例狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元的電路圖。調(diào)容開關(guān)的位置信號(hào)通過其輔助觸點(diǎn)引出，輔助觸點(diǎn)在調(diào)容開關(guān)裝置的操動(dòng)機(jī)構(gòu) 中與調(diào)容開關(guān)的傳動(dòng)軸連動(dòng)，上述開關(guān)的輔助觸點(diǎn)實(shí)際上相當(dāng)于繼電器的一組輸出節(jié)點(diǎn)， 輔助觸點(diǎn)位置與調(diào)容開關(guān)的位置一一對(duì)應(yīng)。這樣，只須將輔助觸點(diǎn)的信息采集進(jìn)來就完成 了調(diào)容開關(guān)位置狀態(tài)信號(hào)的采集?？梢圆捎霉怆婑詈想娐稶4進(jìn)行電氣隔離，以保護(hù)裝置不 易受損壞，其中電容用于濾波，二極管是為了保護(hù)光電耦合器U4。如圖7所示為本發(fā)明實(shí)施例手持終端中處理單元和內(nèi)部存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，處理單元可以采用UPSD3234A單片機(jī)，它是一款基于8052內(nèi)核的 增強(qiáng)型Flash單片機(jī)，該單片機(jī)包含1個(gè)帶8032微控制器的Flash PSD、2塊Flash存儲(chǔ)器、 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)、通用I/O 口可編程邏輯、管理監(jiān)控功能模塊，并可通過可編程邏 輯、管理監(jiān)控功能模塊實(shí)現(xiàn)USB、兩線式串行總線anter-htegrated Circuit, I2C)功能、 模數(shù)轉(zhuǎn)換功能(ADC)、數(shù)模轉(zhuǎn)換功能(DAC)和脈沖寬度調(diào)制((Pulse Width Modulation, PWM)功能。其中，片內(nèi)8032微控制器，帶有2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)異步通信口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、 1個(gè)外部中斷以及JTAG ISP接口(用于在系統(tǒng)編程)。在本實(shí)施例中內(nèi)部存儲(chǔ)單元為FLASH芯片，可以采用K9F1208芯片，它是 512Mb (64MX8位)NAND Flash存儲(chǔ)器。該存儲(chǔ)器的工作電壓為2. 7 3. 6V，內(nèi)部存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 為5 字節(jié)X32頁X4096塊，頁大小為5 字節(jié)，塊大小為(16KB+512字節(jié))；可由處理 單元的單片機(jī)指令擦寫、頁程序、塊擦除、智能的讀/寫和擦除操作，一次可以讀/寫或者擦 除4頁或者塊的內(nèi)容，內(nèi)部有命令寄存器。單片機(jī)通過8位I/O端口分時(shí)復(fù)用訪問器件命 令、地址和數(shù)據(jù)寄存器，完成對(duì)芯片內(nèi)存儲(chǔ)器的訪問。UPSD3234A的數(shù)據(jù)總線DATAO 7直接連接到K9F1208的數(shù)據(jù)線上。K9F1208的 讀/寫信號(hào)直接通過UPSD3234A的讀/寫信號(hào)驅(qū)動(dòng)，K9F1208的ALE地址允許信號(hào)、CLE命 令允許信號(hào)、片選使能信號(hào)分別由UPSD3234A的P43、P44、P45來控制，而K9F1208的R/B狀 態(tài)輸出信號(hào)由UPSD3234A的P46來讀取。如圖8所示為本發(fā)明實(shí)施例中zigbee通信單元與處理單元連接時(shí)鐘晶振 的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，zigbee通信單元采用nRF401芯片實(shí)現(xiàn)，nRF401芯片 是一種zigbee無線收發(fā)芯片，它包括了高頻發(fā)射、高頻接收、(PLL)合成、頻移鍵控 (Frequency-shiftkeying, FSK)調(diào)制、FSK解調(diào)、多頻道切換等，具有工作頻率穩(wěn)定可靠， 外圍元件少，便于設(shè)計(jì)生產(chǎn)，功耗極低，適合于便攜及手持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。riRF401是一個(gè) 為433MHz ISM頻段設(shè)計(jì)的真正單片無線收發(fā)芯片，它采用FSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，最高工作 速率可以達(dá)到201cbpS，發(fā)射功率可以調(diào)整，最大發(fā)射功率是+lOcffim。由于采用了低發(fā)射 功率，高接收靈敏度的設(shè)計(jì)，滿足無線電管制要求，無需使用許可證，是ISMandustrial ScientificMedical)頻段低功率無線應(yīng)用的理想選擇。其中nRF401芯片的XCl和XC2管 腳為晶振輸入，連接4MHz的晶振芯片，處理單元的Xl和X2管腳為晶振輸入，連接4MHz的 晶振芯片O如圖9所示為本發(fā)明實(shí)施例中nRF401芯片詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。
在本實(shí)施例中只說明主要管腳，其中)(C1、XC2指晶振輸入管腳，連接4MHz的晶振 芯片，F(xiàn)ILTl管腳為環(huán)形濾波器輸入管腳，VC01.、VC02為外部電感輸入管腳，DIN、D0UT為數(shù) 據(jù)輸入、輸出管腳，TXEN為數(shù)據(jù)收發(fā)使能位(即TXEN = 1，數(shù)據(jù)發(fā)送；TXEN = 0，數(shù)據(jù)接收)， PWR.UP管腳為電源輸入管腳，CS為通道選擇管腳，RF_PWR為收發(fā)電源設(shè)定管腳。ANTUANT2 管腳連接天線601，R2、C3、C4組成了濾波電路，保證傳輸數(shù)據(jù)不受干擾，可靠傳輸。如圖10所示為本發(fā)明實(shí)施例一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)的另一結(jié)構(gòu)示意圖。有載調(diào)容變壓器的控制裝置可以通過GPRS單元與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信，圖中包括 多個(gè)有載調(diào)容變壓器1001、控制裝置1002，移動(dòng)基站收發(fā)信臺(tái)(BTQ 1003，移動(dòng)基站控 制器(BSC) 1004，服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN) 1005, GPRS網(wǎng)絡(luò)1006，網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn) (GGSN) 1007，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1008，服務(wù)器1009。所述控制裝置1002獲取所述有載調(diào)容變壓器1001的數(shù)據(jù)信息，所述控制裝置 1002將所述數(shù)據(jù)信息打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過GPRS單元將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送出去，所 述移動(dòng)基站收發(fā)信臺(tái)1003接收到該數(shù)據(jù)信息后，將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送到移動(dòng)基站控制器 1004，所述移動(dòng)基站控制器1004再通過服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)1005將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)送到 GPRS網(wǎng)絡(luò)1006，所述網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)1007接收到該數(shù)據(jù)信息后將所述數(shù)據(jù)信息發(fā)通過 互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1008發(fā)送給所述服務(wù)器1009，所述服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、解 密后通過網(wǎng)口轉(zhuǎn)發(fā)到所述服務(wù)器的監(jiān)控界面上。相反，當(dāng)服務(wù)器1009向所述有載調(diào)容變壓 器1001及控制裝置1002下發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)經(jīng)過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1008 和GPRS網(wǎng)絡(luò)1006發(fā)送到控制裝置1002，控制裝置1002將接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、 解密后通過RS232串口發(fā)送到有載調(diào)容變壓器1001中以進(jìn)行控制等操作。遠(yuǎn)程GPRS終端利用GPRS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸有載調(diào)容智能變壓器單元的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng) 過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過無線方式發(fā)送，由BTS (移動(dòng)基站收發(fā)信臺(tái))接收后發(fā)送到 BSC (移動(dòng)基站控制器)，再經(jīng)過SGSN (服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn))進(jìn)入GPRS網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)經(jīng)過GGSN 后進(jìn)入Internet，最后通過防火墻到達(dá)企業(yè)內(nèi)部的管理服務(wù)器，監(jiān)控中心服務(wù)器通過局域 網(wǎng)來訪問遠(yuǎn)端安裝有載調(diào)容智能變壓器臺(tái)區(qū)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。服務(wù)器將接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過解 包、CRC校驗(yàn)、解密后通過網(wǎng)口轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器的后臺(tái)監(jiān)控界面上。相反，當(dāng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的 服務(wù)器下發(fā)數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)經(jīng)過打包、加密、CRC校驗(yàn)后通過hternet網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送 到具有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置。具有GPRS單元的有載調(diào)容變壓器控制裝置 將接收的數(shù)據(jù)經(jīng)過解包、CRC校驗(yàn)、解密后通過RS232串口發(fā)送到有載調(diào)容智能變壓器中。通過上述實(shí)施例，服務(wù)器處可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行參數(shù)(電流、電 壓、有功功率、無功功率等)和調(diào)容開關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，而且能夠根據(jù)實(shí)際負(fù)載大小修改高、 低容調(diào)容的定值參數(shù)，使變壓器可以更加經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。同時(shí)還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程開關(guān)控制，可下載 和保存運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算分析和曲線生成，并可實(shí)現(xiàn)程序在線升級(jí)。此外，當(dāng)有載調(diào)容變 壓器出現(xiàn)故障或運(yùn)行異常時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)故障報(bào)警和異常預(yù)警，并可以通過聲光和短消息的 方式提示運(yùn)行維護(hù)和管理人員。如圖11所示為本發(fā)明手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容值設(shè)定的流程圖。步驟1101，處理單元通過調(diào)用內(nèi)存中的程序啟動(dòng)定值修改界面，并將該定值修改 界面?zhèn)魉徒o輸入輸出單元中的顯示屏進(jìn)行顯示。其中，定值是指使調(diào)容開關(guān)高、低容投切設(shè) 定的門限定值和時(shí)間定值，所述們限定值是指調(diào)容時(shí)的高容門限值和低容門限值，時(shí)間定值是指調(diào)容時(shí)的高容延時(shí)時(shí)間和低容延時(shí)時(shí)間。步驟1102，用戶通過輸入輸出單元中的鍵盤或者所述顯示屏幕上的虛擬按鍵輸入 定值修改命令。步驟1103，所述處理單元通過所述輸入輸出單元接收到所述定值修改命令，通過 Zigbee通信單元將定值修改命令發(fā)送給有載調(diào)容變壓器。步驟1104，Zigbee通信單元判斷是否接收到有載調(diào)容變壓器回復(fù)定值修改命令 的響應(yīng)報(bào)文，如果接收到響應(yīng)報(bào)文則進(jìn)入步驟1105，否則進(jìn)入步驟1106。其中，無線通信中 的數(shù)據(jù)報(bào)文可以采用IEC60870-101電力規(guī)約進(jìn)行編寫。步驟1105，所述Zigbee通信單元將接收到的響應(yīng)報(bào)文進(jìn)行解包處理，將響應(yīng)報(bào)文 轉(zhuǎn)換為處理單元可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，并傳送給處理單元。步驟1106，查詢失敗，返回步驟1102，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入定值修改命令。步驟1107，處理單元判斷接收到的報(bào)文格式是否正確，如果正確則進(jìn)入步驟 1108，否則進(jìn)入步驟1109。步驟1108，處理單元將報(bào)文進(jìn)行處理，獲得報(bào)文中的數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)信息包括 有載調(diào)容變壓器當(dāng)前的調(diào)容開關(guān)高、低容投切設(shè)定的門限定值和時(shí)間定值等狀態(tài)信息，進(jìn) 入步驟1110。步驟1109，查詢失敗，返回步驟1102，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入定值修改命令。步驟1110，處理單元將所述數(shù)據(jù)信息顯示在顯示屏中，并返回步驟1101。步驟1111，所述處理單元還將所述數(shù)據(jù)信息傳送給內(nèi)部存儲(chǔ)單元，例如可擦除可 編程ROM芯片(Erasable Programmable ROM, EPR0M)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)芯片，或者還可以通過存 儲(chǔ)器接口傳送給外接的存儲(chǔ)卡，例如SD卡(Secure Digital Card)等進(jìn)行存儲(chǔ)。如圖12所示為本發(fā)明手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)進(jìn)行查詢的流程圖。步驟1201，處理單元通過調(diào)用內(nèi)存中的程序啟動(dòng)狀態(tài)查詢界面，并將該狀態(tài)查詢 界面?zhèn)魉徒o輸入輸出單元中的顯示屏進(jìn)行顯示。步驟1202，用戶通過輸入輸出單元中的鍵盤或者所述顯示屏幕上的虛擬按鍵輸入 查詢命令。步驟1203，所述處理單元通過所述輸入輸出單元接收到所述查詢命令，通過 Zigbee通信單元將查詢命令發(fā)送給有載調(diào)容變壓器。步驟1204，處理單元判斷Zigbee通信單元是否接收到有載調(diào)容變壓器回復(fù)查詢 命令的響應(yīng)報(bào)文，如果接收到響應(yīng)報(bào)文則進(jìn)入步驟1205，否則進(jìn)入步驟1206。其中，無線通 信中的數(shù)據(jù)報(bào)文可以采用IEC60870-101電力規(guī)約進(jìn)行編寫。步驟1205，所述Zigbee通信單元將接收到的響應(yīng)報(bào)文進(jìn)行解包處理，將響應(yīng)報(bào)文 轉(zhuǎn)換為處理單元可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，并傳送給處理單元。步驟1207，查詢失敗，返回步驟1202，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入查詢命令。步驟1208，處理單元判斷接收到的報(bào)文格式是否正確，如果正確則進(jìn)入步驟 1208，否則進(jìn)入步驟1209。
步驟1208，處理單元將報(bào)文進(jìn)行處理，獲得報(bào)文中的數(shù)據(jù)信息，所述數(shù)據(jù)信息包括 有載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀態(tài)信息，變壓器的運(yùn)行參數(shù)，例如電流、電壓、有功功率、無功 功率等，進(jìn)入步驟1210。步驟1209，查詢失敗，返回步驟1202，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入查詢命令。步驟1210，處理單元將所述數(shù)據(jù)信息顯示在顯示屏中，并返回步驟1201。步驟1211，所述處理單元還將所述數(shù)據(jù)信息傳送給內(nèi)部存儲(chǔ)單元，例如可擦除可 編程ROM芯片(Erasable Programmable ROM, EPR0M)，F(xiàn)lash存儲(chǔ)芯片，或者還可以通過存 儲(chǔ)器接口傳送給外接的存儲(chǔ)卡，例如SD卡(Secure Digital Card)等進(jìn)行存儲(chǔ)。如圖13所示為本發(fā)明實(shí)施例手持終端對(duì)有載調(diào)容變壓器調(diào)容開關(guān)進(jìn)行操作的流 程圖。步驟1301，處理單元通過調(diào)用內(nèi)存中的程序啟動(dòng)調(diào)容操作界面，并將該調(diào)容操作 界面?zhèn)魉徒o輸入輸出單元中的顯示屏進(jìn)行顯示。步驟1302，用戶通過輸入輸出單元中的鍵盤或者所述顯示屏幕上的虛擬按鍵輸入 調(diào)容選擇命令，包括高容模式和低容模式。步驟1303，所述處理單元通過所述輸入輸出單元接收到所述調(diào)容選擇命令，通過 Zigbee通信單元將調(diào)容選擇命令發(fā)送給有載調(diào)容變壓器。步驟1304，Zigbee通信單元判斷是否接收到有載調(diào)容變壓器回復(fù)調(diào)容操作命令 的響應(yīng)報(bào)文，如果接收到響應(yīng)報(bào)文則進(jìn)入步驟1305，否則進(jìn)入步驟1306。步驟1305，所述Zigbee通信單元將接收到的響應(yīng)報(bào)文進(jìn)行解包處理，將響應(yīng)報(bào)文 轉(zhuǎn)換為處理單元可識(shí)別的數(shù)據(jù)格式，并傳送給處理單元。步驟1306，操作失敗，返回步驟1302，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入調(diào)容選擇命令。步驟1307，處理單元判斷接收到的報(bào)文格式是否正確，如果正確則進(jìn)入步驟 1308，否則進(jìn)入步驟1309。步驟1308，處理單元將報(bào)文進(jìn)行處理，獲得報(bào)文中的數(shù)據(jù)信息，該數(shù)據(jù)信息中主要 包括了有載調(diào)容變壓器返回操作的結(jié)果數(shù)據(jù)，進(jìn)入步驟1310。步驟1309，查詢失敗，返回步驟1302，處理單元在輸入輸出單元的顯示屏上顯示 提示信息，并提示用戶重新輸入調(diào)容選擇命令。步驟1310，用戶通過圖8中查詢步驟中的操作獲取有載調(diào)容變壓器的調(diào)容開關(guān)狀 態(tài)信息，并顯示在顯示屏中，并返回步驟1301。步驟1311，所述處理單元還將所述數(shù)據(jù)信息傳送給內(nèi)部存儲(chǔ)單元，例如可擦除可 編程ROM芯片(Erasable Programmable ROM, EPR0M)，或者還可以通過存儲(chǔ)器接口傳送給 外接的存儲(chǔ)卡，例如SD卡(Secure Digital Card)等進(jìn)行存儲(chǔ)。如圖14所示為本發(fā)明實(shí)施例控制裝置與有載調(diào)容變壓器工作流程圖。包括步驟1401，控制裝置啟動(dòng)。步驟1402，所述控制裝置通過GPRS單元判斷是否接收到了升級(jí)數(shù)據(jù)，如果有升級(jí) 數(shù)據(jù)則進(jìn)入步驟1403，否則進(jìn)入步驟1404。步驟1403，檢查數(shù)據(jù)來源，確保數(shù)據(jù)流的正確性，然后升級(jí)控制裝置中的軟件，進(jìn)入步驟405。步驟1404，控制裝置判斷預(yù)定時(shí)間是否已經(jīng)到達(dá)，如果到達(dá)例如2秒，則進(jìn)入步驟 1405，否則返回步驟1402。步驟1405，控制裝置初始化，檢查系統(tǒng)時(shí)鐘和系統(tǒng)配置是否正常。步驟1406，根據(jù)控制裝置中設(shè)定值，進(jìn)入相應(yīng)的控制模式。步驟1407，進(jìn)入自動(dòng)模式，根據(jù)調(diào)容策略和配置參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)容動(dòng)作。當(dāng)調(diào)容次 數(shù)超過限制次數(shù)時(shí)，無條件調(diào)至高容并閉鎖，每日零點(diǎn)時(shí)刻，系統(tǒng)自動(dòng)解除閉鎖。步驟1408，進(jìn)入遠(yuǎn)程控制模式，根據(jù)服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制命令，進(jìn)行調(diào)容動(dòng)作。步驟1409，控制裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)RS232串口、無線通信口的命令數(shù)據(jù)并作相應(yīng)的處 理根據(jù)命令可傳送所有遙測(cè)量、遙信量、高低容調(diào)容次數(shù)、高低容累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、事件記 錄、軟件版本信息，根據(jù)命令可設(shè)定有載調(diào)容變壓器的參數(shù)和調(diào)容配置參數(shù)等，根據(jù)命令可 清除控制裝置的高低容運(yùn)行時(shí)間、事件記錄、調(diào)容次數(shù)等運(yùn)行信息，并返回步驟1406。遙測(cè) 量主要是有載調(diào)容變壓器負(fù)載側(cè)的電流值、電壓值、有功功率、無功功率、功率因素、設(shè)定調(diào) 容門限值和時(shí)間定值、臺(tái)區(qū)名稱、臺(tái)區(qū)地址等；遙信量指調(diào)容開關(guān)高、低容位置信息。采集遙 測(cè)量和遙信量主要為了實(shí)時(shí)掌握有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行情況。以上所述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的目的、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，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含 在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制裝置，手持終端；所述控制裝置通過電流采樣單元、電壓采樣單元獲取供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)和電 壓信息數(shù)據(jù)，并通過狀態(tài)監(jiān)測(cè)單元獲取所述有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息，將上述電流 信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過Zigbee通信單元發(fā)送給附近的手持終端；所述手持終端通過手持終端的Zigbee通信單元與所述有載調(diào)容變壓器控制裝置通 信，并將獲取的電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息通過存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)于外設(shè) 存儲(chǔ)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括GPRS單元，用于與 遠(yuǎn)端服務(wù)器通過通用分組無線服務(wù)技術(shù)進(jìn)行無線通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置通過所述GPRS單元獲取所 述遠(yuǎn)端服務(wù)器的控制指令。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置根據(jù)所述遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送 的控制指令控制有載調(diào)容變壓器的高、低容切換。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置還包括控制單元，用于根據(jù) 電流信息數(shù)據(jù)、電壓數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行狀態(tài)信息生成的控制命令控制所述有載調(diào)容變壓器的 調(diào)容開關(guān)狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及有載調(diào)容變壓器控制領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種有載調(diào)容變壓器控制系統(tǒng)，包括控制裝置將供電回路中的電流信息數(shù)據(jù)、電壓信息數(shù)據(jù)和有載調(diào)容變壓器的運(yùn)行狀態(tài)信息通過Zigbee通信單元發(fā)送給附近的手持終端；手持終端通過手持終端的Zigbee通信單元與所述有載調(diào)容變壓器控制裝置通信，并將上述信息通過存儲(chǔ)器接口存儲(chǔ)于外設(shè)存儲(chǔ)器中。可以使得有載調(diào)容變壓器控制裝置與附近的終端進(jìn)行無線通信，提高了維護(hù)效率，并且減小了用戶操作有載調(diào)容變壓器的危險(xiǎn)性。
文檔編號(hào)H02P13/00GK102097997SQ20101057050
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者張東忱, 張海龍, 張重樂, 徐彬, 王福潤(rùn) 申請(qǐng)人:北京電研華源電力技術(shù)有限公司