專(zhuān)利名稱(chēng)：變電所無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種變電所的無(wú)線電力負(fù)荷控制裝置，屬于無(wú)線電力負(fù)荷控制技術(shù)領(lǐng)域。
目前現(xiàn)有的變電所微機(jī)運(yùn)動(dòng)裝置，僅適用于調(diào)度自動(dòng)化，而不能適應(yīng)電力負(fù)荷監(jiān)控的要求。為了合理用電和節(jié)電，就必須建立兩套系統(tǒng)，這樣不僅投資大，而且不便于管理。對(duì)于縣級(jí)調(diào)度及用電，這一矛盾更加突出。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種既能滿足調(diào)度自動(dòng)化的要求，又適用于電力負(fù)荷監(jiān)控的控制裝置，它不僅節(jié)省投資，而且便于維修管理，為合理用電和節(jié)電提供了一種新型設(shè)備。
本實(shí)用新型由機(jī)柜、收發(fā)信單元、控制單元、輸入輸出單元、電源單元和接線端子排組成，其特點(diǎn)是收發(fā)信單元由天線(1)、電臺(tái)(2)和調(diào)制解調(diào)器(3)構(gòu)成，控制單元由模擬量輸入AI(16)、電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC(6)、微處理器(5)、數(shù)字量輸入DI(7)、(8)，脈沖量輸入MI(9)、(10)、開(kāi)關(guān)量輸出DO(11)、(12)、(13)、(14)以及串并行接口(4)、用于負(fù)荷控制的轉(zhuǎn)發(fā)通訊接口(18)、顯示鍵盤(pán)(15)構(gòu)成，開(kāi)關(guān)量輸出經(jīng)過(guò)輸入輸出單元的出口繼電器(19)操縱遙控執(zhí)行屏或至變電所控制屏及保護(hù)屏(20)，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)微處理機(jī)(5)控制。它既能采集變電所的現(xiàn)場(chǎng)信息，通過(guò)和中央調(diào)度臺(tái)進(jìn)行無(wú)線電通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信和遙控，又能向鄰近的無(wú)線電電力負(fù)荷控制系統(tǒng)單向終端轉(zhuǎn)發(fā)中央調(diào)度臺(tái)的命令，起到中轉(zhuǎn)站的作用。由天線(1)和電臺(tái)(2)接收中央調(diào)度臺(tái)的命令，經(jīng)調(diào)制解調(diào)器(3)解調(diào)后，通過(guò)串并行接口(4)輸入微處理機(jī)(5)，由微處理機(jī)控制電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC(6)、數(shù)字量輸入DI、脈沖量輸入MI和開(kāi)關(guān)量輸出DO及顯示器，并將采集的有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)信息發(fā)報(bào)給中央調(diào)度臺(tái)，同時(shí)可以通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)通訊接口和收發(fā)信單元向鄰近的無(wú)線電力負(fù)荷控制單向終端轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控命令。另外，電壓互感器PI和電流互感器CT(21)的信號(hào)經(jīng)模擬量輸入AI(16)送到電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC，輸入輸出單元的出口繼電器經(jīng)峰谷控制器(17)控制有功脈沖電度表和無(wú)功脈沖電度表(22)，它的脈沖信號(hào)和斷路器位置信號(hào)及信號(hào)繼電器(23)的信號(hào)直接輸入并行的數(shù)字量輸入DI(7)、(8)和脈沖量輸入MI(9)、(10)。為了便于現(xiàn)場(chǎng)接線和保障安全，接線端子排采用電力控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)端子。為了便于安裝和維修，收發(fā)信單元、電源單元、控制單元和輸入輸出單元與機(jī)柜之間采用抽屜箱式結(jié)構(gòu)。當(dāng)某個(gè)單元發(fā)生故障時(shí)，可迅速更換某個(gè)插箱，以便設(shè)備能正常工作。其中控制單元采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的STD總線，便于制造和維修。
調(diào)制解調(diào)器FSK由調(diào)制解調(diào)電路MC14412、分頻器MC14024、比較器LM324和濾波器MF10構(gòu)成。由微機(jī)的RS－232C接口來(lái)的發(fā)送信號(hào)TXD通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)器MC1489變成5V電平送往調(diào)制器MC14412，輸出的音頻信號(hào)經(jīng)接成帶通濾波器的MF10濾波后，送往電臺(tái)的麥克風(fēng)MIC端，即可通過(guò)天線發(fā)送出去。由電臺(tái)接收的音頻信號(hào)，從SP端經(jīng)過(guò)帶通濾波器濾波后，送比較器LH324產(chǎn)生方波，再由倒相器整形后送解調(diào)器MC14412，產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)經(jīng)總線驅(qū)動(dòng)器MC1488變成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)送往RS－232接口RXD。
開(kāi)關(guān)量輸出DO采用輸出雙路閉鎖結(jié)構(gòu)。它由兩個(gè)鎖存器74LS373、光耦合器、出口繼電器(J′1～J′8)、閉鎖繼電器(J1～J8)和譯碼器組成。微處理機(jī)來(lái)的分合閘命令先由譯碼器信號(hào)選通送入第一個(gè)鎖存器，接著將同樣信號(hào)送入第二個(gè)鎖存器，此后由微處理機(jī)發(fā)出輸出選通命令，使鎖存器74LS373中的三態(tài)門(mén)開(kāi)啟，此時(shí)對(duì)應(yīng)的閉鎖繼電器動(dòng)作，為出口繼電器提供了電器閉合的條件，而后使出口繼電器動(dòng)作，1秒鐘后油開(kāi)關(guān)的分合閘動(dòng)作完成，然后先送關(guān)閉出口繼電器信號(hào)給鎖存器，再撤消選通信號(hào)，使鎖存器的三態(tài)門(mén)呈高阻狀態(tài)。從而實(shí)現(xiàn)從輸出接口到出口繼電器均實(shí)現(xiàn)雙路閉鎖，任何一個(gè)元器件損壞，都不致產(chǎn)生誤動(dòng)作。由于采用兩次選通法，即使微處理機(jī)受干擾誤送信息，也不會(huì)使現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)發(fā)生誤動(dòng)作。
數(shù)字量輸入DI可采用簡(jiǎn)單電路實(shí)現(xiàn)，遙信量檢測(cè)電路由地址譯碼器74LS32，三態(tài)門(mén)緩沖區(qū)74LS244、光耦合器TIL117和保護(hù)二極管構(gòu)成?，F(xiàn)場(chǎng)接點(diǎn)閉合使光耦合器通導(dǎo)，在微處理機(jī)讀該接口時(shí)，信號(hào)通過(guò)三態(tài)門(mén)送往數(shù)據(jù)總線。它采用多次讀取數(shù)據(jù)進(jìn)行比較的辦法，克服了嚴(yán)重的現(xiàn)場(chǎng)干擾(幅度超過(guò)40V)，簡(jiǎn)化了電路。
自復(fù)位電路由一個(gè)帶振蕩器的14級(jí)分頻器CD4060和用于整形的門(mén)電路74LS132構(gòu)成。振蕩器產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過(guò)13級(jí)分頻后(脈沖寬度約為100ms)，再經(jīng)過(guò)整形送往CPU的復(fù)位PESET端。當(dāng)程序正常運(yùn)行時(shí)，每隔一段時(shí)間輸出清零信號(hào)；一旦程序進(jìn)入死區(qū)超過(guò)100ms，則Q13輸出高電平，微處理機(jī)產(chǎn)生自復(fù)位信號(hào)。產(chǎn)生自復(fù)位信號(hào)的時(shí)間可以通過(guò)自復(fù)位電路輸入端接到不同的Q端(例如接Q12端)來(lái)調(diào)整，以便適應(yīng)不同程序的需要。
本實(shí)用新型具有工作可靠、維修方便、穩(wěn)定性好和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，它把調(diào)度自動(dòng)化和無(wú)線電力負(fù)荷控制的作用結(jié)合于一體，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，使投資下降，有利于廣泛推廣應(yīng)用。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)方框示意圖；圖2為調(diào)制解調(diào)器原理示意圖；圖3為開(kāi)關(guān)量輸出原理示意圖；圖4為數(shù)字量輸入原理示意圖；圖5為自復(fù)位電路原理示意圖。
本實(shí)用新型可采用附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)，采取常用的調(diào)頻天線和電臺(tái)，以及圖2所示的調(diào)制解調(diào)器組成收發(fā)信單元。模擬量輸入可采用現(xiàn)有的中間變流器、中間變壓器、整流器和非線性補(bǔ)償電路實(shí)現(xiàn)，它把來(lái)自電壓互感器PT和電流互感器CT的強(qiáng)電交流信號(hào)(0～100V，0～5A)轉(zhuǎn)換成0～5V的直流信號(hào)，然后送往電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC，電壓頻率轉(zhuǎn)換器可由多路選擇開(kāi)關(guān)DCD4052、放大器F007、電壓頻率轉(zhuǎn)換電路VFC32、分頻器CD4024和計(jì)數(shù)器CTC構(gòu)成。來(lái)自模擬量輸入的各路信號(hào)(共四路0～5V信號(hào))經(jīng)多路開(kāi)關(guān)選擇，把正測(cè)量通道的模擬量送到放大器F007，經(jīng)阻抗變換后，由電壓頻率轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成一定頻率的脈沖，此脈沖列分頻后由CTC計(jì)數(shù)4秒鐘，時(shí)間一到即讀取計(jì)數(shù)送到微處理機(jī)處理。與此同時(shí)把多路選擇開(kāi)關(guān)切換到下一個(gè)模擬量，如此反復(fù)循環(huán)，就可檢測(cè)各個(gè)模擬量。串并行接口可由串行輸出電路Z80－SIO、并行輸入輸出電路PIO及定時(shí)計(jì)數(shù)器電路CTC構(gòu)成。由串行輸入輸出電路和總線驅(qū)動(dòng)器1488和1489構(gòu)成RS－232C串行通訊口，其波特率可為300，SIO的時(shí)鐘由CTC產(chǎn)生，CTC的其他幾個(gè)通道用于數(shù)字時(shí)鐘。并行輸入輸出的A口用于產(chǎn)生運(yùn)行燈、預(yù)告分、合閘燈、閃光和分時(shí)計(jì)量控制信號(hào)等，B口用于讀入本終端設(shè)備的地址，它由撥動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)定。峰谷控制器由光耦合器、晶體管和繼電器組成，由微處理機(jī)判斷現(xiàn)在的時(shí)間，在串行通訊接口的PIO口輸出相應(yīng)的信號(hào)，經(jīng)光耦合器隔離，晶體管驅(qū)動(dòng)接通峰值(或谷值)繼電器，此繼電器的接點(diǎn)去控制有功脈沖電度表和無(wú)功脈沖電度表。微處理機(jī)可采取Z－80CPU或單片機(jī)RAM和EPROM組成。脈沖量輸入MI可采用光耦合器隔離，由Z80－CTC(定時(shí)計(jì)數(shù)器)來(lái)計(jì)數(shù)。轉(zhuǎn)發(fā)通訊接口可由串行通訊接口SIO和總線驅(qū)動(dòng)器1489及1488構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的RS－232C接口。
本實(shí)用新型通過(guò)增多或減少印制板，能使模擬量輸入(AI)以4路為單元擴(kuò)展到32路。數(shù)字量輸入(DI)以16路為單元擴(kuò)展到128路，脈沖量輸入(MI)以16路為單元擴(kuò)展到64路，開(kāi)關(guān)量輸出(DO)以16路為單元擴(kuò)展到64路。
權(quán)利要求1.一種變電所無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，由機(jī)柜、收發(fā)信單元、控制單元、輸入輸出單元、電源單元和接線端子排組成，其特征在于收發(fā)信單元由天線(1)、電臺(tái)(2)和調(diào)制解調(diào)器(3)構(gòu)成，控制單元由模擬量輸入AI(16)、電壓頻率轉(zhuǎn)換器VFC(6)、微處理機(jī)(5)數(shù)字量輸入DI(7)、(8)，脈沖量輸入(9)、(10)，開(kāi)關(guān)量輸出DO(11)、(12)、(13)、(14)以及串并行接口(4)、用于負(fù)荷控制的轉(zhuǎn)發(fā)通訊接口(18)、顯示鍵盤(pán)(15)構(gòu)成，開(kāi)關(guān)量輸出通過(guò)輸入輸出單元出口繼電器(19)操縱遙控執(zhí)行屏或至變電所控制屏及保護(hù)屏(20)，整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)微處理機(jī)(5)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征在于調(diào)制解調(diào)器FSK由調(diào)制解調(diào)電路MC14412、分頻器MC14024、比較器LM324和濾波器MF10構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征在于開(kāi)關(guān)量輸出DO采用輸出雙路閉鎖結(jié)構(gòu)，它由兩個(gè)鎖存器74LS373、光耦合器、出口繼電器(J′1～J′8)、閉鎖繼電器(J1～J8)和譯碼器構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征在于數(shù)字量輸入DI的遙信檢測(cè)電路由地址譯碼器74LS32、三態(tài)門(mén)緩沖區(qū)74LS244、光耦合器TIL117和保護(hù)二極管組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征在于自復(fù)位電路由一個(gè)帶振蕩器的14級(jí)分頻器CD4060和用于整形的門(mén)電路74LS132組成，振蕩器產(chǎn)生的脈沖經(jīng)過(guò)13級(jí)分頻后，再經(jīng)過(guò)整形送往CPU的復(fù)位端，產(chǎn)生自復(fù)位信號(hào)的時(shí)間可通過(guò)復(fù)位電路輸入端接到不同的Q端來(lái)調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征在于收發(fā)信單元、電源單元、控制單元和輸入輸出單元與機(jī)柜之間采用抽屜箱式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、3或4所述的無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，其特征是模擬量輸入(AI)能以4路為單元擴(kuò)展到32路，數(shù)字量輸入(DI)能以16路為單元擴(kuò)展到128路，脈沖量輸入(DM)可以16路為單元擴(kuò)展到64路，開(kāi)關(guān)量輸出DO能以16路為單元擴(kuò)展到64路。
專(zhuān)利摘要變電所無(wú)線電監(jiān)控及電力負(fù)荷控制裝置，由機(jī)柜、收發(fā)信單元、控制單元、輸入輸出單元和電源單元等組成，整個(gè)系統(tǒng)由微處理機(jī)控制。它既能采集變電所的現(xiàn)場(chǎng)信息，通過(guò)和中央調(diào)度臺(tái)進(jìn)行無(wú)線電通訊，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)、遙信和遙控，又能向鄰近的無(wú)線電電力負(fù)荷控制系統(tǒng)單向終端轉(zhuǎn)發(fā)中央調(diào)度臺(tái)的命令，起到中轉(zhuǎn)站的作用，具有工作可靠、維修方便、穩(wěn)定性好和抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，既可用于調(diào)度自動(dòng)化，也可用無(wú)線電力負(fù)荷控制。
文檔編號(hào)H02J13/00GK2049430SQ8921125
公開(kāi)日1989年12月13日 申請(qǐng)日期1989年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1989年4月1日
發(fā)明者馮蔭華, 陳達(dá)元, 劉國(guó)淮, 伍捷增 申請(qǐng)人:南通市通明電力技術(shù)開(kāi)發(fā)公司