小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力電網(wǎng)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾年隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國水電裝機(jī)總?cè)萘恳驳玫搅撕艽蟮陌l(fā)展，尤其是大型水電站的數(shù)量及裝機(jī)容量更是得到前所未有的發(fā)展，電站的輸出線路容量及電壓等級不斷提高。高壓電纜作為水電站電量輸出的重要設(shè)備，其安全性也受到極大重視，高壓母線在過負(fù)荷運(yùn)行或高壓開關(guān)的觸頭接觸不良時(shí)，因接觸電阻變大，在負(fù)載電流流過時(shí)會產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，此發(fā)熱現(xiàn)象引起絕緣老化甚至擊穿，從而引發(fā)短路，形成重大事故，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。為了保障高壓電纜的安全運(yùn)行，對高壓電纜的線芯導(dǎo)體溫度、接頭溫度、金屬護(hù)套溫度及金屬護(hù)套絕緣監(jiān)測至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有的小水電站高壓出線端監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得監(jiān)測以及處理速度慢，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理異常，造成高壓電纜出現(xiàn)一定的損壞，嚴(yán)重時(shí)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失以及人員事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，系統(tǒng)精簡，監(jiān)測及時(shí)。
[0005]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案:一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于，包括人機(jī)接口、主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊，所述人機(jī)接口與所述主控系統(tǒng)通過Zigbee網(wǎng)路連接，所述主控系統(tǒng)分別與所述報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏模塊連接，所述報(bào)警模塊包括燈光報(bào)警模塊和聲音報(bào)警模塊，所述檢測模塊包括電流監(jiān)測模塊和電壓監(jiān)測模塊。
[0006]優(yōu)選地，所述電壓監(jiān)測模塊采用電壓比較器，包括運(yùn)放U1A、電阻Rl-電阻R7、穩(wěn)壓管D1、D2、三極管Q1，所述運(yùn)放UlA的2、3管腳分別接電阻Rl和電阻R2、所述電阻Rl分別與三級管Ql的集電極和電阻R7的一端連接，所述電阻R5、R6串聯(lián)，電阻R5的一端與三級管Ql的基極連接，U所述電阻R6和電阻R7分別接地；所述運(yùn)放UlA的第I管腳與所述電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端分別與穩(wěn)壓管Dl和電阻R3連接，所述電阻R3另一端與運(yùn)放UlA的第3管腳連接，所述穩(wěn)壓管Dl和穩(wěn)壓管D2串聯(lián)，穩(wěn)壓管D2另一端接地。
[0007]優(yōu)選地，所述電流監(jiān)測模塊主要由運(yùn)放U2A和運(yùn)放U2B及其外圍電路構(gòu)成。
[0008]優(yōu)選地，還包括電源電路，所述電源電路分別為主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊供電。
[0009]優(yōu)選地，所述Zigbee網(wǎng)路采用CC2430射頻芯片。
[0010]優(yōu)選地，所述主控系統(tǒng)采用嵌入式ARM9處理器芯片S3C2440。
[0011]有益效果:嵌入式系統(tǒng)具有系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡、實(shí)時(shí)性好、有專用的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行出線端監(jiān)測的設(shè)計(jì)，不僅可以完成復(fù)雜任務(wù)的調(diào)度，還可以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，也可以為用戶提供友好的人機(jī)交互界面。整個(gè)系統(tǒng)在S3C2440開發(fā)板上試驗(yàn)后運(yùn)行可靠，操作簡單，顯示清晰美觀。本設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)簡單，占用存儲空間少，可靈活擴(kuò)充功能。同時(shí)對計(jì)算機(jī)要求低，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的組成框圖；
[0013]圖2是本發(fā)明中電壓監(jiān)測模塊的電路圖；
[0014]圖3是本發(fā)明中電流監(jiān)測模塊的電路圖；
[0015]圖4是本發(fā)明中電源模塊的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例詳細(xì)說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。如圖1所示，一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，包括人機(jī)接口、主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊，所述人機(jī)接口與所述主控系統(tǒng)通過Zigbee網(wǎng)路連接，Zigbee網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)設(shè)備擁有兩個(gè)地址:一個(gè)是64位IEEE物理地址，每個(gè)節(jié)點(diǎn)擁有全球唯一的MAC地址，另一個(gè)是所在PAN里獨(dú)有16位網(wǎng)絡(luò)地址，也稱短地址。網(wǎng)絡(luò)地址是在節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，由其父節(jié)點(diǎn)分配給它的。協(xié)調(diào)器在建立網(wǎng)絡(luò)后使用0x000作為自己的短地址。路由器和終端加入網(wǎng)絡(luò)后，使用父設(shè)備給它分配的短地址來通訊。工作人員無需到現(xiàn)場，通過查看網(wǎng)絡(luò)地址即可知道哪一點(diǎn)傳來的數(shù)據(jù)，這樣既方便快速又可集中查詢、管理數(shù)據(jù)。所述主控系統(tǒng)分別與所述報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏模塊連接，所述報(bào)警模塊包括燈光報(bào)警模塊和聲音報(bào)警模塊，所述檢測模塊包括電流監(jiān)測模塊和電壓監(jiān)測模塊。所述Zigbee網(wǎng)路采用CC2430射頻芯片。所述主控系統(tǒng)采用嵌入式ARM9處理器芯片S3C2440。報(bào)警模塊由LED燈和蜂鳴器組成，如果電壓監(jiān)測模塊和電流監(jiān)測模塊監(jiān)測到電壓或電流超出安全范圍，報(bào)警模塊會發(fā)出相應(yīng)的聲光報(bào)警。由于觸摸屏的控制較復(fù)雜，S3C2440有自帶的觸摸屏控制模塊，可以簡化對觸摸屏的寫指令和讀寫數(shù)據(jù)等操作。
[0017]如圖2所示，所述電壓監(jiān)測模塊采用電壓比較器，包括運(yùn)放U1A、電阻Rl-電阻R7、穩(wěn)壓管Dl、D2、三極管Q1，所述運(yùn)放UlA的2、3管腳分別接電阻Rl和電阻R2、所述電阻Rl分別與三級管Ql的集電極和電阻R7的一端連接，所述電阻R5、R6串聯(lián)，電阻R5的一端與三級管Ql的基極連接，U所述電阻R6和電阻R7分別接地；所述運(yùn)放UlA的第I管腳與所述電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端分別與穩(wěn)壓管Dl和電阻R3連接，所述電阻R3另一端與運(yùn)放UlA的第3管腳連接，所述穩(wěn)壓管Dl和穩(wěn)壓管D2串聯(lián)，穩(wěn)壓管D2另一端接地。電壓監(jiān)測電路是一個(gè)遲滯回環(huán)比較器，如圖2所示。由于正反饋?zhàn)饔?，該比較器的門限電壓隨著輸出電壓Uo的變化而變化。Uo接到S3C2440的ADCl接口，為滿足ADC的需要，在集成運(yùn)放的輸出端增加兩個(gè)穩(wěn)壓管反向串聯(lián)的限幅電路，使得輸出電壓被鉗位在合適的Uoh 和 Uol ο
[0018]如圖3所示，所述電流監(jiān)測模塊主要由運(yùn)放U2A和運(yùn)放U2B及其外圍電路構(gòu)成。利用電流采樣電阻Rl將電流信號變換成電壓信號。放電時(shí)該信號為正，充電時(shí)該信號為負(fù)，S3C2440中的A/D轉(zhuǎn)換輸入電壓范圍為O?3.3V，因此信號變換電路應(yīng)起到整流的作用，且能讓S3C2440識別電流的方向。信號變換電路如圖4所示。運(yùn)放U2A是電壓跟隨器，輸出反映電流大小的電壓信號，Ibat2，輸出到S3C2440的ADC2 口，U2B將Ibatl2反向，得到 IbatI，輸出到 S3C2440 的 ADC3 口。參數(shù)選取:R10 = Rll = 1k Ω，Cl = 0.1 μ F，D3 取
3.3V的穩(wěn)壓管。
[0019]如圖4所示，還包括電源電路，所述電源電路分別為主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊供電。系統(tǒng)中S3C2440芯片需要的電源是3.3V直流穩(wěn)壓電源，而我們常用的電源電壓是5V，所以需要用DC — DC直流轉(zhuǎn)換器1117 — 3.3將5V直流電轉(zhuǎn)換為
3.3V直流電，以供系統(tǒng)正常工作需求。
[0020]嵌入式系統(tǒng)具有系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡、實(shí)時(shí)性好、有專用的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行出線端監(jiān)測的設(shè)計(jì)，不僅可以完成復(fù)雜任務(wù)的調(diào)度，還可以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，也可以為用戶提供友好的人機(jī)交互界面。整個(gè)系統(tǒng)在S3C2440開發(fā)板上試驗(yàn)后運(yùn)行可靠，操作簡單，顯示清晰美觀。本設(shè)計(jì)軟件結(jié)構(gòu)簡單，占用存儲空間少，可靈活擴(kuò)充功能。同時(shí)對計(jì)算機(jī)要求低，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
[0021]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于，包括人機(jī)接口、主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊，所述人機(jī)接口與所述主控系統(tǒng)通過Zigbee網(wǎng)路連接，所述主控系統(tǒng)分別與所述報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏模塊連接，所述報(bào)警模塊包括燈光報(bào)警模塊和聲音報(bào)警模塊，所述檢測模塊包括電流監(jiān)測模塊和電壓監(jiān)測模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于:所述電壓監(jiān)測模塊采用電壓比較器，包括運(yùn)放U1A、電阻Rl-電阻R7、穩(wěn)壓管D1、D2、三極管Q1，所述運(yùn)放UlA的2、3管腳分別接電阻Rl和電阻R2、所述電阻Rl分別與三級管Ql的集電極和電阻R7的一端連接，所述電阻R5、R6串聯(lián)，電阻R5的一端與三級管Ql的基極連接，U所述電阻R6和電阻R7分別接地；所述運(yùn)放UlA的第I管腳與所述電阻R4的一端連接，所述電阻R4的另一端分別與穩(wěn)壓管Dl和電阻R3連接，所述電阻R3另一端與運(yùn)放UlA的第3管腳連接，所述穩(wěn)壓管Dl和穩(wěn)壓管D2串聯(lián)，穩(wěn)壓管D2另一端接地。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于:所述電流監(jiān)測模塊主要由運(yùn)放U2A和運(yùn)放U2B及其外圍電路構(gòu)成。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于:還包括電源電路，所述電源電路分別為主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊供電。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于:所述Zigbee網(wǎng)路采用CC2430射頻芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，其特征在于:所述主控系統(tǒng)采用嵌入式ARM9處理器芯片S3C2440。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電力電網(wǎng)監(jiān)測領(lǐng)域，尤其涉及一種小水電上網(wǎng)出線端監(jiān)測裝置，包括人機(jī)接口、主控系統(tǒng)、報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏控制模塊，所述人機(jī)接口與所述主控系統(tǒng)通過Zigbee網(wǎng)路連接，所述主控系統(tǒng)分別與所述報(bào)警模塊、監(jiān)測模塊以及觸摸屏模塊連接，所述報(bào)警模塊包括燈光報(bào)警模塊和聲音報(bào)警模塊，所述檢測模塊包括電流監(jiān)測模塊和電壓監(jiān)測模塊。嵌入式系統(tǒng)具有系統(tǒng)內(nèi)核小、專用性強(qiáng)、系統(tǒng)精簡、實(shí)時(shí)性好、有專用的開發(fā)工具和開發(fā)環(huán)境等特點(diǎn)。采用嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行出線端監(jiān)測的設(shè)計(jì)，不僅可以完成復(fù)雜任務(wù)的調(diào)度，還可以保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)，也可以為用戶提供友好的人機(jī)交互界面。
【IPC分類】G01R31/00, G01K13/00
【公開號】CN105182102
【申請?zhí)枴緾N201510417145
【發(fā)明人】朱自偉, 李高林, 崔志銘, 謝雅麗, 李高華
【申請人】江西華強(qiáng)金源電氣有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年7月16日