專利名稱：農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置及其方法。
背景技術(shù)：
在農(nóng)村低壓電網(wǎng)中，電力設(shè)施的被盜和被損壞的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，而且配變當(dāng)前的電壓，三相電流須由人工到現(xiàn)場測量，這樣，配電變壓器運行狀況無法實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，就不能及時了解線路三相負(fù)荷是否平衡、電壓是否合格，配變超負(fù)荷溫升過高以致燒毀的現(xiàn)象時有發(fā)生，甚至有的地方發(fā)生配電變壓器被盜事件，另外，如果剩余電流動作保護(hù)器跳閘后，管理者也無法及時知曉，從而不能及時恢復(fù)送電。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置及其方法，其不但克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，能夠具備對農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的運行狀況實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的優(yōu)點，而且還同時適用于電力用戶的負(fù)荷監(jiān)測與監(jiān)控。
本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置包括上位管理機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括GSM短信傳輸模塊，單片微處理機(jī)，電平轉(zhuǎn)換電路，其中所述的GSM短信傳輸模塊用來完成接收和發(fā)出短消息，單片微處理機(jī)用來監(jiān)視和管理GSM短信傳輸模塊，上位管理機(jī)實行計算機(jī)管理操作，以供電所或供電公司用電服務(wù)中心為單位，每個供電所或用電服務(wù)中心配置一臺，所有操作通過程序單元在計算機(jī)上完成，上位管理機(jī)可以通過串口或USB接口以相互連接，所述的程序單元主要包括控制區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，所述的控制區(qū)用來向下位機(jī)發(fā)送指令，所述的數(shù)據(jù)顯示區(qū)用來顯示下位機(jī)發(fā)送來的短信內(nèi)容，所述的數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)容管理、臺片配變臺帳、員工臺帳、工作票管理、剩余電流動作保護(hù)器管理、抄表錄入與營銷管理系統(tǒng)鏈接。下位機(jī)以臺片為單位，即每臺變壓器配備一臺下位機(jī)，下位機(jī)包括GSM通信電路，單片機(jī)電路，數(shù)據(jù)采集電路，繼電器電路和電源電路等；上位管理機(jī)和下位機(jī)通過現(xiàn)代GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)無線連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程及跨區(qū)域傳輸。整個農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的電路結(jié)構(gòu)主要分為GSM通信單元、單片機(jī)程序控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、三相電流-電壓采樣單元、繼電器單元、配變狀態(tài)檢測單元和電源電路這幾個部分。
上位管理機(jī)和下位機(jī)都包括一個GSM通信單元，所述的GSM通信單元主要由JB35G短信傳輸模塊與單片機(jī)組成，其也可采用西門子TC35系列的TC35i型號短信傳輸模塊與單片機(jī)組成，所述的JB35G短信傳輸模塊是借助GSM短信平臺來收發(fā)數(shù)據(jù)的，主要用來建立無線信道，接收和發(fā)出短消息；在JB35G模塊上有一個RS232串口和一個TTL串口，所述的RS232串口可以連接計算機(jī)的COM串口，所述的TTL串口可以連接單片機(jī)的串口，所述的單片機(jī)主要用來控制JB35G短信傳輸模塊，并且對收到的短消息信息進(jìn)行解釋并執(zhí)行。
單片機(jī)程序控制單元由AT89S51和AT90S8515兩片單片機(jī)組成雙CPU模式，外部存儲器采用AT24C04來存儲數(shù)據(jù)，MAX232完成與計算機(jī)的RS232之間的通訊，CD4094完成輸出串行模式轉(zhuǎn)為并行模式的八路隔離驅(qū)動。
所述的數(shù)據(jù)采集單元主要使用ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，功能是把三相電流-電壓采樣電路采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給微處理機(jī)AT89S51，ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連，ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選為8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效，當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量通過轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。ST為轉(zhuǎn)換啟動信號，當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零，下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。D0-D7為數(shù)字量輸出線，為了滿足ADC0809對輸入模擬量要求，采用傳感器把交流電流和電壓轉(zhuǎn)換成0～5V的直流電壓供其采樣。
所述的配變狀態(tài)檢測單元主要由8只光電耦合器(型號為P521)組成，這些光電耦合器可以根據(jù)需要檢測1-8處配變設(shè)備的非正常運行狀態(tài)，使微處理機(jī)AT89S51的第P10-P17腳變?yōu)榈碗娖?，以使微處理機(jī)執(zhí)行相關(guān)的程序，當(dāng)剩余電流動作保護(hù)器跳閘或配變設(shè)備A、B、C三相輸入電壓任意一相或幾相掉線，或由于盜竊者為了隔離高壓而將A、B、C三相輸入電壓切斷時，可及時將信息傳送至配變的單片機(jī)，再經(jīng)GSM通信單元傳送至上位管理機(jī)。
所述的三相電流-電壓采樣單元由三只電流-電壓傳感器和一只電壓-電壓傳感器構(gòu)成，功能是采集模擬信號，然后，通過OUT1-OUT4輸出，傳感器可選用北京星格或霍遠(yuǎn)公司生產(chǎn)的微型系列傳感器。
所述的繼電器單元由采用光偶隔離的八路繼電器輸出，繼電器主要選用12V的直流小型繼電器。
另外，如果本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的下位機(jī)的GSM通信單元采用西門子TC35系列的TC35i型號，數(shù)據(jù)采集單元使用TLC2543模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，那么將大大節(jié)省51系列的單片機(jī)資源，即只需一片AT89S51單片機(jī)就可完成所有的工作。
本發(fā)明對農(nóng)村低壓配電網(wǎng)實施自動化監(jiān)控的方法采用GSM通信網(wǎng)絡(luò)連接的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，以短信形式通過下位機(jī)和上位管理機(jī)來實現(xiàn)，上位管理機(jī)對配變進(jìn)行相關(guān)控制主要包括運行數(shù)據(jù)查詢、剩余電流動作保護(hù)器跳閘后的復(fù)位操作、配電變壓器的限值設(shè)置、超負(fù)荷緊急拉閘、抄表請求等，以上所有操作通過程序單元在計算機(jī)上完成，所述的程序單元主要包括控制區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，所述的控制區(qū)用來向下位機(jī)發(fā)送指令，所述的數(shù)據(jù)顯示區(qū)用來顯示下位機(jī)發(fā)送來的短信內(nèi)容，所述的數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)容管理、臺片配變臺帳、員工臺帳、工作票管理、剩余電流動作保護(hù)器管理、抄表錄入與營銷管理系統(tǒng)鏈接；下位機(jī)首先由數(shù)據(jù)采集單元采集配變當(dāng)前工作電壓、三相電流、溫度等參數(shù)，然后由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路把采集過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所需的數(shù)字信號，配變狀態(tài)檢測單元檢測1-8路剩余電流動作保護(hù)器是否動作以及檢測配電變壓器是否有被盜等異常，三相電流-電壓采樣單元采集模擬信號，并且將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給微處理機(jī)AT89S51，再通過GSM通信單元接受和發(fā)出短消息，其監(jiān)控的過程主要分為以下步驟。一是剩余電流動作保護(hù)器跳閘報警；二是配電變壓器超限值報警；三是配電變壓器發(fā)生異常情況報警，四是上位管理機(jī)對配變進(jìn)行相關(guān)控制等。
剩余電流動作保護(hù)器跳閘報警是由單片機(jī)檢測線路開關(guān)分合狀態(tài)，如果有跳閘且自動重合閘失敗，則下位機(jī)向上位機(jī)報警，把“……臺變……線路跳閘；配變當(dāng)前工作電流為A相……B相……C相……電壓為……溫度為……”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)，請求值班員處置。
配電變壓器超限值報警是單片機(jī)把采集到的數(shù)據(jù)與預(yù)先設(shè)置的配變允許限值進(jìn)行比較，如果超限，則下位機(jī)向上位機(jī)報警，把“配變超限！配變當(dāng)前工作電流為A相……B相……C相……電壓為……溫度為……”的短消息內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)，請求值班員處置。
當(dāng)發(fā)生配電變壓器被盜等異常情況時，下位機(jī)迅速向上位機(jī)報警，把“某某臺片配電變壓器發(fā)生異常險情，請迅速處置！”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)，請求值班員處置。
下位機(jī)收到上位機(jī)“……線路剩余電流動作保護(hù)器試送電”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，指使繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行指令。如復(fù)位成功，則此次工作完成，否則再次向上位機(jī)報警，請求值班員處置。
下位機(jī)收到上位機(jī)“當(dāng)前運行數(shù)據(jù)查詢”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，把“配變運行數(shù)據(jù)電流為A相……B相……C相……電壓為……溫度為……”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)。
下位機(jī)收到上位機(jī)“配變負(fù)荷限值設(shè)置，電壓下限為……電壓上限為……電流上限為……溫度上限為……”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，自動更改限值，并把“配變負(fù)荷限值設(shè)置完成，設(shè)置新值為電壓下限為……電壓上限為……電流上限為……溫度上限為……”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)。
下位機(jī)收到上位機(jī)“……線路負(fù)控拉閘”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，指使繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷開對應(yīng)線路的負(fù)荷開關(guān)，并把“……線路已執(zhí)行負(fù)控拉閘”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)。
下位機(jī)收到上位機(jī)“……線路負(fù)控取消請求合閘”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，指使繼電器執(zhí)行機(jī)構(gòu)合上對應(yīng)線路的負(fù)荷開關(guān)，并把“……線路已執(zhí)行合閘供電”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)下位機(jī)收到上位機(jī)“抄錄臺片總表”的短消息后，把上位機(jī)的號碼及指令進(jìn)行識別比較，確認(rèn)指令正確并有權(quán)限后，把“當(dāng)前總表示度為……電流為A相……B相……C相……電壓為……溫度為……”等內(nèi)容通過GSM短信傳輸模塊以短消息形式發(fā)送給上位機(jī)。
該系統(tǒng)工作票管理包含管理臺帳及現(xiàn)場控制，控制方法是只要經(jīng)該系統(tǒng)登記出去的工作票，如果在完成工作票終結(jié)手續(xù)后不向供電所值班室報告，因現(xiàn)場配電裝置二次控制回路被下位機(jī)控制，將不能進(jìn)行恢復(fù)送電操作。
上述所有功能均可以用經(jīng)過授權(quán)的普通手機(jī)來完成，臺片管理者無論身處何地，對轄區(qū)內(nèi)的配變也能隨時監(jiān)控。
本發(fā)明實現(xiàn)了農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的自動化監(jiān)控，降低了一線農(nóng)電人員的勞動強(qiáng)度，其不但可遠(yuǎn)程監(jiān)控配電變壓器當(dāng)前工作的電壓、三相電流和工作溫度，而且能夠?qū)ε潆娮儔浩鞯姆钦嚯妼嵭羞h(yuǎn)程報警，起到防偷防盜和及時處置故障等作用。而且當(dāng)剩余電流動作保護(hù)器跳閘后，立即向供電所報告跳閘的臺片名稱，線路名稱，配電變壓器當(dāng)前工作的電壓，三相電流和工作溫度等內(nèi)容。
下面參照附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的電路結(jié)構(gòu)原理圖；圖2是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的上位管理機(jī)和下位機(jī)的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖；圖3是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的下位機(jī)的工作流程示意圖；圖4是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的上位管理機(jī)的工作流程示意圖；具體實施方式
圖1所示的本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的電路結(jié)構(gòu)，主要分為(A部分)配變狀態(tài)檢測單元、(B部分)三相電流-電壓采樣單元、(C部分)數(shù)據(jù)采集單元、(D部分)單片機(jī)程序控制單元、(E部分)GSM通信單元、(F部分)繼電器單元和(G部分)電源電路這幾個部分。
所述的配變狀態(tài)檢測單元主要由8只光電耦合器(型號為P521)組成，這些光電耦合器可以根據(jù)需要檢測1-8處配變設(shè)備的非正常運行狀態(tài)，使微處理機(jī)AT89S51的第P1.0-P1.7腳變?yōu)榈碗娖?，以使微處理機(jī)執(zhí)行相關(guān)的程序，當(dāng)剩余電流動作保護(hù)器跳閘或配變設(shè)備A、B、C三相輸入電壓任意一相或幾相掉線，或由于盜竊者為了隔離高壓而將A、B、C三相輸入電壓切斷時，可及時將信息傳送至配變的單片機(jī)，再經(jīng)GSM通信電路傳送至上位管理機(jī)。
所述的三相電流-電壓采樣單元由三只電流-電壓傳感器和一只電壓-電壓傳感器構(gòu)成，功能是采集模擬信號，然后，通過OUT1-OUT4輸出，傳感器可選用北京星格或霍遠(yuǎn)公司生產(chǎn)的微型系列傳感器。
所述的數(shù)據(jù)采集單元主要使用ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，功能是把三相電流-電壓采樣電路采集的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給微處理機(jī)AT89S51，ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連，ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件，它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選為8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效，當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量通過轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0-IN7上的一路模擬量輸入。ST為轉(zhuǎn)換啟動信號，當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零，下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，D0-D7為數(shù)字量輸出線，為了滿足ADC0809對輸入模擬量要求，采用傳感器把交流電流和電壓轉(zhuǎn)換成0～5V的直流電壓供其采樣。
所述的單片機(jī)程序控制單元由AT89S51和AT90S8515兩片單片機(jī)組成雙CPU模式，外部存儲器采用AT24C04來存儲數(shù)據(jù)，MAX232完成與計算機(jī)的RS232之間的通訊，CD4094完成輸出串行模式轉(zhuǎn)并行模式的八路隔離驅(qū)動。
所述的GSM通信單元主要由JB35G短信傳輸模塊與單片機(jī)組成，其也可采用西門子TC35系列的TC35i型號短信傳輸模塊與單片機(jī)組成，所述的JB35G短信傳輸模塊是借助GSM短信平臺來收發(fā)數(shù)據(jù)的，主要用來建立無線信道，接收和發(fā)出短消息；在JB35G模塊上有一個RS232串口和一個TTL串口，所述的RS232串口可以連接計算機(jī)的COM串口，所述的TTL串口可以連接單片機(jī)的串口，所述的單片機(jī)主要用來控制JB35G短信傳輸模塊，并且對收到的短消息信息進(jìn)行解釋并執(zhí)行。
所述的繼電器單元由采用光偶隔離的八路繼電器輸出，繼電器主要選用12V的直流小型繼電器。
另外，所述的電源電路的作用是為整個低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置提供所需的工作電源。
圖2是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖，由圖可知，本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置包括上位管理機(jī)和下位機(jī)，上位機(jī)實行計算機(jī)管理操作，以供電所或供電公司用電服務(wù)中心為單位，每個供電所或用電服務(wù)中心配置一臺，所有操作通過程序單元在計算機(jī)上完成，上位管理機(jī)可以通過串口或USB接口以相互連接，下位機(jī)以臺片為單位，即每臺變壓器配備一臺下位機(jī)，上位管理機(jī)和下位機(jī)通過現(xiàn)代GSM移動通信網(wǎng)絡(luò)無線連接，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程及跨區(qū)域傳輸。
圖3是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的下位機(jī)工作流程示意圖，由圖可知，首先由數(shù)據(jù)采集單元采集配變當(dāng)前工作電壓、三相電流、溫度等參數(shù)，然后由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路把采集過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所需的數(shù)字信號，配變狀態(tài)檢測單元檢測1-8路剩余電流動作保護(hù)器是否動作以及檢測配電變壓器是否有被盜等異常，三相電流-電壓采樣單元采集模擬信號，并且將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給微處理機(jī)AT89S51，再通過GSM通信單元接受和發(fā)出短消息。
圖4是本發(fā)明的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置的上位管理機(jī)工作流程示意圖，上位管理機(jī)對配變進(jìn)行相關(guān)控制主要包括運行數(shù)據(jù)查詢、剩余電流動作保護(hù)器跳閘后的復(fù)位操作、配電變壓器的限值設(shè)置、超負(fù)荷緊急拉閘、抄表請求等，以上所有操作通過程序單元在計算機(jī)上完成，所述的程序單元主要包括控制區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，所述的控制區(qū)用來向下位機(jī)發(fā)送指令，所述的數(shù)據(jù)顯示區(qū)用來顯示下位機(jī)發(fā)送來的短信內(nèi)容，所述的數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)容管理、臺片配變臺帳、員工臺帳、工作票管理、剩余電流動作保護(hù)器管理、抄表錄入與營銷管理系統(tǒng)鏈接。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(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，還可以作出若干變型和改進(jìn)，這些也應(yīng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，包括上位管理機(jī)和下位機(jī)，其特征在于該裝置分為GSM通信單元、單片機(jī)程序控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、三相電流-電壓采樣單元、繼電器單元、配變狀態(tài)檢測單元和電源電路這幾個部分。
2.如權(quán)利要求1所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的GSM通信單元主要由短信傳輸模塊與單片機(jī)組成，所述的短信傳輸模塊是借助GSM短信平臺來收發(fā)數(shù)據(jù)的，主要用來建立無線信道，接收和發(fā)出短消息，所述的單片機(jī)主要用來控制短信傳輸模塊，并且對收到的短消息信息進(jìn)行解釋并執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求2所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的單片機(jī)程序控制單元由AT89S51和AT90S8515兩片單片機(jī)組成雙CPU模式，外部存儲器采用AT24C04來存儲數(shù)據(jù)，MAX232完成與計算機(jī)的RS232之間的通訊，CD4094完成輸出串行模式轉(zhuǎn)并行模式的八路隔離驅(qū)動。
4.如權(quán)利要求3所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集單元主要使用ADC0809模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，并且采用傳感器把交流電流和電壓轉(zhuǎn)換成0～5V的直流電壓供其采樣。
5.如權(quán)利要求4所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的配變狀態(tài)檢測單元主要由8只光電耦合器(型號為P521)組成，這些光電耦合器可以根據(jù)需要檢測1-8處配變設(shè)備的非正常運行狀態(tài)，使微處理機(jī)AT89S51的第P10-P17腳變?yōu)榈碗娖?，以使微處理機(jī)執(zhí)行相關(guān)的程序，并且及時將信息傳送至配變的單片機(jī)，再經(jīng)GSM通信單元傳送至上位管理機(jī)。
6.如權(quán)利要求5所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的三相電流-電壓采樣單元由三只電流-電壓傳感器和一只電壓-電壓傳感器構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求6所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，其特征在于所述的繼電器單元由采用光偶隔離的八路繼電器輸出。
8.一種采用如權(quán)利要求7所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置來對配電網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控的方法，其特征在于采用GSM通信網(wǎng)絡(luò)連接的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，以短信形式通過下位機(jī)和上位管理機(jī)來實現(xiàn)，上位管理機(jī)對配變進(jìn)行相關(guān)控制主要包括運行數(shù)據(jù)查詢、剩余電流動作保護(hù)器跳閘后的復(fù)位操作、配電變壓器的限值設(shè)置、超負(fù)荷緊急拉閘、抄表請求等，以上所有操作通過程序單元在計算機(jī)上完成；下位機(jī)首先由數(shù)據(jù)采集單元采集配變當(dāng)前工作電壓、三相電流、溫度等參數(shù)，然后由模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路把采集過來的模擬信號轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所需的數(shù)字信號，配變狀態(tài)檢測單元檢測1-8路剩余電流動作保護(hù)器是否動作以及檢測配電變壓器是否有被盜等異常，三相電流-電壓采樣單元采集模擬信號，并且將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號給微處理機(jī)AT89S51，再通過GSM通信單元接受和發(fā)出短消息。
9.如權(quán)利要求8所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控的方法，其特征在于所述的程序單元主要包括控制區(qū)、數(shù)據(jù)顯示區(qū)及相關(guān)的數(shù)據(jù)庫，所述的控制區(qū)用來向下位機(jī)發(fā)送指令，所述的數(shù)據(jù)顯示區(qū)用來顯示下位機(jī)發(fā)送來的短信內(nèi)容，所述的數(shù)據(jù)庫包含數(shù)據(jù)顯示區(qū)內(nèi)容管理、臺片配變臺帳、員工臺帳、工作票管理、剩余電流動作保護(hù)器管理、抄表錄入與營銷管理系統(tǒng)鏈接。
10.如權(quán)利要求9所述的農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控的方法，其特征在于其監(jiān)控的過程主要分為以下步驟。一是剩余電流動作保護(hù)器跳閘報警；二是配電變壓器超限值報警；三是配電變壓器發(fā)生異常情況報警，四是上位管理機(jī)對配變進(jìn)行相關(guān)控制等。
全文摘要
一種農(nóng)村低壓配電網(wǎng)自動化監(jiān)控裝置，包括上位管理機(jī)和下位機(jī)，其電路結(jié)構(gòu)主要分為GSM通信單元、單片機(jī)程序控制單元、數(shù)據(jù)采集單元、三相電流－電壓采樣單元、繼電器單元、配變狀態(tài)檢測單元和電源電路這幾個部分，采用這種裝置不但能對農(nóng)村低壓配電網(wǎng)的運行狀況實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，而且還同時適用于電力用戶的負(fù)荷監(jiān)測與監(jiān)控。
文檔編號H02J13/00GK1722566SQ20051007765
公開日2006年1月18日 申請日期2005年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者肖冬冰 申請人:肖冬冰