電力周波報警裝置的製作方法

2023-06-11 20:16:51

專利名稱：電力周波報警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於無線電技術領域，具體涉及到電力周波報警裝置。
背景技術：
電力系統是國家及地區國民經濟發展的重要組成部分。電力系統使得高效、無汙 染、使用方便、易於調控的電力得到廣泛應用，推動了社會各個領域的發展，電力系統的規 模和技術水準成為一個國家經濟發展水平的重要標誌之一。 在電力系統運行中，由於電力負荷的隨機變化以及外界的各種幹擾會影響電力系 統的穩定，導致系統電壓與周波的波動，從而影響電能的質量，嚴重時會造成電壓崩潰，使 得供電系統出現事故。在電力系統，當前須迫切解決的一個技術問題是提供一種報警裝置。

發明內容本實用新型所要解決的技術問題在於提供一種設計合理、結構簡單、體積小、調試 簡單、生產成本低的電力周波報警裝置。 解決上述技術問題所採用的技術方案是它包括對整機進行控制的單片機系統； 為整機提供工作電源的周波轉換電路；分頻電路，該電路的輸入端接周波轉換電路、輸出端 接單片機系統；產生頻率信號的基準頻率電路，該電路的輸出端接單片機系統；報警電路， 該電路的輸入端接單片機系統；輸出電路，該電路的輸入端接單片機系統。 本實用新型的周波轉換電路為交流電220V從插座Ll輸入，插座Ll的一端接電 容C1的一端和二極體D1的正極以及光偶合器U1的一輸入端、另一端通過電阻R1接電阻 R2和電容C1的一端，電阻R2的另一端接二極體D1的負極和光偶合器U1的另一輸入端，光 偶合器U1的一輸出端接集成電路U2A的輸入端1腳並通過電阻R3接地、另一輸出端接地， 集成電路U2A的輸出端2腳通過電阻R4接集成電路U2B的輸入端3腳和電容C2的一端， 電容C2的另一端接地，集成電路U2B的輸出端4腳接分頻電路的集成電路U3A的輸入端2 腳；集成電路U2A和集成電路U2B的型號為74HC04，集成電路U3A的型號為74H123A，光偶 合器U1的型號為TIL117。 本實用新型的單片機系統為集成電路U5B的12腳接集成電路U4B的9腳、11腳 接集成電路U8A的7腳和集成電路U6的14腳、8腳接集成電路U5A的3腳、13腳和10腳 接5V電源正極；集成電路U5A的2腳和4腳接5V電源正極、1腳接集成電路U6的1腳、6 腳接集成電路U6的12腳；集成電路U6的18腳和19腳接電容C4和電容C5以及晶體振 蕩器JZ連接的振蕩電路、9腳接電容C3的一端、31腳接5V電源正極、21 23腳通過位碼 開關SW接地，電容C3的另一端接5V電源正極，集成電路U6的6腳接報警電路的集成電路 U6C的輸入端5腳、11腳接輸出電路的集成電路U9的10腳；集成電路U6是單片機型號為 89C51、集成電路U5A和集成電路U5B的型號為74HC74、集成電路U6C的型號為74HC04、集 成電路U9的型號為MAX232。 本實用新型採用周波轉換電路將220V交流電變為數字電路可以接收的TTL電平，通過分頻電路輸出到單片機系統作為中斷信號，基準頻率電路將IOMHZ頻率信號變為 50KHZ的頻率信號輸出到單片機系統作為計數頻率，單片機系統計算出周波的偏差，通過輸 出電路輸出偏差信息傳送給統一調度指揮系統，在電網運行中出現周波不穩時能迅速發現 及時進行調整，並輸出控制信號到報警電路報警。本實用新型具有設計合理、結構簡單、體 積小、調試簡單、生產成本低等優點可在電力系統中推廣使用。

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。 圖2是本實用新型的電子線路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限於這些
實施例。 圖1是本實用新型的電氣原理方框圖，參見圖1。在圖1中，本實用新型是由周波 轉換電路、分頻電路、基準頻率電路、單片機系統、報警電路、輸出電路連結構成。周波轉換 電路的輸出端接分頻電路，分頻電路的輸出端接單片機系統，基準頻率電路的輸出端接單 片機系統，單片機系統的輸出端接報警電路和輸出電路。周波轉換電路將220V交流電變為 數字電路可以接收的TTL電平，通過分頻電路輸出到單片機系統作為中斷信號，基準頻率 電路將IOMHZ頻率信號變為50KHZ的頻率信號輸出到單片機系統作為計數頻率，單片機系 統計算出周波的偏差，通過輸出電路輸出偏差信息傳送給統一調度指揮系統，如果發現工 頻偏離指標要求的範圍應及時給於調整，並輸出控制信號到報警電路報警。 在圖2中，本實施例的周波轉換電路由集成電路U2A、集成電路U2B、光偶合器U1、 二極體Dl、電阻Rl 電阻R4、電容Cl、電容C2、插座Ll連接構成，集成電路U2A和集成電 路U2B的型號為74HC04，光偶合器U1的型號為TIL117。交流電220V從插座Ll輸入，插座 Ll的一端接電容C1的一端和二極體D1的正極以及光偶合器U1的一輸入端、另一端通過電 阻Rl接電阻R2和電容Cl的一端，電阻R2的另一端接二極體Dl的負極和光偶合器Ul的 另一輸入端，光偶合器U1的一輸出端接集成電路U2A的輸入端1腳並通過電阻R3接地、另 一輸出端接地，集成電路U2A的輸出端2腳通過電阻R4接集成電路U2B的輸入端3腳和電 容C2的一端，電容C2的另一端接地，集成電路U2B的輸出端4腳接分頻電路。 本實施例的分頻電路由集成電路U3A、集成電路U4A、集成電路U4B、電阻R5、電 容C3連接構成，集成電路U3A的型號為74H123A、集成電路U4A和集成電路U4B的型號為 74HC390。集成電路U3A的2腳接集成電路U2B的輸出端4腳、14腳接電容C3的一端、15 腳接電容C3的另一端並通過電阻R5接5V電源正極、3腳接5V電源正極、1腳接地、13腳 接集成電路U4A的1腳。集成電路U4A的4腳接3腳、2腳接地、7腳接集成電路U4B的12 腳。集成電路U4B的14腳接地、9腳接單片機系統。 本實施例的基準頻率電路由集成電路U6A、集成電路U7A、集成電路U7B、集成電路 U8A、集成電路U10連接構成，集成電路U6A的型號為74HC04，集成電路U7A、集成電路U7B、 集成電路U8A的型號為74HC390,集成電路U10是10MHz晶振。集成電路U10的電源端4腳 接5V電源正極、地端2腳接地、輸出端3腳接集成電路U6A的輸入端1腳，集成電路U6A的
4輸出端2腳接集成電路U7A的輸入端1腳，集成電路U7A的4腳接3腳、2腳接地、輸出端7 腳接集成電路U7B的輸入端15腳。集成電路U7B的12腳接13腳、14腳接地、輸出端9腳 接集成電路U8A的4腳。集成電路U8A的7腳接單片機系統。 本實施例的單片機系統由集成電路U6、集成電路U5A、集成電路U5B、電容C3 電 容C5、晶體振蕩器JZ、位碼開關SW連接構成，集成電路U6是單片機型號為89C51 、集成電路 U5A和集成電路U5B的型號為74HC74。集成電路U5B的12腳接集成電路U4B的9腳、11腳 接集成電路U8A的7腳和集成電路U6的14腳、8腳接集成電路U5A的3腳、13腳和10腳 接5V電源正極。集成電路U5A的2腳和4腳接5V電源正極、1腳接集成電路U6的1腳、6 腳接集成電路U6的12腳。集成電路U6的18腳和19腳接電容C4和電容C5以及晶體振 蕩器JZ連接的振蕩電路、9腳接電容C3的一端、31腳接5V電源正極、21 23腳通過位碼 開關SW接地，電容C3的另一端接5V電源正極，集成電路U6的6腳接報警電路、11腳接輸 出電路。 本實施例的報警電路由集成電路U6C、三極體Tl、電阻R6、蜂鳴器SP連接構成，集 成電路U6C的型號為74HC04。集成電路U6C的輸入端5腳接集成電路U6的6腳、輸出端6 腳通過電阻R6接三極體Tl的基極，三極體Tl集電極接蜂鳴器SP的一端、發射極接地，蜂 鳴器SP的另一端接5V電源正極。 本實施例的輸出電路由集成電路U9、電容C6 電容C9、插座L2連接構成，集成電 路U9的型號為MAX232。集成電路U9的輸入端10腳接集成電路U6的11腳、1腳和3腳接 電容C8的兩端、6腳接電容C6的一端、2腳接電容C7的一端、4腳和5腳分別接電容C9的 兩端、輸出端7腳接插座J2的2腳，電容C7的另一端接5V電源正極，電容C6的另一端接 地，腳接插座J2的l腳接地。 本實用新型的工作原理如下 交流電220V交流電從插座Ll輸入經電阻Rl、電容Cl、電阻R2降壓後輸出到二極 管D1半波整流變為50HZ的脈衝信號，通過集成電路U1光電隔離輸入到集成電路U2A倒相 後經電阻R4電容C2延遲，經集成電路U2B輸入端再反相輸出，反相後的信號從集成電路 U3A的2腳輸入經單穩態整形後輸出到集成電路U4A，經集成電路U4A和集成電路U4B分頻 電路分頻、並經集成電路U5A、集成電路U5B D觸發器組成的控制電路輸出到集成電路U6的 中斷端產生中斷信號。 集成電路U10產生的10腿Z頻率信號經二級門集成電路U6A整形後輸出到集成 電路U7A，經集成電路U7A、集成電路U7B、集成電路U8A組成基準產生電路產生50KHZ的頻 率信號作為集成電路U5A的時鐘頻率和單片機TO端的計數頻率，通過單片機內部的TO計 數器和數據處理器可以測出周波的穩定性，當周波錯周或偏離系統時，單片機的PI. 5位端 口由原高電平變成1KHZ的脈衝信號通過集成電路U6C倒相器倒相，驅動三極體T1導通蜂 鳴器SP發出報警信號。周波報警的範圍根據位碼開關SW的位置關係來確定，第一位斷開 ±0. 1周報警，第二位斷開±0. 2周報警，第一位和第二位同時斷開±0. 3周報警，第三位斷 開士0.4周報警等，可以有八種狀態控制到士0.8周報警。同時單片機的串口以廣播式發 送周波的信息傳輸到監控室。
權利要求一種電力周波報警裝置，其特徵在於它包括對整機進行控制的單片機系統；為整機提供工作電源的周波轉換電路；分頻電路，該電路的輸入端接周波轉換電路、輸出端接單片機系統；產生頻率信號的基準頻率電路，該電路的輸出端接單片機系統；報警電路，該電路的輸入端接單片機系統；輸出電路，該電路的輸入端接單片機系統。
2. 按照權利要求1所述的電力周波報警裝置，其特徵在於所說的周波轉換電路為交流電220V從插座(Ll)輸入，插座(Ll)的一端接電容(Cl)的一端和二極體(Dl)的正極以及光偶合器(Ul)的一輸入端、另一端通過電阻(Rl)接電阻(R2)和電容(Cl)的一端，電阻(R2)的另一端接二極體(Dl)的負極和光偶合器(Ul)的另一輸入端，光偶合器(Ul)的一輸出端接集成電路(U2A)的輸入端l腳並通過電阻(R3)接地、另一輸出端接地，集成電路(U2A)的輸出端2腳通過電阻(R4)接集成電路(U2B)的輸入端3腳和電容(C2)的一端，電容(C2)的另一端接地，集成電路(U2B)的輸出端4腳接分頻電路的集成電路(U3A)的輸入端2腳；集成電路(U2A)和集成電路(U2B)的型號為74HC04，集成電路(U3A)的型號為74H123A，光偶合器(Ul)的型號為TIL117。
3. 按照權利要求1所述的電力周波報警裝置，其特徵在於所說的單片機系統為集成電路(U5B)的12腳接集成電路(U4B)的9腳、11腳接集成電路(U8A)的7腳和集成電路(U6)的14腳、8腳接集成電路(U5A)的3腳、13腳和10腳接5V電源正極；集成電路(U5A)的2腳和4腳接5V電源正極、1腳接集成電路(U6)的1腳、6腳接集成電路(U6)的12腳；集成電路(U6)的18腳和19腳接電容(C4)和電容(C5)以及晶體振蕩器(JZ)連接的振蕩電路、9腳接電容(C3)的一端、31腳接5V電源正極、21 23腳通過位碼開關(SW)接地，電容(C3)的另一端接5V電源正極，集成電路(U6)的6腳接報警電路的集成電路(U6C)的輸入端5腳、11腳接輸出電路的集成電路(U9)的10腳；集成電路(U6)是單片機型號為89C51、集成電路(U5A)和集成電路(U5B)的型號為74HC74、集成電路(U6C)的型號為74HC04、集成電路(U9)的型號為MAX232。
專利摘要一種電力周波報警裝置，其特徵在於它包括對整機進行控制的單片機系統；為整機提供工作電源的周波轉換電路；輸入端接周波轉換電路、輸出端接單片機系統的分頻電路；用於產生頻率信號、輸出端接單片機系統的基準頻率電路；輸入端接單片機系統的報警電路和輸出電路。本實用新型具有設計合理、結構簡單、體積小、調試簡單、生產成本低等優點，在電網運行中出現周波不穩時能迅速發現及時進行調整，並輸出控制信號到報警電路報警，可在電力系統中推廣使用。
文檔編號G08B21/00GK201449652SQ20092003389
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月14日 優先權日2009年7月14日
發明者張志武, 翟惠生, 胡永輝, 馬紅皎 申請人:中國科學院國家授時中心