一種變電站無線預警裝置的製作方法

2023-06-03 20:33:16

專利名稱：一種變電站無線預警裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變電站的技術，特別是涉及一種變電站無線預警裝置的技術。
背景技術：
現有的變電站的信號監視都是通過當地後臺或調度來運作的，因此信號警報都是 通過層層上送來完成，而且只有在有人值班的情況下才能逐級向上級反映，其預警信息的 實時性受人為因素的制約，具有效率低、延時長、不可靠的缺點，很容易因錯過故障的最佳 排解時間而給用戶帶來損失。另外，傳統的信號監視都需要大量的外圍設備，如通訊設備、監視設備、警報設備 等，因此信號監視的成本很高，而且所有設備都需在正常可靠的運作條件下才能正確發現 故障信號，如此多的設備難免出現各種意外的發生，給電站實際信號監視帶來不確定因素， 給變電站的安全運行帶來隱患。

實用新型內容針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能 對變電站的重要信號量進行遠程監視、遠程維護，從而能即時排解變電站故障，保障變電站 安全運行，而且成本低廉的變電站無線預警裝置。為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種變電站無線預警裝置，其特徵 在於包括至少一個手機、GSM簡訊收發控制單元、用於採集變電站開入量信號的光電隔離 開入量單元、用於控制變電站的動作執行機構的開出繼電器單元、用於GSM簡訊收發控制 單元與外部設備互聯的行串行通訊隔離單元、用於指示系統運行狀態的系統狀態指示單元 和用於向各單元供電的開關電源單元；所述GSM簡訊收發控制單元設有開入量採集接口、開出信號輸出接口、無線通訊 接口、串行通訊接口和狀態信號輸出接口，而且還內置有用於處理由其開入量採集接口接 收到的開入量信號及由其無線通訊接口接收到的控制指令，並根據處理結果向其無線通訊 接口輸出相關預警信號或向其開出信號輸出接口輸出相關控制信號的信號處理模塊，其無 線通訊接口無線連接各手機；所述光電隔離開入量單元包括濾波採樣迴路、開入量隔離迴路、遙信取反晶片、遙 信整形晶片、遙信觸發方式選擇器；所述遙信觸發方式選擇器設有兩個輸入端和一個輸出 端；所述濾波採樣迴路的輸入端連接變電站的開入量信號，其輸出端連接開入量隔離迴路 的輸入端，所述開入量隔離迴路的輸出端接至遙信取反晶片的輸入端，所述遙信取反晶片 的輸出端和開入量隔離迴路的輸出端分別接至遙信觸發方式選擇器的兩個輸入端，所述遙 信觸發方式選擇器件的輸出端接至遙信整形晶片的輸入端；所述遙信整形晶片的輸出端接 至GSM簡訊收發控制單元的開入量採集接口 ；所述開出繼電器單元包括繼電器、繼電器驅動光耦和出口驅動信號選擇器件；所 述出口驅動信號選擇器件具有兩個輸入端和一個輸出端，其輸出端的輸出信號連接繼電器驅動光耦輸入端，兩個輸入端分別連接GSM簡訊收發控制單元的開出信號輸出接口和光電 隔離開入量單元中的遙信取反晶片的輸出端；所述繼電器驅動光耦的輸出端經所述繼電器 連接並控制變電站的動作執行機構；所述串行通訊隔離單元包括串行通訊迴路、串行通訊隔離迴路和外接插口 ；所述 GSM簡訊收發控制單元的串行通訊接口依次經串行通訊隔離迴路、串行通訊迴路、外接插口 連接外部通訊設備；所述系統狀態指示單元包括告警指示迴路和系統忙閒指示迴路，所述告警指示回 路和系統忙閒指示迴路分別接至GSM簡訊收發控制單元的狀態信號輸出接口 ；所述開關電源單元連接並輸出電源至各單元。本實用新型提供的變電站無線預警裝置，通過GSM簡訊收發控制單元監視變電站 的重要信號量，並通過手機接收預警信號及發送控制指令，從而實現遠程監視、遠程維護， 能克服變電站信號量或其它機構信號變位後不能及時向上級傳輸的瓶頸問題，可饒過當地 監視機構直接將重要信號傳輸到多位負責人手機上，使變電站負責人員在第一時間能夠清 楚的掌握該重要信號的狀態，從而快速作出決策，即時排解變電站故障，保障變電站安全運 行，而且不需要大量的外轉圍設備，因此成本也較低。

圖1是本實用新型實施例的變電站無線預警裝置的結構框圖；圖2是本實用新型實施例的變電站無線預警裝置中的光電隔離開入量單元的電 路圖；圖3是本實用新型實施例的變電站無線預警裝置中的開出繼電器單元的電路圖；圖4是本實用新型實施例的變電站無線預警裝置中的串行通訊隔離單元的電路 圖；圖5是本實用新型實施例的變電站無線預警裝置中的開關電源單元的電路圖。
具體實施方式

以下結合附圖說明對本實用新型的實施例作進一步詳細描述，但本實施例並不用 於限制本實用新型，凡是採用本實用新型的相似結構及其相似變化，均應列入本實用新型 的保護範圍。如圖1所示，本實用新型實施例所提供的一種變電站無線預警裝置，其特徵在於 包括至少一個手機1、GSM簡訊收發控制單元2、用於採集變電站開入量信號的光電隔離開 入量單元3、用於控制變電站的動作執行機構的開出繼電器單元4、用於GSM簡訊收發控制 單元與外部設備互聯的行串行通訊隔離單元5、用於指示系統運行狀態的系統狀態指示單 元6和用於向各單元供電的開關電源單元(圖中未示)；所述GSM簡訊收發控制單元1設有開入量採集接口、開出信號輸出接口、無線通訊 接口、串行通訊接口和狀態信號輸出接口，而且還內置有用於處理由其開入量採集接口接 收到的開入量信號及由其無線通訊接口接收到的控制指令，並根據處理結果向其無線通訊 接口輸出相關預警信號或向其開出信號輸出接口輸出相關控制信號的信號處理模塊，其無 線通訊接口無線連接各手機1 ；[0021]如圖1、圖2所示，所述光電隔離開入量單元3包括濾波採樣迴路31、開入量隔離 迴路32、遙信輸入狀態指示燈LD9 (參見圖2)、遙信取反晶片TO、遙信整形晶片U25、遙信觸 發方式選擇器J7 ；所述遙信觸發方式選擇器J7設有兩個輸入端和一個輸出端；所述濾波採樣迴路 31的輸入端連接變電站的開入量信號YX1+、YX1-，其輸出端連接開入量隔離迴路32的輸入 端，所述開入量隔離迴路32的輸出端的輸出信號YX1接至遙信取反晶片TO的輸入端，所述 遙信取反晶片U5的輸出端的輸出信號/YX1和開入量隔離迴路32的輸出端的輸出信號YX1 分別接至遙信觸發方式選擇器J7的兩個輸入端，所述遙信觸發方式選擇器件J7的輸出端 的輸出信號YX』接至遙信整形晶片U25的輸入端；所述遙信整形晶片U25的輸出端接至GSM 簡訊收發控制單元2的開入量採集接口 ；所述濾波採樣迴路包括兩個開入電壓等級選擇器件J1A、J1B、熱敏電阻RT1、壓敏 電阻RV1及兩個分壓電阻R1A、R1D ；所述開入量隔離迴路包括兩塊開入量隔離晶片U9、U10， 所述兩塊開入量隔離晶片U9、U10輸入端的正反極性並聯，以便在交流開入的情況下採樣 仍然有效；如圖1、圖3所示，所述開出繼電器單元4包括繼電器JD4、繼電器驅動光耦U1、開 出狀態指示燈LD1 (參見圖3)和出口驅動信號選擇器件J16 ；所述出口驅動信號選擇器件J16具有兩個輸入端和一個輸出端，其輸出端的輸出 信號/01連接繼電器驅動光耦U1輸入端，兩個輸入端分別連接GSM簡訊收發控制單元2的 開出信號輸出接口所輸出的出口信號01和光電隔離開入量單元3中的遙信取反晶片U5的 輸出端的輸出信號/YX1 ；所述繼電器驅動光耦U1輸出端的輸出信號Y1連接並驅動繼電器 JD4工作，所述繼電器連接並控制變電站的動作執行機構；所述開出狀態指示燈LD1經一分 壓電阻R4串接後接至繼電器驅動光耦U1的輸入端；所述繼電器JD4的線圈與一個二極體 D4並接構成線圈放電迴路；如圖1、圖4所示，所述串行通訊隔離單元5包括串行通訊迴路51、串行通訊隔離 迴路52、外接插口 DB9、兩個串行通訊指示發光二極體2LD1、2LD2、兩個串行通訊信號選擇 器件J3、J4 ；所述串行通訊迴路51包括兩個串行通訊晶片2U1、2TO ；所述串行通訊隔離回 路52包括兩個串行通訊隔離光耦2U3、2U4 ；所述兩個串行通訊指示發光二極體2LD1、2LD2 分別用於通訊狀態的指示，其中串行通訊指示發光二極體2LD1用於指示信號發送狀態，串 行通訊指示發光二極體2LD2用於指示信號接收狀態；所述GSM簡訊收發控制單元2的串行通訊接口的信號發送端TD1經串行通訊隔離 迴路52中的串行通訊隔離光耦2U3光耦隔離後接至串行通訊迴路51中的兩個串行通訊芯 片2U1、2U5的信號發送端，構成發送模式；所述串行通訊指示發光二極體2LD1串接一上拉 電阻後接至兩個串行通訊晶片2U1、2TO的信號發送端；所述兩個串行通訊信號選擇器件J3、J4組成具有一個公共端、兩個選擇端的三端 選擇模塊，該三端選擇模塊中的兩個選擇端分別連接兩個串行通訊晶片2U1、2TO的信號接 收端，公共端連接串行通訊隔離光耦2U4的輸入端，所述串行通訊隔離光耦2U4的輸出端接 至GSM簡訊收發控制單元的串行通訊接口的信號接收端RD1，從而構成接收模式；所述串行 通訊指示發光二極體2LD2串接一上拉電阻後接至所述串行通訊隔離光耦2U4的輸入端；所述串行通訊迴路51中的兩個串行通訊晶片2U1、2TO經外接插口 DB9連接外部通訊設備；如圖1所示，所述系統狀態指示單元6包括告警指示迴路和系統忙閒指示迴路，所 述告警指示迴路和系統忙閒指示迴路分別接至GSM簡訊收發控制單元的狀態信號輸出接
n ；如圖5所示，所述開關電源單元包括抗幹擾迴路、單相全橋整流迴路、控制迴路、 變壓器1T1、反饋迴路、輸出穩壓濾波迴路和電源信號指示迴路；所述控制迴路設有控制輸出端及反饋信號輸入端，所述變壓器1T1設有輸入端、 輸出端和反饋端；所述抗幹擾迴路的輸入端連接外接電源，其輸出端經單相全橋整流迴路 接至變壓器1T1的輸入端；所述變壓器1T1的反饋端經反饋迴路接至控制迴路的反饋信號 輸入端，其輸出端經輸出穩壓濾波迴路及電源信號指示迴路連接並輸出電源至各單元；所 述控制迴路的控制輸出端接至變壓器1T1的輸入端；所述抗幹擾迴路包括壓敏電阻1RV1、熱敏電阻1RT1、濾波電容1C1、1C2、共模電 感1L1、1L2 ；所述單相全橋整流迴路包括整流橋1U4 ；所述控制迴路包括高頻開關控制晶片 1U1、電阻1R4、電容1C13 ；所述反饋迴路包括反饋晶片1U2、反饋電阻1R7 ；所述輸出穩壓濾 波迴路包括穩壓管1U3、電阻1R13、1R14、電容1C7、1C15、1C16、1C8、電感1L4 ；所述電源信號 指示迴路包括二極體LD16;所述開關電源單元的工作原理如下由抗幹擾迴路的輸入端接入的外接電源經抗 幹擾迴路、單相全橋整流迴路濾波整流後輸出直流電源，再經電容1C6濾波儲能後輸出平 穩的直流電源；然後由高頻開關控制晶片1U1及變壓器1T1根據設定參數將平穩的直流電 源轉換為直流工作電源輸出，所輸出的直流工作電源通過電容1C7、1C14、1C8、電感1L4濾 波處理後消除紋波輸出平穩的直流工作電源，通過調整輸出穩壓濾波迴路中的穩壓管1U3、 電阻1R13、1R14的參數，可調整所輸出的直流工作電源的電壓值；本實用新型實施例工作時，光電隔離開入量單元採集變電站的開入量信號後送至 GSM簡訊收發控制單元的開入量採集接口，GSM簡訊收發控制單元內置的信號處理模塊對 收到的開入量信號進行分析處理，當信號處理模塊檢測到所收到的開入量信號有異常時， 即通過GSM簡訊收發控制單元的無線通訊接口向相關手機發送預警信息；相關工作人員通 過手機收到預警信息後，即可通過簡訊方式向GSM簡訊收發控制單元發送控制指令；GSM簡訊收發控制單元從其無線通訊接口收到手機發送的控制指令後，即通過其 開出信號輸出接口向開出繼電器單元發送相關控制信號，開出繼電器單元收到控制信號後 即通過本單元中的繼電器控制變電站的動作執行機構進行相應控制動作；需要對GSM簡訊收發控制單元進行軟體維護或設置參數時，將外部通訊設備接至 串行通訊隔離單元的外接插口，即可通過串行通訊隔離單元進行軟體維護或設置參數；GSM簡訊收發控制單元的工作狀態通過系統狀態指示單元顯示。
權利要求一種變電站無線預警裝置，其特徵在於包括至少一個手機、GSM簡訊收發控制單元、用於採集變電站開入量信號的光電隔離開入量單元、用於控制變電站的動作執行機構的開出繼電器單元、用於GSM簡訊收發控制單元與外部設備互聯的行串行通訊隔離單元、用於指示系統運行狀態的系統狀態指示單元和用於向各單元供電的開關電源單元；所述GSM簡訊收發控制單元設有開入量採集接口、開出信號輸出接口、無線通訊接口、串行通訊接口和狀態信號輸出接口，而且還內置有用於處理由其開入量採集接口接收到的開入量信號及由其無線通訊接口接收到的控制指令，並根據處理結果向其無線通訊接口輸出相關預警信號或向其開出信號輸出接口輸出相關控制信號的信號處理模塊，其無線通訊接口無線連接各手機；所述光電隔離開入量單元包括濾波採樣迴路、開入量隔離迴路、遙信取反晶片、遙信整形晶片、遙信觸發方式選擇器；所述遙信觸發方式選擇器設有兩個輸入端和一個輸出端；所述濾波採樣迴路的輸入端連接變電站的開入量信號，其輸出端連接開入量隔離迴路的輸入端，所述開入量隔離迴路的輸出端接至遙信取反晶片的輸入端，所述遙信取反晶片的輸出端和開入量隔離迴路的輸出端分別接至遙信觸發方式選擇器的兩個輸入端，所述遙信觸發方式選擇器件的輸出端接至遙信整形晶片的輸入端；所述遙信整形晶片的輸出端接至GSM簡訊收發控制單元的開入量採集接口；所述開出繼電器單元包括繼電器、繼電器驅動光耦和出口驅動信號選擇器件；所述出口驅動信號選擇器件具有兩個輸入端和一個輸出端，其輸出端的輸出信號連接繼電器驅動光耦輸入端，兩個輸入端分別連接GSM簡訊收發控制單元的開出信號輸出接口和光電隔離開入量單元中的遙信取反晶片的輸出端；所述繼電器驅動光耦的輸出端經所述繼電器連接並控制變電站的動作執行機構；所述串行通訊隔離單元包括串行通訊迴路、串行通訊隔離迴路和外接插口；所述GSM簡訊收發控制單元的串行通訊接口依次經串行通訊隔離迴路、串行通訊迴路、外接插口連接外部通訊設備；所述系統狀態指示單元包括告警指示迴路和系統忙閒指示迴路，所述告警指示迴路和系統忙閒指示迴路分別接至GSM簡訊收發控制單元的狀態信號輸出接口；所述開關電源單元連接並輸出電源至各單元。
專利摘要一種變電站無線預警裝置，涉及變電站技術領域，所解決的是即時排解變電站故障的技術問題。該裝置包括手機、GSM簡訊收發控制單元、用於採集變電站開入量信號的光電隔離開入量單元、用於控制變電站的動作執行機構的開出繼電器單元、用於GSM簡訊收發控制單元與外部設備互聯的行串行通訊隔離單元、用於指示系統運行狀態的系統狀態指示單元和用於向各單元供電的開關電源單元；所述手機用於接收預警信號或向GSM簡訊收發控制單元發送控制指令，所述GSM簡訊收發控制單元經光電隔離開入量單元採集並檢測變電站的開入量信號，並經開出繼電器單元控制變電站的動作執行機構。本實用新型提供的裝置，能對變電站進行遠程監視、遠種維護。
文檔編號H02J13/00GK201639358SQ200920215308
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者周文華 申請人:上海申瑞電力科技股份有限公司