一種變壓器經濟運行控制方法
2023-06-25 19:52:41 1
專利名稱：一種變壓器經濟運行控制方法
技術領域：
本發明屬於電力工程技術領域，涉及到同一用戶使用多臺變壓器時對變壓器使用的調度，即改變變壓器組內各變壓器的投入切出運行狀態，以達到既保證了用戶足夠的供電，又保證變壓器電能總損耗最小的目的。具體是涉及一種變壓器經濟運行控制方法。
二.背景技術
能源是人類賴以生存的物質基礎，是社會發展的主動力。隨著經濟的發展和生活水平的提高，能源匱乏問題日益彰顯。電力作為一種方便優質的二次能源，為人們的生產生活帶來了諸多便利，但是供電過程中的電能損耗一直是電力部門頭疼的問題。一般來說，從發電、供電再到用戶中間需要3 5次變壓過程，因此在電力供應過程中變壓器的數量是很多的。變壓器的運行並不是理想的零損耗狀態，其工作過程是伴隨著大量電能損耗的；研究表明變壓器總的耗電量約佔發電量的10%，變壓器損耗約佔電力系統線損的50%，在農村供電系統中更是佔到60% 70%。《中華人民共和國節約能源法》明確指出「節能是國家發展經濟的一項長遠戰略方針」。因此，研究變壓器的經濟運行，降低變壓器的電能損耗對電力系統有著重要的實際意義。如果我們可以改變變壓器組的工作狀態，使其運行在經濟區，這樣既保證了用戶足夠的供電，又保證變壓器電能損耗最小。現有的變壓器經濟運行控制方法一般只涉及兩臺三繞組變壓器，而且大部分算法是用電腦根據歷史數據生成控制方法，交給工作人員對變壓器進行手動操作。如申請號為201120319492. 2，發明創造名稱為「一種多功能配電變壓器經濟運行系統」的實用新型專利申請，涉及電力系統行業，控制配電變壓器經濟運行和安全監測，並涉及到工業自動化控制技術，具體為一種多功能配電變壓器經濟運行系統。由2個變壓器、2個三相電力測控單元、主控單元、火災預警與安防報警單元、通信接口、數據存儲器和箱體組成，主控單元通過內部總線分別連接三相電力測控單元、火災預警與安防報警單元，通信接口和數據存儲器組成閉環集散控制體系，除變壓器外的所有器件均封裝在箱體內。能全面滿足兩臺變壓器經濟運行的各種運行方式，完成變壓器運行自動化控制，減輕調度人員和運行人員的勞動強度，是電力系統配電網節能降耗的、安全運行的理想裝置，極大地提高電網運行的經濟效益。類似這樣的技術方案，無法實現自動實時的控制，無法實現多臺變壓器的經濟運行，並且因多臺變壓器一般安裝在同一房間，各種各樣的接線非常多，導致了很多安全隱患，不能充分起到節能降耗、高效安全管理的目的。因此，實時、自動控制、遠程監測、簡潔接線、多臺變壓器的變壓器經濟運行控制方法是當前實際控制方法的迫切需要。
三.
發明內容
本發明的目的是設計一種變壓器經濟運行控制方法，以便實時地、自動地控制變壓器組內的各變壓器工作運行狀態，在保證正常工作的前提下，最大程度的減少變壓器電能損耗。本發明的目的是這樣達到的一種變壓器經濟運行控制方法，其特徵為主要包括控制器，與控制器、監控後臺、裝置用電源電路相連的長距離通訊信號接收發送電路，與長距離通訊信號接收發送電路相連的監控後臺，與控制器、裝置用電源電路和變壓器組相連的變壓器負載參數採集電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關狀態信號反饋電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關控制電路，與控制器、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關狀態信號反饋電路和開關控制電路相連的裝置用電源電路，所述的控制器主要包括主開關控制器、與主開關控制器相連的短距離無線通訊信號接收發送電路、分別與短距離無線通訊信號接收發送電路相連的輔助I型開關控制器和輔助2型開關控制器。所述的控制器由主開關控制器和輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器、短距離無線通訊信號接收發送電路構成。所述的主開關控制器，功能為通過長距離通訊信號接收發送電路實現與監控後臺的通信，實現系統的管理、根據採樣到的各變壓器的參數，按一種變壓器經濟運行控制方法 計算，得出控制結果、控制本路變壓器負載參數採集電路及開關控制電路的工作，採樣開關狀態信號反饋電路反饋的信號、通過短距離無線通信模塊與控制輔助I型開關控制器及輔助2型開關控制器實現通信，實現控制及採樣功能。所述的輔助I型開關控制器，控制除主變壓器外的其中一臺變壓器的投入或切出，接收主開關控制器的命令，並按照命令控制本變壓器對應的開關控制電路，將本變壓器負載參數採集參數及開關狀態信號送給主控制器。所述輔助2型開關控制器，控制聯絡開關的投入或切出，接收主開關控制器的命令，按照命令控制本聯絡開關的開關控制電路，將開關狀態信號送給主控制器。所述的短距離無線通訊信號接收發送電路，實現主開關控制器、輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器各電路之間的通信途徑。所述的長距離通訊信號接收發送電路，實現主開關控制器與監控後臺之間的通τΗ ο所述的變壓器負載參數採集電路，實現採集變壓器輸出負載的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率各參數，以供給控制器，保證控制器算法的實時運行。所述的開關控制電路是實現控制器控制變壓器各開關動作的電路。所述的開關狀態信號反饋電路，是將變壓器各開關的狀態反饋給控制器，以保障控制命令的準確執行，以及開關組電路的故障檢測。所述的監控後臺就是通過長距離通訊信號接收發送電路從控制器獲取控制變壓器各開關的信息，方便工作人員在遠程對現場進行監控、設置與操作。所述的裝置用電源電路，供給控制器、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關狀態信號反饋電路和開關控制電路諸電路的工作電壓。控制裝置運行參數通過無線短距離PDA通過短距離無線通訊信號接收發送模塊送入或是後臺通過長距離通訊信號接收發送電路送入或是在主開關控制器或輔助開關控制器通過接鍵直接輸入。控制參數存貯在控制器中，運行時使用，外部裝置也可以通過通訊信號接收發送電路接收裝置運行狀態參數，以便了解裝置運行狀態。當負載用電量不同時，自動切換變壓器組的工作狀態，使其運行在損耗電能最小的工作狀態。開關閉合之前，判斷開關兩端電壓，如出現異常，則不閉合，並將信息返回。 採用以上措施的本發明，設計合理，造價低，安裝接線少，管理方便高效，可以自動控制及監測變壓器組內各變壓器的運行狀態，最大程度的減少變壓器電能損耗，提高能源的利用率，是一種節能降耗的有效方法。下面再結合附圖和實施例對本發明作進一步詳述。
四.
附圖I是本發明的電路方框圖；附圖2是本發明實施例的安裝接線圖；
附圖3是本發明的實施例的安裝電路方框圖；附圖4、附圖5、附圖6、附圖7和附圖8是本發明實施例的電氣原理圖。
五.
具體實施例方式本發明針對變壓器電能損耗較大的問題，提出的方法是在變壓器負載端接入一個智能控制裝置，該裝置可以根據負載功率的大小，自動切換變壓器組內各變壓器的投入切出狀態，在滿足用戶電能需求的情況下，能最大程度地減少變壓器總的電能損耗。本設計提出的方法是在各變壓器輸出端接入一系列負載參數採集及開關控制裝置，控制器將其採集到的數據通過相應的變壓器經濟運行算法，能夠根據負載功率的不同而控制相應開關使變壓器組工作在最優狀態。在用電量小的使用，只需使用低損耗的變壓器供電，在用電量大的時候，才使用大容量的變壓器供電，在用電量更大的時候，才使用多個變壓器供電。這樣既可以保證用戶的供電還能夠最大限度地降低變壓器電能損耗。本發明的變壓器經濟運行控制方法儘可能使變壓器運行在經濟區；本發明的裝置結構主要為主開關控制器、輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器、短距離無線通訊信號接收發送電路、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關控制電路、開關狀態信號反饋電路等。主開關控制器、輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器可以採用各種不同的單片機或DSP，是整個裝置的控制部分，其作用是管理裝置按控制方法運行，即控制變壓器組的工作狀態，根據負載參數，檢查變壓器是否運行在經濟區，如果不是，則需要更改變壓器組的工作狀態，使其工作在經濟區。由於本裝置是實時檢測，可以實時檢測出負載用電量的大小，控制開關的工作狀態，實時地切換變壓器組的工作狀態，但為了避免過度頻繁的切換變壓器組，因此除了在時間上規定切換間隔時間，還在空間上設置緩衝區。同時，本裝置還可以檢測出負載端電壓不穩定等其它異常情況。主開關控制器，是變壓器經濟運行控制算法的核心，主要有四項功能。一、通過長距離通訊信號接收發送電路(如GPRS或CDMA模塊)實現與後臺的通信，實現系統的管理；
二、根據採樣到的各變壓器的參數，按一種變壓器經濟運行控制方法計算，得出控制結果；
三、控制本路變壓器負載參數採集電路及開關控制電路的工作，採樣開關狀態信號反饋電路反饋的信號；四、通過短距離無線通信模塊與控制輔助I型開關控制器及輔助2型開關控制器實現通信，實現控制及採樣功能。輔助I型開關控制器，控制除主變壓器外的其中一臺變壓器的投入或切出，其數量是變壓器的臺數減一，不負責算法的計算。每一個接收主開關控制器的命令，並按照命令控制本變壓器對應的開關控制電路、並將本變壓器負載參數採集參數及開關狀態信號送給主控制器。輔助2型開關控制器，控制聯絡開關的投入或切出，其數量是變壓器的臺數減一，不負責算法的計算。每一個接收主開關控制器的命令，並按照命令控制本聯絡開關的開關控制電路、並將開關狀態信號送給主控制器。所述短距離無線通訊信號接收發送電路，是所述主開關控制器、輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器各電路之間的通信途徑，所有控制器均帶有I個，實現各模塊之間無線的連接，是雙向的傳輸。使用的通信規約是國家標準的通信規約，如電子式電能表通信規約。保證主開關控制器與輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器之間的數據通信；控制器得到其它電路的數據信號，也能使其它電路收到控制器的命令信號。短距離無線通訊信號接收發送電路還具有與PDA等手持設備通信功能，無線修改控制器參數。採用了短距離無線通信的方式可以大大降低接線的複雜度，使線路更安全。
長距離通訊信號接收發送電路是主開關控制器與監控後臺之間的通訊，使用的通信規約是國家標準的規約，如電力負荷管理終端、配變監測自動化終端上行通信規約等。變壓器經濟運行控制系統不僅僅可以自動運行，工作人員還可以通過後臺看到變壓器的運行狀態，以及在特殊情況下，人為控制變壓器經濟運行控制系統。變壓器負載參數採集電路是採集變壓器輸出負載的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率等，供給控制器，保證控制器算法的實時運行。開關控制電路是控制器控制變壓器各開關動作的電路。開關狀態信號反饋電路是將變壓器各開關的狀態，即閉合狀態反饋給控制器，以保障控制命令的準確執行，以及開關組電路的故障檢測。監控後臺就是PC機(如普通電腦)裝上變壓器經濟運行軟體環境，接入網絡(如區域網、廣域網)，即可使用。監控後臺是從主控制器獲取控制變壓器各開關的信息，在電腦上可視化的顯示變壓器運行的狀態及其其它各項重要指標，方便工作人員在電腦上遠程對現場進行監控、設置與操作，是一種實時監控方式。附圖I給出了本發明的電路方框圖，本發明主要包括控制器，與控制器、監控後臺、裝置用電源電路相連的長距離通訊信號接收發送電路，與長距離通訊信號接收發送電路相連的監控後臺，與控制器、裝置用電源電路和變壓器組相連的變壓器負載參數採集電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關狀態信號反饋電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關控制電路，與控制器、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關狀態信號反饋電路和開關控制電路相連的裝置用電源電路，所述的控制器主要包括主開關控制器、與主開關控制器相連的短距離無線通訊信號接收發送電路、分別與短距離無線通訊信號接收發送電路相連的輔助I型開關控制器和輔助2型開關控制器。控制器由主開關控制器、輔助I型控制器、輔助2型控制器構成，各個控制器之間通過短距離無線通信連接。控制器通過變壓器負載參數採集電路獲取變壓器組的負載情況，然後控制開關控制電路對變壓器組的開關，使變壓器組運行在經濟區(即變壓器組綜合損耗最小)，通過開關狀態信號反饋電路來確定開關的正確投切，使系統穩定正常的運行。控制器將當前的變壓器組運行狀況通過長距離通訊信號接收發送電路發給監控後臺，使工作人員可以看到當前的變壓器運行狀況，以及方便工作人員在監控後臺上控制變壓器組的運行。附圖2給出了本發明的實施例的安裝接線圖，其中只是三個變壓器的情況，實際上變壓器的總臺數可以不限，主開關控制器只有一個，輔助I型開關控制器和輔助2型開關控制器的個數按照實際情況變為變壓器總臺數減一，同時增加控制器對應的開關控制電路、開關信號反饋電路、數據採集電路。主開關控制器安裝在變壓器I邊上，負責監控變壓器I ;輔助I型開關控制器I安裝在變壓器2邊上，負責監控變壓器2 ;輔助I型開關控制器2安裝在變壓器3邊上，負責監控變壓器3 ;輔助2型開關控制器I安裝在聯絡開關I邊上，負責控制聯絡開關I ;輔助2型開關控制器2安裝在聯絡開關2邊上，負責控制聯絡開關2。各開關控制器之間沒有接線，使用短距離無線通信，主開關控制器與後臺之間沒有接線，使用長距離無線通信。
附圖3給出了本發明的實施例的安裝電路方框圖，是三個變壓器時的情況，對應於附圖2所示情況，參考附圖3。本發明主要包括與輔助I型開關控制器I、輔助I型開關控制器2、輔助2型開關控制器I、輔助2型開關控制器2、變壓器I高壓開關信號反饋電路、變壓器I低壓開關信號反饋電路、變壓器I高壓開關控制電路、變壓器I低壓開關控制電路、變壓器數據採集電路、監控後臺相連接的主開關控制器；與主開關控制器、變壓器2高壓開關控制電路、變壓器2低壓開關控制電路、變壓器2高壓開關信號反饋電路、變壓器2低壓開關信號反饋電路、變壓器2數據採集電路相連接的輔助I型開關控制器I ;與主開關控制器、變壓器3高壓開關控制電路、變壓器3低壓開關控制電路、變壓器3高壓開關信號反饋電路、變壓器3低壓開關信號反饋電路、變壓器3數據採集電路相連接的輔助I型開關控制器2;與主開關控制器、聯絡開關I控制電路、聯絡開關I信號反饋電路相連接的輔助2型開關控制器I ;與主開關控制器、聯絡開關2控制電路、聯絡開關2信號反饋電路相連接的輔助2型開關控制器2 ；與主開關控制器、變壓器I高壓開關相連接的變壓器I高壓開關控制電路；與主開關控制器、變壓器I低壓開關相連接的變壓器I低壓開關控制電路；與主開關控制器、變壓器I高壓開關相連接的變壓器I高壓開關信號反饋電路；與主開關控制器、變壓器I低壓開關相連接的變壓器I低壓開關信號反饋電路；與輔助I型開關控制器I、變壓器2高壓開關相連接的變壓器2高壓開關控制電路；與輔助I型開關控制器I、變壓器2低壓開關相連接的變壓器2低壓開關控制電路；與輔助I型開關控制器I、變壓器2高壓開關相連接的變壓器2高壓開關信號反饋電路；與輔助I型開關控制器I、變壓器2低壓開關相連接的變壓器2低壓開關信號反饋電路；與輔助I型開關控制器2、變壓器3高壓開關相連接的變壓器3高壓開關控制電路；與輔助I型開關控制器2、變壓器3低壓開關相連接的變壓器3低壓開關控制電路；與輔助I型開關控制器2、變壓器3高壓開關相連接的變壓器3高壓開關信號反饋電路；與輔助I型開關控制器2、變壓器3低壓開關相連接的變壓器3低壓開關信號反饋電路；
與輔助2型開關控制器I、聯絡開關I相連接的聯絡開關I控制電路；與輔助2型開關控制器2、聯絡開關2相連接的聯絡開關2控制電路；與輔助2型開關控制器I、聯絡開關I相連接的聯絡開關I信號反饋電路；與輔助2型開關控制器2、聯絡開關2相連接的聯絡開關2信號反饋電路；與變壓器I高壓開關信號反饋電路、變壓器I高壓開關控制電路相連接的變壓器I高壓開關；與變壓器I低壓開關 信號反饋電路、變壓器I低壓開關控制電路相連接的變壓器I低壓開關；與變壓器2高壓開關信號反饋電路、變壓器2高壓開關控制電路相連接的變壓器2高壓開關；與變壓器2低壓開關信號反饋電路、變壓器2低壓開關控制電路相連接的變壓器2低壓開關；與變壓器3高壓開關信號反饋電路、變壓器3高壓開關控制電路相連接的變壓器3高壓開關；與變壓器3低壓開關信號反饋電路、變壓器3低壓開關控制電路相連接的變壓器3低壓開關；與聯絡開關I信號反饋電路、聯絡開關I控制電路相連接的聯絡開關I ;與聯絡開關2信號反饋電路、聯絡開關2控制電路相連接的聯絡開關2 ；與主開關控制器相連接的變壓器I數據採集電路；與輔助I型開關控制器I相連接的變壓器2數據採集電路；與輔助I型開關控制2電路相連接的變壓器3數據採集電路；與主開關控制器相連接的監控後臺。監控後臺用於工作人員查看變壓器組的運行狀態及運行參數，以及在特殊情況下對主控制器發命令，進行人工操作。主開關控制器用於控制輔助I型開關控制器I、輔助I型開關控制器2、輔助2型開關控制器I、輔助2型開關控制器2，與得到變壓器I數據採集電路的數據及其給變壓器I高壓開關控制電路、變壓器I低壓開關控制電路開關控制發命令，用於獲取變壓器I的負載參數和控制變壓器I的工作狀態。輔助I型開關控制器I、輔助I型開關控制器2受主開關控制器控制，用於得到變壓器2數據採集電路、變壓器3數據採集電路的數據，及其給變壓器2高壓開關控制電路、變壓器2低壓開關控制電路、變壓器3高壓開關控制電路、變壓器3低壓開關控制電路發開關控制命令，用於獲取變壓器2、變壓器3的負載功率和控制變壓器2、變壓器3的工作狀態。輔助2型開關控制器I、輔助2型開關控制器2受主開關控制器控制，給聯絡開關I控制電路、聯絡開關2控制電路發開關控制命令，用於控制變壓器之間並列運行。變壓器I高壓開關信號反饋電路、變壓器I低壓開關信號反饋電路發送信號給主開關控制器，用於反饋變壓器I的工作狀態。變壓器2高壓開關信號反饋電路、變壓器2低壓開關信號反饋電路發送信號給輔助I型開關控制器1，用於反饋變壓器2的工作狀態。變壓器3高壓開關信號反饋電路、變壓器3低壓開關信號反饋電路發送信號給輔助I型開關控制器2，用於反饋變壓器3的工作狀態，用於反饋開關是否按照命令投入或切出，保證系統正常運行。聯絡開關I信號反饋電路、聯絡開關2信號反饋電路分別發送信號給輔助2型開關控制器I和輔助2型開關控制器2，用於反饋變壓器之間是否進入了並列運行。
各控制器之間採用短距離無線通信相連接。監控後臺與主開關控制器採用GPRS通信相連接，用於獲取當前控制系統的工作狀態，同樣工作人員也可以給控制系統發送命令，實現對變壓器的綜合管理。通訊信號接收發送電路的形式可以有多種形式，如RS-232、RS-485、網絡、GPRS,CDMA、短距離無線通信、載波、紅外等接口方式，功能均是實現裝置與外部設備之間的通訊，外部數據可將數據通過其送入裝置，作裝置運行的參考，裝置也可將數據送給外部裝置，以便外部裝置了解裝置運行參數及狀態。附圖4、附圖5、附圖6、附圖7和附圖8是主開關控制器的電路圖，由主開關控制器及其相應的開關控制電路、開關狀態信號反饋電路、變壓器負載參數採集電路和短距離無線通訊信號接收發送電路、長距離通訊信號接收發送電路組成。輔助I型開關控制電路是在主開關控制電路的基礎上去掉附圖4的第二個串行口DSR,DTR,RxDUTxDl,由輔助I型開關控制器及其相應的開關控制電路、開關狀態信號反饋電路、變壓器負載參數採集電路和短距離無線通訊信號接收發送電路組成。 輔助2型開關控制電路是在主開關控制電路的基礎上去掉附圖4的第二個串行口DSR、DTR、RxDUTxDI和去掉附圖7的Ul ATT7022E計量晶片電路，由輔助2型開關控制器及其相應的開關控制電路、開關狀態信號反饋電路組成和短距離無線通訊信號接收發送電路組成。附圖4中的集成電路Ul為單片機STM32F103ZE，是開關控制器的核心部分，控制協調其他電路的工作，此晶片內部有FLASH、秒中斷及定時器，可以定時定點的讀取數據以及發送命令。附圖4中的第一個RS232串行口，用於短距離無線通信，使用標識號為RxDO，TxDO，直接與短距離無線通訊信號接收發送電路相連；附圖4中的第二個RS232串行口，用於長距離通信，使用標識號為RxDl，TxDl, DSR, DTR，直接與長距離通訊信號接收發送電路相連；附圖4中的集成電路U4為監控/復位晶片，型號為MP708SESA，用於電源管理，防止數據破壞。附圖4中，STM32單片機Ul用FHGPIOO-FHGP103管腳檢測四個開關的狀態，外部開關狀態通過附圖7中的光耦信號隔離器NEC2501隔離送入，組成開關狀態信號反饋電路。附圖5中的大容量FLASH晶片為NAND512W3A，容量達64M字節，用作數據存儲，SRAM使用FRAM(鐵電體)為FM28V100，容量為128K字節，用作一天數據緩衝存儲。附圖5中，與調試接口 Jl相連的元件，共同構成ARM調試接口電路。附圖6中的集成電路U2(高耐壓、大電流複合電晶體陣列ULN2003)及集成電路U4(D型觸發器74HC273)，四個單刀雙擲繼電器FHK1-FHK4，組成4路開關控制電路，開關控制器只用到其中的I到2路開關控制電路，其它的備用。附圖6中RX-8025TSA為時鐘晶片，與單片機通信用I2C總線，為開關控制器提供準確的時間。附圖6中的與三極體NI及喇叭LSl相連的元件，構成的報警電路，實現聲音報警功能，控制管腳為FMQC ;電阻R7，發光二極體Dl，共同構成正常運行指示電路，控制管腳為RUNL ;電阻R18，發光二極體D2，共同構成保護動作指示電路，控制管腳為BJ ;三極體N2、三極體N3，電阻R6、電阻R11、電阻R12構成液晶屏背光碟機動電路，控制管腳為IXDLC。
附圖7中，使用專用192*64點陣模塊YXD-19264顯示全部系統所需顯示功能，模塊與單片機之間的通信使用並行通信總線。附圖7中，使用專用計量晶片ATT7022E和三路電壓互感器和三路電流互感器構成變壓器負載信號檢測電路。計量晶片ATT7022E能將三相四線供電系統中的三相電壓，三相電流經過 電壓、電流互感器輸入，直接計量電壓值，電流值，有功功率，無功功率，功率因數等，與單片機通信用SPI總線。附圖8中，電源輸出3個直流電壓，一個為3. 3V，一個為5. 0V, 一個為12V，作為本
裝置的電源供給。主開關控制器由圖4中的單片機STM32F103ZE，8M晶振XI，電源監控晶片IMP708SESA, 74HC00,電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電阻R14、電阻R15、電阻R21、電阻R22、電阻R23，電解質電容E1、電解質電容E2、電解質電容E3、電解質電容E4，電容C4、電容C7、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電容C18、電容C19、電容C20、電容C23、電容C24、電容C25、電容C26、電容C28，電感LI、電感L2和第一個串行口 RxDO、TxDO，第二個串行口 DSR、DTR、RxDl、TxDl組成。輔助I型開關控制器和輔助2型開關控制器由圖4中的單片機STM32F103ZE，8M晶振XI，電源監控晶片MP708SESA，74HC00，電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R7、電阻R14、電阻R15、電阻R21、電阻R22、電阻R23，電解質電容E1、電解質電容E2、電解質電容E3、電解質電容E4，電容C4、電容C7、電容C9、電容C10、電容C11、電容C12、電容C13、電容C14、電容C15、電容C16、電容C17、電容C18、電容C19、電容C20、電容C23、電容C24、電容C25、電容C26、電容C28，電感LI、電感L2和第一個串行口 RxDO、TxDO組成。開關控制電路由圖6中的高耐壓、大電流複合電晶體陣列ULN2003，D型觸發器74HC273,繼電器FHKl、繼電器FHK2、繼電器FHK3、繼電器FHK4，74HC00，電容C3，電阻R13、電阻R14組成。開關狀態信號反饋電路由圖7中的肥02501光耦信號隔離器陽、郵、町、呢，電阻R39、電阻R40、電阻R41、電阻R42、二極體Dl、二極體D2、二極體D3、二極體D4組成。變壓器負載參數採集電路由附圖7中專用計量晶片ATT7022E及相邊電路、電壓互感器PTAl、電壓互感器PTA2、電壓互感器PTA3，電流互感器TIA2、電流互感器TIA3、電流互感器TIA4，電阻RA1、電阻RB1、電阻RC1、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電阻R31、電阻R32、電阻R33、電阻R34、電阻R35、電阻R36、電阻R37、電阻R38，電容Cl、電容C2、電容C3、電容C4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電容C11、電容C14、電容C36、電容C37、電容C38、電容C40、電容C41、電容C42、電容C43、電容C49，電感LI，晶振Yl組成。短距離無線通訊信號接收發送電路為接在圖4中串行口 I上RxD0、TxD0的短距離無線通訊集成模塊。長距離通訊信號接收發送電路為接在圖4中串行口 2上DSR、DTR、RxDU TxDl的長距離通訊集成模塊。本裝置安裝非常簡單在變壓器輸出與用戶負載之間接入本裝置，根據變壓器的銘牌設定好經濟運行參數，直接通電即可讓本裝置按一種變壓器經濟運行控制方法運行。
權利要求
1.一種變壓器經濟運行控制方法，其特徵為主要包括控制器，與控制器、監控後臺、裝置用電源電路相連的長距離通訊信號接收發送電路，與長距離通訊信號接收發送電路相連的監控後臺，與控制器、裝置用電源電路和變壓器組相連的變壓器負載參數採集電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關狀態信號反饋電路，與控制器、裝置用電源電路及變壓器開關組相連的開關控制電路，與控制器、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關狀態信號反饋電路和開關控制電路相連的裝置用電源電路，所述的控制器主要包括主開關控制器、與主開關控制器相連的短距離無線通訊信號接收發送電路、分別與短距離無線通訊信號接收發送電路相連的輔助I型開關控制器和輔助2型開關控制器。
2.根據權利要求I所述的變壓器經濟運行控制方法，其特徵為所述的主開關控制器，功能為通過長距離通訊信號接收發送電路實現與監控後臺的通信，實現系統的管理、根據採樣到的各變壓器的參數，按一種變壓器經濟運行控制方法計算，得出控制結果、控制本路變壓器負載參數採集電路及開關控制電路的工作，採樣開關狀態信號反饋電路反饋的信號、通過短距離無線通信模塊與控制輔助I型開關控制器及輔助2型開關控制器實現通信，實現控制及採樣功能；所述的輔助I型開關控制器，控制除主變壓器外的其中一臺變壓器的投入或切出，接收主開關控制器的命令，並按照命令控制本變壓器對應的開關控制電路，將本變壓器負載參數採集參數及開關狀態信號送給主控制器；所述輔助2型開關控制器，控制聯絡開關的投入或切出，接收主開關控制器的命令，按照命令控制本聯絡開關的開關控制電路，將開關狀態信號送給主控制器；所述的短距離無線通訊信號接收發送電路，實現主開關控制器、輔助I型開關控制器、輔助2型開關控制器各電路之間的通信途徑；所述的長距離通訊信號接收發送電路，實現主開關控制器與監控後臺之間的通訊；所述的變壓器負載參數採集電路，實現採集變壓器輸出負載的電壓、電流、功率因數、有功功率、無功功率各參數，以供給控制器，保證控制器算法的實時運行；所述的開關控制電路是實現控制器控制變壓器各開關動作的電路；所述的開關狀態信號反饋電路，是將變壓器各開關的狀態反饋給控制器，以保障控制命令的準確執行，以及開關組電路的故障檢測；所述的監控後臺就是從控制器獲取控制變壓器各開關的信息，方便工作人員在遠程對現場進行監控、設置與操作；所述的裝置用電源電路，供給控制器、長距離通訊信號接收發送電路、變壓器負載參數採集電路、開關狀態信號反饋電路和開關控制電路諸電路的工作電壓。
3.根據權利要求I所述的變壓器經濟運行控制方法，其特徵為控制裝置運行參數通過無線短距離PDA通過短距離無線通訊信號接收發送模塊送入或是後臺通過長距離通訊信號接收發送電路送入或是在主開關控制器或輔助開關控制器通過接鍵直接輸入。
4.根據權利要求I所述的變壓器經濟運行控制方法，其特徵為控制參數存貯在控制器中，運行時使用，外部裝置也可以通過通訊信號接收發送電路接收裝置運行狀態參數，以便了解裝置運行狀態。
5.根據權利要求I所述的變壓器經濟運行控制方法，其特徵為當負載用電量不同時，自動切換變壓器組的工作狀態，使其運行在損耗電能最小的工作狀態。
6.根據權利要求I所述的變壓器經濟運行控制方法，其特徵為開關閉合之前，判斷開關兩端電壓，如出現異常，則不閉合，並將信息返回。
全文摘要
一種變壓器經濟運行控制方法，其特徵為主要包括控制器，長距離通訊信號接收發送電路，監控後臺，變壓器負載參數採集電路，開關狀態信號反饋電路，開關控制電路，與裝置用電源電路，控制器主要包括主開關控制器、短距離無線通訊信號接收發送電路、輔助1型開關控制器和輔助2型開關控制器。本發明設計合理，造價低，安裝接線少，管理方便高效，可以自動控制及監測變壓器組內各變壓器的運行狀態，最大程度的減少變壓器電能損耗，提高能源的利用率，是一種節能降耗的有效方法。
文檔編號H02J13/00GK102904338SQ201210306888
公開日2013年1月30日 申請日期2012年8月16日 優先權日2012年8月16日
發明者姚普糧, 艾凱文, 韋甘銘, 傅春盛, 吳恆春, 黃鏡彬, 林朝光, 龍光成, 歐世文, 童劉偉 申請人:北海市深藍科技發展有限責任公司