變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置的製作方法
2023-07-28 22:14:51 3
專利名稱：變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置，屬於電力系統設備操作安全技術領域。
背景技術：
電力系統對高壓設備進行停電檢修時需要裝設地線，其作用包括防止工作點突然來電；釋放停電設備的剩餘電荷；消除由於臨近線路及雷電引起的感應電壓，使工作點始終在「低電位」的狀態，確保人身、設備安全；電力系統的操作票制度可以約束電氣運行工作人員的操作行為、減少地線誤操作。但因人員素質、精神狀態、客觀環境等因素的影響，不嚴格執行規章制度，習慣性違章現象時有發生，造成操作事故；該項目主要是針對變電站設備操作或檢修時進行遠方實時監測地線及地刀的連接狀態。當工作人員出現操作不規範和疏漏時，系統向運行管理人員發出警告，杜絕操作事故的發生。系統由現場監測器、無線通訊器、上位計算機管理系統等組成，現場監測單元採用能夠適應於強磁場環境下的抗幹擾設計，超低功耗的硬體結構，信號的傳輸採用分集技術在不增加發射功率或信道帶寬的情況下提高系統的可靠性，並採用雙通訊接受模塊保證數據傳輸的真實有效，數據輸入、輸出採用光電隔離將地線的狀態及其它信息通過無線網絡與上位機實現數據交換，可實現地線狀態的實時顯示、狀態信息的有效共享。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置，其通過無線通訊方式，接收現場使用的地線狀態數據及接地刀間狀態數據，並傳送到數據採集處理單元；採集單元通過串行通訊與工業計算機進行數據交換，在大屏幕上實時顯示工作的地線及地刀的狀態，並聲光指示，給出地線的安裝位置及提示運行操作人員，當工作人員出現操作不規範和疏漏時，系統向運行管理人員發出警告，杜絕操作事故的發生。本實用新型的技術方案是這樣實現的變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置， 由現場監測單元、數據採集單元、無線通訊單元、輸出控制單元、工業計算機系統、數據監測管理系統組成，其特徵在於現場監測單元與現場地線及地刀轉換開關相連接，無線通訊單元分別與現場監測單元和數據採集單元連接，數據採集單元與工業計算機系統串行通訊口相連接，工業計算機與輸出控制單元相連接，輸出控制單元與各狀態指示相連接；並採用雙通訊接收模塊保證數據傳輸，數據輸入、輸出採用光電隔離將地線的狀態及其它信息通過無線網絡與上位機實現數據交換。所述的現場監測單元，現場採集處理單元採用ATMEGA ATmega64單片機為核心， 為RISC結構，全速、非侵入式的安裝在系統調試接口片內；其工作電壓範圍為2. 7 5. 5V ； 對現場的開關量變位進行管理，採用鍵盤顯示專用驅動晶片ZLG7290驅動8位7段碼共陰極LED數碼管。所述的數據採集單元，採用ATMEGA64單片機為核心，遠方接收現場開關量數據，輸出地線狀態信息，與計算機系統進行通訊控制面發光管輸出地刀狀態信息，LED條形屏控制，通過RS232接口接收計算機信息，由LED顯示地線、地刀的狀態信息，單片機系統對LED 顯示進行綜合控制，顯示輸出模塊採用動態掃描的方式，通過控制三極體的開關來驅動LED 屏，完成控制室內地線、地刀狀態信息的綜合管理。所述的無線通訊單元採用的核心器件是由美國TI公司生產的MSP430F123單片機和挪威Nordic公司最新推出的無線數傳晶片nRF905.通訊電路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款無線收發晶片，32腳封裝(321 QFN 5X5 mm),供電電壓為1.9 3. 6 V，工作於433/868/915 MHz 3個ISM，可自動處理字頭和循環冗餘碼校驗(CRC).，微處理器通過 SPI接口及相關指令訪問其外圍接口，數據存於256 bit的RAM和8 kbit的FLASH中。所述的工業計算機系統中計算機的一個串口與LED控制器串口，送入數據控制顯示屏，計算機的串行IO連接控制板的74HC164進行串行移位控制指示信息。本實用新型的積極效果是可根據需要，將根據現場地線、地刀的工作狀態實時顯示並提示運行人員，大型LED條形屏指示地線的工作組數，有地刀操作時，地刀顯示區面發光器件發光提示，LED條形屏指示地線的工作組數。地線及地刀的工作信息LCD液晶屏顯示，給出詳細信息，計算機系統對地線及地刀狀態進行綜合管理，對現場操作時出現的問題及案例有歷史記錄，系統安裝、維護方便，有較好的擴展性。
圖1本實用新型的硬體結構框圖。圖2為本實用新型監測單元的結構框圖。圖3為本實用新型數據採集單元的結構框圖。圖4為本實用新型無線通訊單元的結構框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步的描述如圖1所示，變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置，由現場監測單元、數據採集單元、無線通訊單元、輸出控制單元、工業計算機系統、數據監測管理系統組成，其特徵在於現場監測單元與現場地線及地刀轉換開關相連接，無線通訊單元分別與現場監測單元和數據採集單元連接，數據採集單元與工業計算機串行通訊口相連接，工業計算機系統與輸出控制單元相連接，輸出控制單元與各狀態指示相連接；並採用雙通訊接收模塊保證數據傳輸，數據輸入、輸出採用光電隔離將地線的狀態及其它信息通過無線網絡與上位機實現數據交換，可實現地線狀態的實時顯示、狀態信息的有效共享；如圖2所述的現場監測單元，現場採集處理單元採用ATMEGA ATmega64 單片機為核心，為RISC結構，全速、非侵入式的安裝在系統調試接口片內；其工作電壓範圍為2. 7 5. 5V。對現場的開關量變位進行管理。採用鍵盤顯示專用驅動晶片ZLG7290驅動 8位7段碼共陰極LED數碼管。如圖3所述的數據採集單元，採用ATMEGA64單片機為核心，遠方接收現場開關量數據，輸出地線狀態信息，與計算機系統進行通訊控制面發光管輸出地刀狀態信息，LED條形屏控制，通過RS232接口接收計算機信息，由LED顯示地線、地刀的狀態信息，單片機系統對LED顯示進行綜合控制，顯示輸出模塊採用動態掃描的方式，通過控制三極體的開關來驅動LED屏，完成控制室內地線、地刀狀態信息的綜合管理。如圖4所述的無線通訊單元採用的核心器件是由美國TI公司生產的MSP430F123 單片機和挪威Nordic公司最新推出的無線數傳晶片nRF905.通訊電路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款無線收發晶片，32腳封裝(321 QFN 5X5 mm),供電電壓為1.9 3. 6 V,工作於433/868/915 MHz 3個ISM，可自動處理字頭和循環冗餘碼校驗(CRC).，微處理器通過SPI接口及相關指令訪問其外圍接口，數據存於256 bit的RAM和8 kbit的FLASH 中。如圖3所示的工業計算機系統分別連接液晶顯示器、LED控制器、輸出控制單元、 數據採集單元；其中計算機的一個串口與LED控制器串口，送入數據控制顯示屏的掃描方式。計算機的串行IO連接控制板的74HC164進行串行移位控制指示信息，採用ATMEGA64 單片機為核心，遠方接收現場開關量數據，輸出地線狀態信息，與計算機系統進行通訊控制面發光管輸出地刀狀態信息，LED條形屏控制，通過RS232接口接收計算機信息，由LED顯示地線、地刀的狀態信息，單片機系統對LED顯示進行綜合控制，顯示輸出模塊採用動態掃描的方式，通過控制三極體的開關來驅動LED屏，完成控制室內地線、地刀狀態信息的綜合管理。通訊電路主要基於低功耗、低成本、微型化及使用方便的設計思想，由 MSP430F123主處理器、無線數傳晶片nRF905和RS-232接口電路晶片SP3223及其外圍電路組成，無線數據傳輸電路採用的核心器件是由美國TI公司生產的MSP430F123單片機和挪威Nordic公司最新推出的無線數傳晶片nRF905.通訊電路。nRF905是Nordic VISI公司推出的一款無線收發晶片，32腳封裝(321 QFN 5X5 mm),供電電壓為1.9 3. 6 V，工作於433/868/915 MHz 3個ISM(工業、科學和醫學)頻道，可自動處理字頭和循環冗餘碼校驗(CRC).微處理器可以通過SPI接口及相關指令訪問，由MSP430F123單片機控制SP3223E 接口接收和發送現場信息，送計算機系統進行處理。
權利要求1.變電站接地線、接地刀間監測與管理裝置，由現場監測單元、數據採集單元、無線通訊單元、輸出控制單元、工業計算機系統、數據監測管理系統組成，其特徵在於現場監測單元與現場地線及地刀轉換開關相連接，無線通訊單元分別與現場監測單元和數據採集單元連接，數據採集單元與工業計算機系統串行通訊口相連接，工業計算機與輸出控制單元相連接，輸出控制單元與各狀態指示相連接；並採用雙通訊接收模塊保證數據傳輸，數據輸入、輸出採用光電隔離將地線的狀態及其它信息通過無線網絡與上位機實現數據交換。
2.根據權利要求1所述的變電站接地線、接地刀間監測與管理裝置，其特徵在於所述的現場監測單元，現場採集處理單元採用ATMEGA ATmega64單片機為核心，為RISC結構， 全速、非侵入式的安裝在系統調試接口片內；其工作電壓範圍為2. 7 5. 5V ；對現場的開關量變位進行管理，採用鍵盤顯示專用驅動晶片ZLG7290驅動8位7段碼共陰極LED數碼管。
3.根據權利要求1所述的變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置，其特徵在於所述的數據採集單元，採用ATMEGA64單片機為核心，遠方接收現場開關量數據，輸出地線狀態信息，與計算機系統進行通訊控制面發光管輸出地刀狀態信息，LED條形屏控制，通過 RS232接口接收計算機信息，由LED顯示地線、地刀的狀態信息，單片機系統對LED顯示進行綜合控制，顯示輸出模塊採用動態掃描的方式，通過控制三極體的開關來驅動LED屏，完成控制室內地線、地刀狀態信息的綜合管理。
4.根據權利要求1所述的變電站接地線、接地刀間監測與管理裝置，其特徵在於所述的無線通訊單元採用的核心器件是由美國TI公司生產的MSP430F123單片機和挪威Nordic 公司最新推出的無線數傳晶片nRF905.通訊電路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款無線收發晶片，32腳封裝321 QFN 5X5謹，供電電壓為1.9 3. 6 V，工作於433/868/915 MHz 3個ISM，可自動處理字頭和循環冗餘碼校驗(CRC).，微處理器通過SPI接口及相關指令訪問其外圍接口，數據存於256 bit的RAM和8 kbit的FLASH中。
5.根據權利要求1所述的變電站接地線、接地刀間監測與管理裝置，其特徵在於所述的工業計算機系統中計算機的一個串口與LED控制器串口，送入數據控制顯示屏，計算機的串行IO連接控制板的74HC164進行串行移位控制指示信息。
專利摘要本實用新型涉及一種變電站接地線、接地刀閘監測與管理裝置，其特徵在於現場監測單元與現場地線及地刀轉換開關相連接，無線通訊單元分別與現場監測單元和數據採集單元連接，數據採集單元與工業計算機系統串行通訊口相連接，工業計算機與輸出控制單元相連接，輸出控制單元與各狀態指示相連接；並採用雙通訊接收模塊保證數據傳輸，數據輸入、輸出採用光電隔離將地線的狀態及其它信息通過無線網絡與上位機實現數據交換。其通過無線通訊方式，接收現場使用的地線狀態數據及接地刀閘狀態數據，並傳送到數據採集處理單元；採集單元通過串行通訊與工業計算機進行數據交換，在大屏幕上實時顯示工作的地線及地刀的狀態，並聲光指示，給出地線的安裝位置及提示運行操作人員，杜絕操作事故的發生。對系統安裝、維護方便，有較好的擴展性。
文檔編號H02J13/00GK201966695SQ20112007404
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月21日 優先權日2011年3月21日
發明者侯喜鳳, 劉大鵬, 劉慶忠, 劉春 , 尹樹鋒, 朱景明, 苑立會, 高紅華 申請人:長春市超高壓局