配電網智能監控單元的製作方法

2023-04-23 14:07:01

專利名稱：配電網智能監控單元的製作方法
技術領域：
本實用新型提供一種配電網智能監控單元，屬於配電網監控技術領域。
背景技術：
近幾年來，隨著用戶對供電服務要求的不斷提高，配電網運營管理部門對配電網 監控能力不足的問題頁逐漸顯露出來。同時，IOKV線路及變壓器被盜竊、IOKV支線停電難 以監督、供電服務響應及服務工作滯後、供電可靠性第問題也證明了建設實用化配電網監 控的必要性。配電網雖然非主幹電網，但整改體系結構龐大，全部監控到位投資非常大，而 目前市場上配電網監控系統價格昂貴，經濟實用性較低。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種能克服上述缺陷、既 能監測400V的電壓情況、又能 邏輯監測IOKV線路的運行情況、工作性能優良的配電網智能監控單元。其技術方案為包括中央處理器U和與其連接的GPRS接口模塊，其特徵在於增設零序電流信號 採集模塊、用戶信號採集模塊、開關量I/O模塊和指示模塊，其中CPU的輸入端分別接零序 電流信號採集模塊和開關量I/O模塊，通訊口接用戶信號採集模塊，輸出端接指示模塊。所述的配電網智能監控單元，零序電流信號採集模塊包括MCP6001晶片U1、二極 管Dl 3、電阻Rl 6、電容Cl 4和接電流互感器的插座Jl，其中MCP6001晶片Ul的1 腳依次經二極體D3、電阻R5接中央處理器U的11腳，二極體D3與電阻R5的連接處經電 容C4接地、經電阻R5 6構成的分壓電路接地，MCP6001晶片Ul的2腳接地，4腳接電阻 R5 6的連接處，5腳接電源VDD，並經電容C2接地，3腳依次經電阻R4、電阻R2接插座Jl， 電阻R4、電阻R2的連接處分別經並接的電阻R3、二極體Dl 2、電容Cl接地，插座Jl的另 一端子經電阻Rl接地。所述的配電網智能監控單元，用戶信號採集模塊包括SP3485晶片U7、電阻R28 29、穩壓管TVSl 2、電容C15、多個剩餘電流保護器Hi和接用戶電錶的插座J4，其中 SP3485晶片U7的1腳、4腳對應接中央處理器U的通訊口 34腳和33腳，2腳、3腳對應接 中央處理器U的35腳，5腳接地，6腳、7腳對應經電阻R29、電阻R28接穩壓管TVSl 2及 插座J4的2腳、1腳，穩壓管TVSl 2的另一端及插座J4的3腳接地，SP3485晶片U7的 8腳接+3. 3V電源，並經電容C15接地，插座J4的1腳、2腳、3腳還對應接多個剩餘電流保 護器Hi。所述的配電網智能監控單元，開關量I/O模塊包括插座J3、插座J6、電阻R30 45、電容C32 35、蓄電池E和按鍵Kl 2，其中插座J3的1腳、2腳對應接中央處理器U 的58腳、56腳，並對應經電阻R40 41接+3. 3V電源、對應經按鍵Kl 2接地、對應經電 容C34 35接地，插座J6的1腳經電阻R43接電阻R42及電容C32的一端，電阻R42及電 容C32的另一端接地，插座J6的2腳經電阻R45接蓄電池信號E，3 6腳對應接中央處理 器U的52 55腳，7 16腳對應接中央處理器U的36 40腳以及44 48腳，並對應經電阻R30 39接+3. 3V電源。所述的配電網智能監控單元，指示模塊包括電阻R51 58及發光二極體D6 13， 其中電阻R51 58的一端接+3. 3V電源，電阻R51的另一端經發光二極體D6接中央處理 器U的32腳，電阻R52 56的另一端對應經發光二極體D7 11接中央處理器U的12 16腳，電阻R57 58的另一端對應經發光二極體D12 13接中央處理器U的29 30腳。所述的配電網智能監控單元，GPRS接口模塊包括SIM卡座U5、GTM900晶片U2、電 阻R7 16、電容C5 7、發光二極體D5和三極體Q1 2，其中GTM900晶片U2的通訊口 18 腳、19腳對應經電阻R14、電阻R9接中央處理器U的21腳、19腳，GTM900晶片U2的1 5 腳相接後接電源VDD，並經並接的電容C5 7接GTM900晶片U2的6 10腳，GTM900晶片 U2的15腳接三極體Q2的集電極，並經電阻R16接+3. 3V電源，三極體Q2的發射極接地， 並與三極體Q2的基極對應經電阻R10、電阻R7接中央處理器U的4腳，GTM900晶片U2的 24 29腳接SIM卡座U5，32腳對應經電阻R8、電阻R15接三極體Q1的基極與發射極，三 極管Q1的發射極接地，集電極依次經電阻R12、發光二極體D5接+3. 3V電源。其工作原理為中央處理器U採集零序電流信號、開關量信號及用戶的供電信號， 如電流、有功無功、功率因數等，由中央處理器u進行判斷處理、進行指示報警，並通過GPRS 接口模塊與遠程進行數據或指令的傳輸，進而實現配電網的用電管理、服務、監控和調度。本實用新型與現有技術相比，其優點是1、運行穩定，雖然是通過無線GPRS網進行數據通訊，但終端裝置正常運行率達到 98%以上；2、性能可靠，當監控的10KV線路、變壓器發生異常情況時，該監控單元能及時進 行判斷處理，發出準確的故障信息；3、實用性強，本實用新型集供電企業在配電網管理、服務、監控等方面的實際需求 於一體，功能齊全，價格低廉。

圖1是本實用新型的工作原理框圖；圖2是本實用新型實施例中中央處理器的電路圖；圖3是本實用新型實施例中零序電流信號採集模塊的電路圖；圖4是本實用新型實施例中用戶信號採集模塊的電路圖；圖5是本實用新型實施例中指示模塊的電路圖；圖6是本實用新型實施例中開關量I/O模塊的電路圖；圖7是本實用新型實施例中GPRS接口模塊的電路圖。
具體實施方式
在圖1-7所示的實施例中中央處理器U採用LPC2134晶片，11腳接零序電流信 號採集模塊的輸出端。零序電流信號採集模塊包括MCP6001晶片U1、二極體D1 3、電阻 R1 6、電容C1 4和接電流互感器的插座J1，其中MCP6001晶片U1的1腳依次經二極 管D3、電阻R5接中央處理器U的11腳，二極體D3與電阻R5的連接處經電容C4接地、經 電阻R5 6構成的分壓電路接地，MCP6001晶片U1的2腳接地，4腳接電阻R5 6的連接處，5腳接電源VDD，並經電容C2接地，3腳依次經電阻R4、電阻R2接插座J1，電阻R4、電 阻R2的連接處分別經並接的電阻R3、二極體D1 2、電容C1接地，插座J1的另一端子經 電阻R1接地；用戶信號採集模塊包括SP3485晶片U7、電阻R28 29、穩壓管TVS1 2、電 容C15、多個剩餘電流保護器Hi和接用戶電錶的插座J4，其中SP3485晶片U7的1腳、4腳 對應接中央處理器U的通訊口 34腳和33腳，2腳、3腳對應接中央處理器U的35腳，5腳接 地，6腳、7腳對應經電阻R29、電阻R28接穩壓管TVS1 2及插座J4的2腳、1腳，穩壓管 TVS1 2的另一端及插座J4的3腳接地，插座J4的1腳、2腳、3腳還對應接多個剩餘電流 保護器Hi，SP3485晶片U7的8腳接+3. 3V電源，並經電容C15接地；開關量I/O模塊包括 插座J3、插座J6、電阻R30 45、電容C32 35、蓄電池E和按鍵K1 2，其中插座J3的1 腳、2腳對應接中央處理器U的58腳、56腳，並對應經電阻R40 41接+3. 3V電源、對應經 按鍵K1 2接地、對應經電容C34 35接地，插座J6的1腳經電阻R43接電阻R42及電 容C32的一端，電阻R42及電容C32的另一端接地 ，插座J6的2腳經電阻R45接蓄電池信 號E，3 6腳對應接中央處理器U的52 55腳，7 16腳對應接中央處理器U的36 40腳以及44 48腳，並對應經電阻R30 39接+3. 3V電源；指示模塊包括電阻R51 58 及發光二極體D6 13，其中電阻R51 58的一端接+3. 3V電源，電阻R51的另一端經發 光二極體D6接中央處理器U的32腳，電阻R52 56的另一端對應經發光二極體D7 11 接中央處理器U的12 16腳，電阻R57 58的另一端對應經發光二極體D12 13接中 央處理器U的29 30腳；GPRS接口模塊包括SIM卡座U5、GTM900晶片U2、電阻R7 16、 電容C5 7、發光二極體D5和三極體Q1 2，其中GTM900晶片U2的通訊口 18腳、19腳對 應經電阻R14、電阻R9接中央處理器U的21腳、19腳，GTM900晶片U2的1 5腳相接後 接電源VDD，並經並接的電容C5 7接GTM900晶片U2的6 10腳，GTM900晶片U2的15 腳接三極體Q2的集電極，並經電阻R16接+3. 3V電源，三極體Q2的發射極接地，並與三極 管Q2的基極對應經電阻R10、電阻R7接中央處理器U的4腳，GTM900晶片U2的24 29 腳接SIM卡座U5，32腳對應經電阻R8、電阻R15接三極體Q1的基極與發射極，三極體Q1的 發射極接地，集電極依次經電阻R12、發光二極體D5接+3. 3V電源。
權利要求一種配電網智能監控單元，包括中央處理器U和與其連接的GPRS接口模塊，其特徵在於增設零序電流信號採集模塊、用戶信號採集模塊、開關量I/O模塊和指示模塊，其中CPU的輸入端分別接零序電流信號採集模塊和開關量I/O模塊，通訊口接用戶信號採集模塊，輸出端接指示模塊。
2.如權利要求1所述的配電網智能監控單元，其特徵在於零序電流信號採集模塊包 括MCP6001晶片Ul、二極體Dl 3、電阻Rl 6、電容Cl 4和接電流互感器的插座Jl， 其中MCP6001晶片Ul的1腳依次經二極體D3、電阻R5接中央處理器U的11腳，二極體D3 與電阻R5的連接處經電容C4接地、經電阻R5 6構成的分壓電路接地，MCP6001晶片Ul 的2腳接地，4腳接電阻R5 6的連接處，5腳接電源VDD，並經電容C2接地，3腳依次經電 阻R4、電阻R2接插座J1，電阻R4、電阻R2的連接處分別經並接的電阻R3、二極體Dl 2、 電容Cl接地，插座Jl的另一端子經電阻Rl接地。
3.如權利要求1所述的配電網智能監控單元，其特徵在於用戶信號採集模塊包括 SP3485晶片U7、電阻R28 29、穩壓管TVSl 2、電容C15、多個剩餘電流保護器Hi和接用 戶電錶的插座J4，其中SP3485晶片U7的1腳、4腳對應接中央處理器U的通訊口 34腳和 33腳，2腳、3腳對應接中央處理器U的35腳，5腳接地，6腳、7腳對應經電阻R29、電阻R28 接穩壓管TVSl 2及插座J4的2腳、1腳，穩壓管TVSl 2的另一端及插座J4的3腳接 地，SP3485晶片U7的8腳接+3. 3V電源，並經電容C15接地，插座J4的1腳、2腳、3腳還 對應接多個剩餘電流保護器Hi。
4.如權利要求1所述的配電網智能監控單元，其特徵在於開關量I/O模塊包括插座 J3、插座J6、電阻R30 45、電容C32 35、蓄電池E和按鍵Kl 2，其中插座J3的1腳、2 腳對應接中央處理器U的58腳、56腳，並對應經電阻R40 41接+3. 3V電源、對應經按鍵 Kl 2接地、對應經電容C34 35接地，插座J6的1腳經電阻R43接電阻R42及電容C32 的一端，電阻R42及電容C32的另一端接地，插座J6的2腳經電阻R45接蓄電池E，3 6 腳對應接中央處理器U的52 55腳以及串接在供電線路中的繼電器，7 16腳對應接中 央處理器U的36 40腳以及44 48腳，並對應經電阻R30 39接+3. 3V電源。
5.如權利要求1所述的配電網智能監控單元，其特徵在於指示模塊包括電阻R51 58及發光二極體D6 13，其中電阻R51 58的一端接+3. 3V電源，電阻R51的另一端經 發光二極體D6接中央處理器U的32腳，電阻R52 56的另一端對應經發光二極體D7 11接中央處理器U的12 16腳，電阻R57 58的另一端對應經發光二極體D12 13接 中央處理器U的29 30腳。
6.如權利要求1所述的配電網智能監控單元，其特徵在於GPRS接口模塊包括SIM卡 座U5、GTM900晶片U2、電阻R7 16、電容C5 7、發光二極體D5和三極體Ql 2，其中 GTM900晶片U2的通訊口 18腳、19腳對應經電阻R14、電阻R9接中央處理器U的21腳、19 腳，GTM900晶片U2的1 5腳相接後接電源VDD，並經並接的電容C5 7接GTM900晶片 U2的6 10腳，GTM900晶片U2的15腳接三極體Q2的集電極，並經電阻R16接+3. 3V電 源，三極體Q2的發射極接地，並與三極體Q2的基極對應經電阻R10、電阻R7接中央處理器 U的4腳，GTM900晶片U2的24 29腳接SIM卡座U5，32腳對應經電阻R8、電阻R15接三 極管Ql的基極與發射極，三極體Ql的發射極接地，集電極依次經電阻R12、發光二極體D5 接+3. 3V電源。
專利摘要本實用新型提供一種配電網智能監控單元，包括中央處理器U和與其連接的GPRS接口模塊，其特徵在於增設零序電流信號採集模塊、用戶信號採集模塊、開關量I/O模塊和指示模塊，其中CPU的輸入端分別接零序電流信號採集模塊和開關量I/O模塊，通訊口接用戶信號採集模塊，輸出端接指示模塊。本實用新型集供電企業在配電網管理、服務、監控等方面的實際需求於一體，及時對監控的10KV線路、變壓器發生的異常情況進行判斷處理，通過無線GPRS網進行數據通訊發出準確的故障信息運行穩定，功能齊全，價格低廉，實用性強。
文檔編號H02J13/00GK201556979SQ200920280420
公開日2010年8月18日 申請日期2009年12月4日 優先權日2009年12月4日
發明者姜志鴻, 徐立國, 相秀朋, 陳世文 申請人:山東卓爾電氣有限公司