一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置的製作方法

2023-12-01 10:19:21

專利名稱：一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置的製作方法
技術領域：
本發明的技術領域為電力系統繼電器保護裝置，該裝置具有自動遠程無線傳輸數據的功能。
背景技術：
目前在經濟發達、人口密集、用電負荷大的地區的變電站、配電站都配備了先進的保護裝置、通訊設備、充足的人員。當繼電保護設備動作時，相關人員通過值班人員、調度人員可以很快得知故障的信息；當需要給某一線路送電或者減次要負荷時，調度中心按一下滑鼠就可以解決問題。而對於經濟欠發達地區、人口稀疏、用電負荷小，但用電的負荷分散，特別是新疆、甘肅、山東的一些地區的油田電網配電線路戰線長、分布廣、交通不便、開關點多，有時一個配電點就一臺開關，這就給維護、運行帶來很大的困難。當這些地區保護設備動作後，必須通過人工巡查的方式才知道；當需要送電或者停電時，必須耗費大量的人力物力以及時間到現場完成操作。當前一種電力繼電保護簡訊的監控裝置是利用簡訊息將繼電保護裝置的狀態變化實時發送到多個管理人員手機上，文字的方式告知當前設備保護動作情況，將簡訊指令發送到監控裝置，實現遠程控制。但其沒有將指令中文化，沒有符合電力系統用戶的習慣，當用戶發送控制指令時還需要去查找具體的指令，比較麻煩；其沒有校時命令，這一點在電力系統中對分析事故原因很重要；其只可以發送變位狀態，而不能發送電壓、電流、功率的狀態；其只可以保護裝置發送簡訊到管理人員手機上，而不能實現管理人員主動去查詢的模式；其只能發送簡訊，如果在夜間管理人員均處於休息狀態，當重要的負荷發生保護動作，需要馬上處理，不能立刻讓管理人員知道；其所有的管理人員均具有修改參數的權限，按照電力系統的習慣應該只有一個是高級用戶，其他為普通用戶，普通用戶只可以操作斷路器和查看數據。
發明內容本發明的發明目的就是為了解決上述現有技術存在的缺陷而提供一種自動上發數據、重要負荷故障自動呼叫管理人員、中文指令操作、通訊距離遠、不需要布線、成本低、可靠性和安全性高的數據自動遠程無線傳輸的保護裝置。為了實現上述目的，本發明的技術方案為一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，它包括CPU模塊、邏輯控制模塊、AD模塊、模擬量採集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、GSM模塊、儲存模塊、看門狗模塊、顯示模塊、電源管理模塊；其中所述開入開出模塊作用是將開入量的採集送到所述邏輯控制模塊，並接收來自所述邏輯控制模塊的信號，去控制繼電器接點動作的信號；所述顯示模塊採用的是液晶驅動相關顯示；所述邏輯控制模塊與所述CPU模塊與顯示模塊、開入開出模塊相連；所述電源管理模塊作用是將輸入的直流220V電源裝換為5V\3. 3V\1. 8V\24V直流輸出；所述看門狗模塊在軟體異常出錯時，自動重啟軟體；所述模擬量採集模塊作用是將(Γ120Α的電流、(T120V的電壓信號轉換成3. 53V的小電壓信號；所述AD模塊作用是將模擬量信號轉變為數字量信號，並提供給所述CPU模塊；所述數據存儲模塊作用是儲存定值、參數、手機號碼；所述通訊模塊通過所述CPU模塊與GSM模塊之間的一個通訊接口的轉換； 所述CPU模塊是一種中央處理器。上述的數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，其進一步特徵在於所述數據儲存模塊作用是儲存器的驅動，以及存儲保護定值、事件記錄、線路參數、手機號碼、通道係數；所述顯示模塊採用的是人機接口界面，顯示線路的運行情況、保護的動作情況、保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼，並在液晶上修改保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼。上述的數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，其進一步特徵在於它還包括軟體模塊，所述軟體模塊是由系統任務管理單元、中斷管理單元、數據處理單元、顯示單元、數據修改存儲單元、保護單元、通訊單元組成；其中所述系統任務管理單元管理系統中顯示任務、通訊任務、保護任務，確定它們的優先級，以及資源的使用方式；所述中斷管理單元管理系統中的AD採樣中斷的啟動、停止、採樣的間隔時間；所述數據處理單元將採樣值轉變為實際測量到的值供保護和顯示使用，以及開入濾波、開出控制；所述顯示單元主要液晶的驅動，以及相關的顯示；所述數據修改儲存單元儲存器的驅動，以及儲存定值、參數、手機號碼等數據；所述保護單元實現保護邏輯功能；所述通訊單元實現CPU模塊與GSM模塊之間的通訊驅動程序。與現有技術相比，本發明的優點I、提供一個給管理人員符合電力系統習慣中文操作方法但需要合閘時管理人員先發送一條簡訊「預合」，收到確認命令後，再發送一條「合閘」指令，保護裝置就可以控制斷路器合閘了 ；當需要查詢當前線路的運行工況，只需要輸入「查詢狀態」，保護裝置會將當前的保護裝置監測到的電壓電流功率斷路器的分合狀態一起發送到查詢人員的手機上。2、保護裝置具有自動校時功能當保護裝置接收到正確的簡訊時，會自動檢測保護裝置的時間與簡訊的時間是否一致，如果不一致將根據簡訊的時間自動校時，或者收到「校時」指令後校時。如果對保護裝置不進行校時，當有多臺保護裝置的保護同時動作時，且保護裝置的時間不對，將使管理人員分不清保護動作的先後關係，給故障分析帶來困難。3、保護裝置只在電壓電流波動超過一定範圍、開入量發生變位時，才主動上發模擬量、開關狀態以及發生事件的時間、名稱、動作值；而非定時發送信息，定時發送信息會發給管理人員一些無用的信息，或者有故障時不能及時發送信息。4、管理人員可以查詢保護裝置檢測的狀態管理人員自己隨時可以通過發送查詢指令來查詢自己需要的信息。5、參數修改權限每個保護裝置可以輸入5個管理人員的號碼，第一個高級用戶，該用戶可以具有查詢、修改定值參數、分合閘功能，而其他4個普通用戶只具有查詢和分合閘功能。6、保護裝置自動撥號功能當重要負荷發生故障時，保護裝置自動撥通第一個管理人員的號碼，如果在自動重撥3次後沒有接聽將撥通第二個管理人員的號碼，直到有管理人員接聽或者已重撥最後一個管理人員號 碼3次為止。

圖I為本發明自動遠程無線傳輸的保護裝置的硬體結構示意圖。圖2為本發明實施例的軟體結構示意圖。圖3為本發明實施例的通訊單元處理的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。本實施例的一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，它包括CPU模塊、邏輯控制模塊、AD模塊、模擬量採集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、GSM模塊、數據儲存模塊、看門狗模塊、顯示模塊、電源管理模塊。圖I為本發明的硬體結構示意圖。圖I中各硬體模塊的功能如下。開入開出模塊將開入量的採集送到邏輯控制模塊，並接收來自邏輯控制模塊的信號，去控制繼電器接點動作的信號。顯示模塊人機接口界面。顯示線路的運行情況、保護的動作情況、保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼等，並可以在此液晶上修改保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼。邏輯控制模塊承擔CPU模塊與顯示模塊、開入開出模塊之間的數據傳輸以及分配。電源管理模塊將輸入的直流220V電源裝換為5V\3. 3V\1. 8V\24V直流輸出。看門狗模塊在軟體異常出錯時，自動重啟軟體。模擬量採集模塊將(Γ120Α的電流、(T120V的電壓信號轉換成3. 53V的小電壓信號。AD模塊將模擬量信號轉變為數字量信號，並提供給CPU模塊。數據存儲模塊主要是存儲保護定值、事件記錄、線路參數、手機號碼、通道係數，這些數據掉電不丟失。通訊模塊通過CPU模塊與GSM模塊之間的一個通訊接口的轉換。GSM模塊發送簡訊、接收簡訊、撥打電話。CPU模塊中央處理器，負責數據的綜合處理。所述CPU模塊與所述邏輯控制模塊、通訊模塊、數據儲存模塊互連。本發明的軟體模塊為系統任務管理單元、中斷管理單元、數據處理單元、顯示單元、數據修改存儲單元、保護單元、通訊單元。圖2為本發明的軟體結構示意圖。圖2中各軟體模塊的功能如下。系統任務管理單元管理系統中顯示任務、通訊任務、保護任務，確定它們的優先級，以及資源的使用方式。中斷管理單元管理系統中的AD採樣中斷的啟動、停止、採樣的間隔時間。數據處理單元將採樣值轉變為實際測量到的值供保護和顯示使用，以及開入濾波、開出控制。顯示單元主要液晶的驅動，以及相關的顯示。數據修改儲存單元儲存器的驅動，以及儲存定值、參數、手機號碼等數據。保護單元實現保護邏輯功能。通訊單元實現CPU模塊與GSM模塊之間的通訊驅動程序。在通訊單元中本發明充分利用現今GSM網絡和手機發展的前提，實現了全天候24小時不間斷的監控，能夠無線對保護裝置進行本地實時監測、變位實時報警、遠程控制工作，並且可以準確的反映保護裝置的工作狀況。本發明還實現了中文簡訊指令，系統管理人員在維護和操作按照電力系統的習慣來發出指令，而免去了記憶操作指令的過程；自動校時功能，如果一個保護裝置沒有校時，則當多臺保護裝置的保護同時動作時，就會存在無法區分保護動作的先後關係，造成無法分析故障原因。本發明將保護裝置的工況反饋給管理人員具有兩種方式，可同時使用一種是由模擬量變化的程度來決定是否上傳當前的工況，另一種由管理人員發送查詢命令來查詢工況。主動傳輸和被動傳輸結合，當負荷變化大、保護動作、斷路器變位時均自動發送簡訊到管理人員手機上，在正常情況下管理人員可以通過查詢方式來查詢當前的工況。對於重要的負荷保護動作時，本發明不僅發送簡訊，還撥打管理人員的手機，同時還有自動重撥功能，確保管理人員第一時間知道該事件，及時處理。對於保護裝置上的保護定值、線路參數、普通用戶的手機號碼只有高級用戶才可以修改，普通用戶只可以查看，增加了保護參數的可靠性。圖3為通訊單元處理的流程圖。雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但實施例和附圖並不是用來限定本發明，任何熟悉此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，自當可作各種變化或潤飾，同樣屬於本發明之保護範圍。因此本發明的保護範圍應當以本申請的權利要求所界定的為準。
權利要求1.一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，其特徵在於它包括CPU模塊、邏輯控制模塊、AD模塊、模擬量採集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、GSM模塊、儲存模塊、看門狗模塊、顯示模塊、電源管理模塊； 所述開入開出模塊作用是將開入量的採集送到所述邏輯控制模塊，並接收來自所述邏輯控制模塊的信號，去控制繼電器接點動作的信號； 所述顯示模塊採用的是液晶驅動相關顯示； 所述邏輯控制模塊與所述CPU模塊與顯示模塊、開入開出模塊相連； 所述電源管理模塊作用是將輸入的直流220V電源裝換為5V\3. 3V\1. 8V\24V直流輸出； 所述看門狗模塊在軟體異常出錯時，自動重啟軟體； 所述模擬量採集模塊作用是將(Γ120Α的電流、(T120V的電壓信號轉換成3. 53V的小電壓信號； 所述AD模塊作用是將模擬量信號轉變為數字量信號，並提供給所述CPU模塊； 所述數據存儲模塊作用是儲存定值、參數、手機號碼； 所述通訊模塊通過所述CPU模塊與GSM模塊之間的一個通訊接口的轉換； 所述GSM模塊作用是發送簡訊、接收簡訊、撥打電話； 所述CPU模塊是一種中央處理器。
2.根據權利要求I所述的保護裝置，其特徵在於所述數據儲存模塊作用是儲存器的驅動，以及存儲保護定值、事件記錄、線路參數、手機號碼、通道係數；所述顯示模塊採用的是人機接口界面，顯示線路的運行情況、保護的動作情況、保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼，並在液晶上修改保護定值、線路參數、管理人員的手機號碼。
專利摘要本實用新型公開了一種數據自動遠程無線傳輸的保護裝置，它包括CPU模塊、邏輯控制模塊、AD模塊、模擬量採集模塊、開入開出模塊、通訊模塊、GSM模塊、儲存模塊、看門狗模塊、顯示模塊、電源管理模塊。本實用新型的數據自動遠程無線傳輸的保護裝置可以實現自動上發數據、重要負荷故障自動呼叫管理人員、中文指令操作，其通訊距離遠、不需要布線、成本低、可靠性和安全性高。
文檔編號H02J13/00GK202513669SQ20122003495
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月4日 優先權日2012年2月4日
發明者嚴紅洲, 張杭 申請人:南京因泰萊電器股份有限公司