专利名称：一种有载调容变压器控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及有载调容变压器领域，特别是关于一种有载调容变压器控制装置。
背景技术：
变压器是实现电压变换的电气设备。在用电端，通过使用配电变压器将电压降低 后供给用户使用。在配电网中，配变直接面向用户，数目繁多，安装位置分散，自动化、远动 化程度低。我国农业用电负荷有着明显的季节性，一般最高负荷都出现在秋忙季节，其余季 节用电较少。目前在农网中现有的配变台区运行的变压器存在着季节性负荷变化幅度比较大 而造成变压器损耗大的问题，这样就造成在用电高峰时，出现严重过载的现象，而在用电淡 季，负载率极低，出现“大马拉小车”的现象。这样不合理的运行方式，不仅制约着配电网的 发展，也给企业和社会带来了巨大的经济损失。现有技术中的调容变压器控制器只能采用液晶显示和串口通信的方式读取数据， 维护人员在查看调容变压器运行数据以及数据下载时，需要手工操作控制器来实现，存在 着很大的困难和不安全性。
实用新型内容本实用新型实施例为了解决现有技术中和有载调容变压器交互困难的问题，提供 了 一种有载调容变压器控制装置，包括，处理单元，Zigbee通信单元，电流采样单元，电压采样单元和状态监测单元105， 所述Zigbee通信单元、电流采样单元、电压采样单元和状态监测单元分别与所述处理单元 101相连接；所述电流采样单元，检测供电回路中的电流信息数据；所述电压采样单元，检测供电回路中的电压信息数据；所述Zigbee通信单元，与近距离的终端进行无线通信；所述状态监测单元，监测所述有载调容变压器的运行状态，向所述处理单元发送 有载调容变压器运行状态信息；所述处理单元，通过所述电流采样单元、电压采样单元获取供电回路中的电流信 息数据和电压信息数据，并通过所述状态监测单元获取所述有载调容变压器的运行状态信 息，将上述信息通过所述Zigbee单元发送给附近的终端。根据本实用新型实施例所述装置的一个进一步的方面，还包括调容输出单元，与 所述处理单元相连接，将所述处理单元的控制指令传送给所述有载调容变压器。根据本实用新型实施例所述装置的再一个进一步的方面，还包括LED显示单元， 与所述处理单元相连接，显示所述处理单元处理数据的结果和/或者控制信息。根据本实用新型实施例所述装置的另一个进一步的方面，还包括调容设置单元，与所述处理单元相连接，接收用户的设置信息。根据本实用新型实施例所述装置的另一个进一步的方面，还包括接口单元，与所 述处理单元相连接，通过该接口单元以有线的方式将所述控制装置的电流、电压数据信息 和运行状态信息传送给外接设备。所述接口单元包括USB接口和/或RS232接口。通过本实用新型的实施例，具有Zigbee无线通信单元，可通过专用的智能手持终 端进行通信，不仅能够实时监测有载调容变压器的运行参数(电流、电压、有功功率、无功 功率等)和调容开关的运行状态，而且能够修改定值参数和数据下载。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅 是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提 下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本实用新型实施例一种有载调容变压器控制装置的结构示意图；图2所示为本实用新型实施例一种有载调容变压器及控制装置的结构图；图3所示为本实用新型实施例状态监测单元的电路图；图4所示为本实用新型实施例调容输出单元的电路图；图5和图6所示为本实用新型实施例电压采样单元和电流采样单元的电路图；图7所示为本实用新型处理单元接收电压采集数据信息的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1所示为本实用新型实施例一种有载调容变压器控制装置的结构示意图。包括处理单元101 ,Zigbee通信单元102，电流采样单元103，电压采样单元104和 状态监测单元105。所述Zigbee通信单元102，电流采样单元103，电压采样单元104和状态监测单元 105分别与所述处理单元101相连接。所述电流采样单元103，用于检测供电回路中的电流信息数据。所述电压采样单元104，用于检测供电回路中的电压信息数据。所述Zigbee通信单元102，用于利用Zigbee通信技术与近距离的终端进行无线通 信，用以传送电流和/或电压信息数据，并且可以将所述有载调容变压器的运行状态信息 传送给终端，以便于维护人员查看有载调容变压器的运行数据以及数据下载，所述Zigbee 是一种短距离、低功耗的无线通信技术，是IEEE 802. 15. 4协议的代名词。所述状态监测单元105，用于监测所述有载调容变压器的运行状态，向所述处理单 元发送有载调容变压器运行状态信息，所述运行状态包括有载调容变压器开关的位置状态 以及有载调容变压器的容量大小。所述运行状态信息还可以包括有载调容变压器负载侧的
4电流值、电压值、有功功率、无功功率、功率因素、设定调容门限值和时间定值、台区名称、台 区地址，调容开关高、低容位置信息等。所述处理单元101，通过所述电流采样单元103、电压采样单元104获取供电回路 中的电流信息数据和电压信息数据，并通过所述状态监测单元105获取所述有载调容变压 器的运行状态信息，将上述信息通过所述Zigbee单元发送给附近的终端。通过上述实施例，可以使得有载调容变压器控制装置与附近的终端进行无线通 信，提高了维护效率，并且减小了用户操作有载调容变压器的危险性。如图2所示为本实用新型实施例一种有载调容变压器及控制装置的结构图。所述有载调容变压器201包括，变压器单元2011，整流单元2012，滤波单元2013， PWM调制单元2014，与控制器202连接的DC输出单元2015。所述变压器单元2011与所述整流单元2012相连接，所述整流单元2012与滤波单 元2013相连接，苏搜狐滤波单元2013与市电接口相连接，所述PWM调制单元2014与控制 器202相连接，所述DC输出单元2015与所述控制器202相连接。所述变压器单元2011通过整流单元2012和滤波单元2013采集市电参数，然后转 换为数字信号通过DC输出单元2015传送给控制器202，所述PWM调制单元2014接收到所 述控制器202的控制信号传送给变压器单元2011完成调容开关的高低容切换功能。其中， 可以通过快速傅里叶计算得出数字形式的电压和电流值。所述控制器202包括，处理单元2021，Zigbee通信单元2022，电压采样单元2023， 电流采样单元20 ，调容输出单元2025，LED显示单元2(^6，调容设置单元2027，遥信单元 2028，接口单元 2029ο所述Zigbee通信单元2022，电压采样单元2023，电流采样单元20 ，调容输出单 元2025，LED显示单元2(^6，调容设置单元2027，遥信单元2(^8，接口单元20 均与所述 处理单元2021相连接。所述处理单元2021，用于根据输入的数据信息输出调容指令，通过Zigbee通信单 元2022与附近终端进行无线通信，例如采用PIC32MX360F512芯片。所述电流采样单元20M，调容输出单元2025接收所述有载调容变压器输入的数 字信号，进行电流与电压的采样。所述Zigbee通信单元2022与附近终端进行无线通信，进行数据传输和/或控制 信号的传输。所述遥信单元20 ，用于获取所述有载调容变压器201的运行状态信息。所述调容输出单元2025，用于向所述有载调容变压器201输出调容控制指令，例 如指令有载调容开关的选择。所述LED显示单元20 ,用于显示所述处理单元2021处理数据的结果和/或者控 制信息。所述调容设置单元2027，用于接收用户的设置信息，例如用户通过按键输入的设 置有载调容开关的指令。所述接口单元20 ，用于连接外接的读取或者存储装置，用户可以方便的通过 USB或者RS232接口获取有载调容变压器的运行状态，电流、电压等数据信息。如图3所示为本实用新型实施例状态监测单元的电路图。[0049]调容开关的位置信号通过其辅助触点引出，辅助触点在调容开关装置的操动机构 中与调容开关的传动轴连动，上述开关的辅助触点实际上相当于继电器的一组输出节点， 辅助触点位置与调容开关的位置一一对应。这样，只须将辅助触点的信息采集进来就完成 了调容开关位置状态信号的采集。可以采用光电耦合电路U4进行电气隔离，以保护装置不 易受损坏，其中电容用于滤波，二极管是为了保护光电耦合器U4。如图4所示为本实用新型实施例调容输出单元的电路图。根据采集的电流进行实时判断，满足调容要求后，PIC32MX360F512单片机输出 信号，通过三极管401放大信号驱动继电器动作，同时用IN4148去掉继电器断开时线圈 产生的反向电流，保护继电器。其中IN4148是只D4元器件，继电器左边是继电器线圈 402，右边是继电器的输出节点，继电器的功能是为了扩大节点的输出容量，单片机是指 PIC32MX360F512。如图5和图6所示为本实用新型实施例电压采样单元和电流采样单元的电路图。数据采集实际上就是一个A/D转换的过程，即将有载调容变压器采集的三相电 压、电流模拟量经高精度的PT采样单元、CT采样单元变成小信号模拟量，经AD转换器，转 换为能被单片机接受和处理的数字量，在本实施例中，PT采样单元采用电压-电压变换器 LXYA,额定电压120V，输出电压3. 53V ；CT采样单元采用电流-电压变换器LXLF，额定电 流5A，输出电压3. 53V，两种变换器的抗电强度都在3000V以上，相位差< 5，比差非线性度 彡0. 1%，线性范围在5% 120%，满足测量要求。本实例中采用的LM3M是一款单电源高 性能四通道运算放大器产品，具有低输入偏置电流，最大仅为2nA;低输出失调电压，最大 仅为60 μ V ；低温漂、低噪声、高精度，即使在高达125°C的恶劣环境下，仍具有相当稳定性 能。本实施例中需要采样电网的三相电压和三相电流，共6路模拟量，在此给出了其 中一相电压UA和一相电流IA的模拟量测量原理图。如图7所示为本实用新型处理单元接收电压采集数据信息的电路图。本实施例采用AD7656转换器，AD7656接成6路同步采集输入，数据读出方式为循 环输出，数据宽度输入为16位，采样速率达250Kbps，每周波采样256点。使用处理单元单 片机的I/O 口启动AD转换，AD7656的片选信号由单片机上的译码电路和空间选通信号共同 产生，AD的BUSY引脚连接单片机的外部中断XINT1，由AD转换结束信号触发单片机中断， 单片机读取AD转换结果。其中AD7656的Ud-Unl为控制器电压输入端子，为控制器外部 测量电压输入端。本实用新型装置数据处理单元经过主程序初始化后开始工作，根据规定的采样间 隔，控制AD转换器各通道采样保持器同时采样，并在每一次采样后向单片机请求中断，读 取采样数据。当AD7656的保持信号CONVST变为低电平时，对应的输入信号立即被保持，只 要这时AD7656的ADC是空闲的，即可进行AD转换，由于AD7656有六路通道，如果这时已有 其它的通道处于保持状态，则该通道将等待前面的通道完成转换后才能进行AD转换。如果 在一个时钟周期各通道都处于保持状态，则通道A先转换，接着通道B，依次类推。本实用新型有载调容变压器控制装置，通过Zigbee无线通信模块，在台区50米以 内即可与PDA等终端进行通信，它不仅能够实时监测有载调容变压器的运行参数(电流、电 压、有功功率、无功功率等)和调容开关的运行状态，而且能够根据实际负载大小修改高、低容调容的定值参数，使变压器可以更加经济运行，同时本实用新型还可以向终端传送数 据。此外，本实用新型装置还配有专门的监控分析软件，通过RS232接口 /USB接口查看有 载调容变压器的运行数据和事件记录。同时，本实用新型还支持多种通信规约，方便与其他 配电台区设备一起使用。 以上所述的具体实施方式
，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进 一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式
而已，并不用于 限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替 换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种有载调容变压器控制装置，其特征在于包括，处理单元，Zigbee通信单元，电流采样单元，电压采样单元和状态监测单元(105)，所 述Zigbee通信单元、电流采样单元、电压采样单元和状态监测单元分别与所述处理单元 (101)相连接；所述电流采样单元，检测供电回路中的电流信息数据； 所述电压采样单元，检测供电回路中的电压信息数据； 所述Zigbee通信单元，与近距离的终端进行无线通信；所述状态监测单元，监测所述有载调容变压器的运行状态，向所述处理单元发送有载 调容变压器运行状态信息；所述处理单元，通过所述电流采样单元、电压采样单元获取供电回路中的电流信息数 据和电压信息数据，并通过所述状态监测单元获取所述有载调容变压器的运行状态信息， 将上述信息通过所述Zigbee单元发送给附近的终端。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括调容输出单元，与所述处理单元相 连接，将所述处理单元的控制指令传送给所述有载调容变压器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括LED显示单元，与所述处理单元相 连接，显示所述处理单元处理数据的结果和/或者控制信息。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括调容设置单元，与所述处理单元相 连接，接收用户的设置信息。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括接口单元，与所述处理单元相连 接，通过该接口单元以有线的方式将所述控制装置的电流、电压数据信息和运行状态信息 传送给外接设备。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接口单元包括USB接口和/或RS232接口。
专利摘要本实用新型涉及有载调容变压器领域，特别是关于一种有载调容变压器控制装置，Zigbee通信单元，与近距离的终端进行无线通信；处理单元，通过电流采样单元、电压采样单元获取供电回路中的电流信息数据和电压信息数据，并通过所述状态监测单元获取所述有载调容变压器的运行状态信息，将上述信息通过所述Zigbee单元发送给附近的终端。通过本实用新型实施例的Zigbee无线通信单元，可通过专用的智能手持终端进行通信，不仅能够实时监测有载调容变压器的运行参数和调容开关的运行状态，而且能够修改定值参数和数据下载。
文档编号H02P13/00GK201887716SQ20102063878
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者安世虎, 张东忱, 张海龙, 张重乐, 王福润 申请人:北京电研华源电力技术有限公司