本发明涉及电网监测领域，特别涉及一种电网信息监测系统。
背景技术：
目前，对电能质量监视一般是测试人员到现场进行，测试时间长，且到现场操作，每次只是单点监视。多点自动监视是一种高效的监视手段，是发展趋势。对电能质量管理的主要手段是加强监视，发现问题，针对问题采取解决方案。电力系统的安全是每个煤矿安全生产的重要保障。目前的供配电管理还处在一个较低的水平，遇到突发安全事故通常是亡羊补牢的做法，因此对电网信息进行监测并做到提前预警显得尤为重要。传统的电网信息监测系统中的电路部分结构复杂，硬件成本较高。另外，由于传统的电网信息监测系统中的电路部分缺少相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种电路结构较为简单、减少布线的麻烦、成本较低、电路的安全性和可靠性较高的电网信息监测系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种电网信息监测系统，包括自动化配电装置、现场监测单元、监控主机、无线通讯模块、云端服务器和若干个移动终端，所述现场监测单元检测所述自动化配电装置的电网用电信息和运行状态信息并将其传送给所述监控主机，所述监控主机将接收的所述电网用电信息和运行状态信息通过所述无线通讯模块传送到所述云端服务器，所述云端服务器对所述电网用电信息和运行状态信息进行分析，并将分析结果通过所述无线通讯模块传送给所述移动终端，所述现场监测单元包括智能监控仪表和电器火灾监控探测器，所述智能监控仪表和电器火灾监控探测器均与所述自动化配电装置和监控主机连接；所述电器火灾监控探测器包括微处理器、剩余电流互感器、温度传感器、烟雾传感器、信号放大电路、ad转换电路和通讯接口电路，所述剩余电流互感器、温度传感器和烟雾传感器均与所述信号放大电路连接，所述信号放大电路与所述ad转换电路连接，所述ad转换电路和通讯接口电路均与所述微处理器连接；
所述信号放大电路包括电压输入端、电压输出端、第一直流电源、第二直流电源、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容和第一二极管，所述第一电阻的一端与所述电压输出端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第一三极管的发射极和第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述第二直流电源连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二三极管的发射极、第四电阻的一端、第七电阻的一端、第八电阻的一端和第一直流电源连接，所述第一三极管的基极通过所述第二电容分别与所述第二三极管的集电极、第三电阻的一端和第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第二直流电源连接，所述第二三极管的基极分别与所述第四电阻的另一端、第三电阻的另一端和第三三极管的基极连接，所述第七电阻的另一端与所述第五三极管的发射极连接，所述第五三极管的集电极分别与所述第三三极管的发射极和第四三极管的发射极连接，所述第三三极管的集电极与所述第五电阻的一端连接，所述第五电阻的另一端与所述第二直流电源连接，所述第四三极管的集电极与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述第二直流电源和第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地，所述第五三极管的基极分别与所述第八电阻的另一端和第九电阻的一端连接并接地，所述第四三极管的基极分别与所述第九电阻的另一端和电压输入端连接，所述第一二极管的型号为s-272t，所述第二电容的电容值为360pf。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述信号放大电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与所述第二三极管的基极连接，所述第三电容的另一端与所述第三三极管的基极连接，所述第三电容的电容值为420pf。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述信号放大电路还包括第二二极管，所述第二二极管的阴极与所述第八电阻的一端连接，所述第二二极管的阳极与所述第一直流电源连接，所述第二二极管的型号为s-202t。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述信号放大电路还包括第十电阻，所述第十电阻的一端与所述第一三极管的集电极连接，所述第十电阻的另一端与所述第二三极管的发射极连接，所述第十电阻的阻值为63kω。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述第一三极管为pnp型三极管，所述第二三极管、第三三极管、第四三极管和第五三极管均为npn型三极管。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述无线通讯模块为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块。
在本发明所述的电网信息监测系统中，所述第一直流电源提供的电压为10v，所述第二直流电源提供的电压为12v。
实施本发明的电网信息监测系统，具有以下有益效果：由于设有自动化配电装置、现场监测单元、监控主机、无线通讯模块、云端服务器和若干个移动终端，采用无线通讯模块可以减少布线的麻烦，现场监测单元包括智能监控仪表和电器火灾监控探测器，电器火灾监控探测器包括微处理器、剩余电流互感器、温度传感器、烟雾传感器、信号放大电路、ad转换电路和通讯接口电路；信号放大电路包括电压输入端、电压输出端、第一直流电源、第二直流电源、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容和第一二极管，该信号放大电路相对于传统的电网信息监测系统中的电路部分，其使用的元器件较少，这样可以降低硬件成本，另外，第一二极管用于进行限流保护，第二电容用于防止第一三极管与第二三极管之间的干扰，因此电路结构较为简单、减少布线的麻烦、成本较低、电路的安全性和可靠性较高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明电网信息监测系统一个实施例中的结构示意图；
图2为所述实施例中电器火灾监控探测器的结构示意图；
图3为所述实施例中信号放大电路的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明电网信息监测系统实施例中，该电网信息监测系统的结构示意图如图1所示。图1中，该电网信息监测系统包括自动化配电装置1、现场监测单元2、监控主机3、无线通讯模块4、云端服务器5和若干个移动终端6，其中，现场监测单元2检测自动化配电装置1的电网用电信息和运行状态信息，并将其传送给监控主机3，监控主机3将接收的电网用电信息和运行状态信息通过无线通讯模块4传送到云端服务器5，云端服务器5对电网用电信息和运行状态信息进行分析，并将分析结果通过无线通讯模块4传送给移动终端6，用户通过移动终端6能随时随地查看分析结果，当出现异常情况时，以便及时采取相应的处理措施。采用无线通讯模块4可以减少布线的麻烦。
值得一提的是，本实施例中，无线通讯模块4可以为蓝牙模块、wifi模块、gsm模块、gprs模块、cdma模块、cdma2000模块、wcdma模块、td-scdma模块、zigbee模块或lora模块等。通过设置多种无线通讯方式，以增加通讯方式的灵活性，满足不同用户和不同场合的需求。尤其是采用lora模块时，其通讯距离较远，且通讯性能较为稳定，适用于对通讯质量要求较高的场合。
现场监测单元2包括智能监控仪表21和电器火灾监控探测器22，智能监控仪表21和电器火灾监控探测器22均与自动化配电装置1和监控主机3连接。图2为本实施例中电器火灾监控探测器的结构示意图，图2中，电器火灾监控探测器22包括微处理器221、剩余电流互感器222、温度传感器223、烟雾传感器224、信号放大电路225、ad转换电路226和通讯接口电路227，剩余电流互感器222、温度传感器223和烟雾传感器224均与信号放大电路225连接，信号放大电路225与ad转换电路226连接，ad转换电路226和通讯接口电路227均与微处理器221连接。
剩余电流互感器222将检测的剩余电流传送给信号放大电路225，温度传感器223将检测的温度数据传送到信号放大电路225，烟雾传感器224将检测的烟雾浓度数据传送到信号放大电路225，信号放大电路225对剩余电流、温度数据和烟雾浓度数据进行放大，并将放大后的信号传送到ad转换电路226转换为数字信号，ad转换电路226将数字信号传送到微处理器221进行处理。本发明能对电网的运行状态进行实时监测，实现数据的集中管理和分析。
图3为本实施例中信号放大电路的电路原理图，图3中，信号放大电路225包括电压输入端vin、电压输出端vo、第一直流电源vcc、第二直流电源vdd、第一三极管q1、第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一电容c1、第二电容c2和第一二极管d1，其中，第一电阻r1的一端与电压输出端vo连接，第一电阻r1的另一端分别与第一三极管q1的发射极和第二电阻r2的一端连接，第二电阻r2的另一端与第二直流电源vdd连接，第一三极管q1的集电极分别与第二三极管q2的发射极、第四电阻r4的一端、第七电阻r7的一端、第八电阻r8的一端和第一直流电源vcc连接，第一三极管q1的基极通过第二电容c2分别与第二三极管q2的集电极、第三电阻r3的一端和第一二极管d1的阳极连接，第一二极管d1的阴极与第二直流电源vdd连接，第二三极管q2的基极分别与第四电阻r4的另一端、第三电阻r3的另一端和第三三极管q3的基极连接，第七电阻r7的另一端与第五三极管q5的发射极连接，第五三极管q5的集电极分别与第三三极管q3的发射极和第四三极管q4的发射极连接，第三三极管q3的集电极与第五电阻r5的一端连接，第五电阻r5的另一端与第二直流电源vdd连接，第四三极管q4的集电极与第六电阻r6的一端连接，第六电阻r6的另一端分别与第二直流电源vdd和第一电容c1的一端连接，第一电容c1的另一端接地，第五三极管q5的基极分别与第八电阻r8的另一端和第九电阻r9的一端连接并接地，第四三极管q4的基极分别与第九电阻r9的另一端和电压输入端vin连接。
该信号放大电路225相对于传统的电网信息监测系统中的电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。第一二极管d1为限流二极管，用于第二三极管q2的集电极电流进行限流保护，第二电容c2为耦合电容，用于防止第一三极管q1与第二三极管q2之间的干扰，因此电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一二极管d1的型号为s-272t，第二电容c2的电容值为360pf，当然，在实际应用中，第一二极管d1也可以采用其他型号具有类似功能的二极管，第二电容c2的电容值也可以根据具体情况进行相应调整。
该信号放大电路225的输出级采用射极跟随器电路，输入级是第三三极管q3和第四三极管q4构成的差动放大器电路，第五三极管q5为恒流源负载。第五三极管q5的电流流经第四三极管q4和第三三极管q3，以提高交流阻抗，提高增益，由此，高频时也能获得稳定增益。第七电阻r7和第八电阻r8是决定恒流源负载第五三极管q5的偏置电流的电阻，即第四三极管q4和第三三极管q3的差动电流，提高共模抑制比cmrr。第九电阻r9是决定第四三极管q4的电平的偏置电阻，并决定输入阻抗大小。
值得一提的是，本实施例中，第一三极管q1为pnp型三极管，第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4和第五三极管q5均为npn型三极管。当然，在实际应用中，第一三极管q1也可以为npn型三极管，第二三极管q2、第三三极管q3、第四三极管q4和第五三极管q5也可以均为pnp型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。本实施例中，第一直流电源vcc提供的电压为10v，第二直流电源vdd提供的电压为12v，当然，在实际应用中，第一直流电源vcc和第二直流电源vdd提供的电压可以根据具体情况进行相应调整。
本实施例中，该信号放大电路225还包括第三电容c3，第三电容c3的一端与第二三极管q2的基极连接，第三电容c3的另一端与第三三极管q3的基极连接。第三电容c3为耦合电容，用于防止第二三极管q2与第三三极管q3之间的干扰，以进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第三电容c3的电容值为420pf，当然，在实际应用中，第三电容c3的电容值可以根据具体情况进行相应调整。
本实施例中，该信号放大电路225还包括第二二极管d2，第二二极管d2的阴极与第八电阻r8的一端连接，第二二极管d2的阳极与第一直流电源vcc连接。第二二极管d2为限流二极管，用于对第一三极管q1与第一直流电源vcc之间的支路进行限流保护，以更进一步增强电路的安全性和可靠性。值得一提的是，本实施例中，第二二极管d2的型号为s-202t，当然，在实际应用中，第二二极管d2也可以采用其他型号具有类似功能的二极管。
本实施例中，该信号放大电路225还包括第十电阻r10，第十电阻r10的一端与第一三极管q1的集电极连接，第十电阻r10的另一端与第二三极管q2的发射极连接。第十电阻r10为限流电阻，用于对第一三极管q1的集电极电流进行限流保护，以使得电路的安全性和可靠性。值得一提的是，第十电阻r10的阻值为63kω，当然，在实际应用中，第十电阻r10的阻值可以根据具体情况进行相应调整。
总之，本实施例中，采用无线通讯模块4可以减少布线的麻烦，该信号放大电路225相对于传统的电网信息监测系统中的电路部分，其使用的元器件较少，电路结构较为简单，这样可以降低硬件成本。另外，该信号放大电路225中设有限流二极管和耦合电容，因此电路的安全性和可靠性较高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。