专利名称：工业化gsm／gprs的变压器参数远程监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种配电变压器参数监控系统。
背景技术：
目前对于配电系统中配电变压器的实时监控还没有一种成熟稳定的产品，个别公司的此类产品功能简单，通讯方式落后。产品安装在现场之后，供电管理单位定期派抄表工到变压器现场，使用手持设备现场采集历史参数，再回到监控中心将数据录入计算机，数据采集方式落后不易操作，既费人力也不经济，且工作效率低、工作量大、危险性大、无法及时捕捉实时数据，因此也就不能对供电和负载状态进行有意义的调整。无法对配电网络进行优化。配电网络长期处于低效率运行状态，线损高，负载不平衡，过载严重，出现故障时无法及时处理等，每年给供电公司造成数十亿元的直接经济损失。
发明内容
本实用新型的目的就是提出一种能及时捕捉实时数据，出现故障时能及时处理的工业化GSM/GPRS的变压器参数远程监控系统。
为实现上述目的，本实用新型工业化GSM/GPRS的变压器参数远程监控系统，包括多个监控器和一个监控中心所述多个监控器中的每一个经电压互感器PT和电流互感器CT输入相应配电变压器三相电压信号和三相电流信号，经热敏电阻Rt输入该配电变压器三相油槽温度，所述多个监控器中的每一个包括电力参数采集电路，温度采集电路，CPU单片机处理电路和GSM/GPRS MODEM，所述的配电变压器三相电压信号和三相电流信号输入电力参数采集电路，该电力参数采集电路的输出至CPU单片机处理电路，所述的三相油槽温度输入温度采集电路，该温度采集电路的输出至CPU单片机处理电路，CPU单片机处理电路和GSM/GPRS MODEM连接，所述多个监控器中的每一个GSM/GPRS MODEM插有一张在当地电信部门开通数据通信业务的，彼此号码不同的SIM卡；所述监控中心包括GSM/GPRS MODEM和计算机，GSM/GPRS MODEM和计算机连接。
所述的CPU单片机处理电路包括CPU单片机，用于驱动GSM/GPRS MODEM的并行-串行转换器，为扩展CPU单片机I/O端口以提供各寻址电路单元选通信号的可编程控制器件，给系统提供时钟信号的时钟芯片，使系统能够保存大量历史记录及各种报警记录的大容量数据存储器。
所述的CPU单片机处理电路还可以包括防止CPU单片机程序跑飞的复位电路，防止大容量数据存储器掉电数据丢失的掉电保护电路所述多个监控器中的每一个与电压互感器PT和电流互感器CT之间，可以接入接线箱，所述接线箱包括并联在电流互感器CT两端的开关和和电压互感器PT串联的开关。
由于本系统采用了GSM/GPRS通信技术，结合监控器的电力参数采集电路，温度采集电路和CPU单片机处理电路，提供了一种可靠的远程采集变压器运行历史数据和实时数据的手段，使配电调度人员能在办公室操作安装在计算机中的系统软件就能得到变压器的各项运行参数，如果有变压器出现故障，此系统会及时通过无线传输和短消息两种方式将报警信息传输到监控中心计算机和调度人员的手机上，便于进行故障分析，迅速采取措施，及时排除故障。
以下为附图图面说明图1为本实用新型实施例的系统结构图；图2为本实用新型实施例的监控器的电路方框图图3为本实用新型实施例的监控器的电路原理示意图；具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型实施例的结构细节如图1，图2所示，本实用新型实施例工业化GSM/GPRS的变压器参数远程监控系统，包括多个监控器1a……Na和一个监控中心所述多个监控器1a……Na中的每一个经电压互感器PT和电流互感器CT，再经接线箱输入相应配电变压器三相电压信号和三相电流信号，经热敏电阻Rt输入该配电变压器三相油槽温度，所述多个监控器1a……Na中的每一个包括电力参数采集电路2，温度采集电路3，CPU单片机处理电路4和GSM/GPRS MODEM5，所述的配电变压器三相电压信号和三相电流信号输入电力参数采集电路2，该电力参数采集电路2的输出至CPU单片机处理电路4，所述的三相油槽温度输入温度采集电路3，该温度采集电路3的输出至CPU单片机处理电路4，CPU单片机处理电路4和GSM/GPRS MODEM5连接，所述多个监控器1a……Na中的每一个GSM/GPRSMODEM5插有一张在当地电信部门开通数据通信业务的，彼此号码不同的SIM卡；所述监控中心包括GSM/GPRS MODEM6和计算机7，GSM/GPRS MODEM6通过计算机7的RS232串行通信接口和计算机7连接。
接线箱的作用是为方便维护，因电流互感器CT在工作中次级如果开路会产生高压，因此在接线箱内设有并联在电流互感器CT两端的开关，电压则有方便断电的和电压互感器PT串联的开关，因此整个系统在维护过程中，只需接通电流互感器CT两端的开关，断开和电压互感器PT串联的开关，而不需要对变压器断电即可操作。
如图3所示，本实用新型实施例的监控器的CPU单片机处理电路4包括CPU单片机U1，防止CPU单片机U1程序跑飞的复位电路8，用于驱动GSM/GPRS MODEM5的并行-串行转换器U2，采用ST16C550芯片，为扩展CPU单片机U1I/O端口以提供各寻址电路单元选通信号的可编程控制器件U3，采用EPM7032芯片，给系统提供时钟信号的时钟芯片U4，采用DS12887芯片，使系统能够保存大量历史记录及各种报警记录的大容量数据存储器U5，采用628128芯片，和防止大容量数据存储器U5掉电数据丢失的掉电保护电路9。
防止CPU单片机U1程序跑飞的复位电路8，防止大容量RAMU5掉电数据丢失的掉电保护电路9是本领域的技术人员通晓的知识，此处不多叙述。
本实用新型实施例以CPU单片机U1为中心，配合电力参数采集电路2、温度采集电路3和GSM/GPRS MODEM5完成采集和通信的功能。在CPU单片机系统中，采用并行-串行转换器ST16C550扩展了一个通信端口SIO，用于驱动GSM/GPRS MODEM5。由于其内嵌了16个字节的FIFO，特别适合于TCP/IP协议帧的收发。由于变压器历史参数记录需要具备时间信息，因此采用时钟芯片DS12887给系统提供时钟信号，微处理器每秒从时钟DS12887芯片那里获得最新时间信号，这样系统就具有时间性了。有了时间信息后，系统很方便对变压器常规记录进行时间标定，为了使系统能够保存大量的历史记录及各种报警记录，必须有大容量的数据存储器。本系统中采用了628128-128KSRAM和掉电保护电路完成此功能，使设备在10分钟/次的采样频率下能储存两个星期的历史记录。
本系统中，采用了可编程控制器件EPM7032芯片进行地址译码和扩展I/O端口，其译码逻辑关系可以通过电路仿真技术进行模拟仿真，加快了产品开发速度。通过可编程控制器件寻址电路单元有并行-串行转换器U2 ST16C550芯片、大容量数据存储器U5 628128芯片、时钟芯片DS12887等。
如图3所示，本实用新型实施例的监控器的电力参数采集电路2采用专用电参数采集芯片SA9904B，温度采集电路3采用AD转换器TLC2543，至于具体电路结构，是本领域的技术人员通晓的知识，此处不多叙述。
配电变压器三相电压信号和三相电流信号经电压互感器PT和电流互感器CT，再经接线箱输入电参数采集芯片SA9904B，CPU单片机U1读取电参数采集芯片SA9904B的计算结果，计算结果包括电压，有功电能，无功电能，频率四个参数，CPU单片机U1根据电压，电能参数计算出有功功率，无功功率，功率因数然后将结果和时间通过数据存贮电路存入存贮器U5。三相油槽的温度0～100℃通过热敏电阻Rt输入温度采集电路3，CPU单片机U1读取AD转换器TLC2543的值得到跟当前温度对应的数值并通过数据存贮电路存入存贮器U5。CPU单片机U1的内部程序在得到测量参数后与预先设定的值比较，发现异常后CPU单片机U1通过数据存贮电路查找到存贮器U5中预先设定的报警电话和报警手机号码，通过并行-串行转换器U2发送AT命令驱动GSM/GPRS modem5拨号到报警电话，建立连接后通过GSM/GPRS modem5送出报警信息，监控中心的计算机7软件得到报警信息后显示在软件界面通知调度人员，同时还通过AT命令驱动GSM/GPRS modem5发送短信息给到调度人员的手机。监控中心的计算机7记录有多个监控器1a……Na中配备的在当地电信部门开通数据通信业务的，彼此号码不同的SIM卡的号码，平时监控中心的计算机7软件定时通过GSM/GPRS MODEM6轮流联通各个监控器，GSM/GPRS modem自动应答后计算机7软件发送查询命令，CPU单片机U1根据命令的不同返回相应的参数和历史记录给计算机7软件。
本实用新型实施例不仅可以实时监测变压器的电压、电流、变压器温度、有功功率、无功功率、功率因素、频率、有功电度、无功电度等各项参数。全部参数保存在大容量非易失性存储器中，可以保存20天以上的历史记录，并且可保证存储器内的数据在系统掉电后5年内不丢失。历史数据或实时数据通过无线传输方式(GSM/GPRS)传输到监控中心的计算机上，调度人员坐在办公室就可以实时了解变压器现场的工作情况。如果有变压器出现故障，此系统会及时通过无线传输和短消息两种方式将报警信息传输到监控中心计算机和调度人员的手机上，便于进行故障分析，迅速采取措施，及时排除故障。
权利要求1.工业化GSM/GPRS的变压器参数远程监控系统，其特征在于包括多个监控器(1a......Na)和一个监控中心所述多个监控器(1a......Na)中的每一个经电压互感器PT和电流互感器CT输入相应配电变压器三相电压信号和三相电流信号，经热敏电阻Rt输入该配电变压器三相油槽温度，所述多个监控器(1a......Na)中的每一个包括电力参数采集电路(2)，温度采集电路(3)，CPU单片机处理电路(4)和GSM/GPRS MODEM(5)，所述的配电变压器三相电压信号和三相电流信号输入电力参数采集电路(2)，该电力参数采集电路(2)的输出至CPU单片机处理电路(4)，所述的三相油槽温度输入温度采集电路(3)，该温度采集电路(3)的输出至CPU单片机处理电路(4)，CPU单片机处理电路(4)和GSM/GPRS MODEM(5)连接，所述多个监控器(1a......Na)中的每一个GSM/GPRS MODEM(5)插有一张在当地电信部门开通数据通信业务的，彼此号码不同的SIM卡；所述监控中心包括GSM/GPRS MODEM(6)和计算机(7)，GSM/GPRS MODEM(6)和计算机连接。
2.根据权利要求1所述的变压器参数远程监控系统，其特征在于所述的CPU单片机处理电路(4)包括CPU单片机(U1)，用于驱动GSM/GPRS MODEM(5)的并行-串行转换器(U2)，为扩展CPU单片机(U1)I/O端口以提供各寻址电路单元选通信号的可编程控制器件(U3)，给系统提供时钟信号的时钟芯片(U4)，使系统能够保存大量历史记录及各种报警记录的大容量数据存储器(U5)。
3.根据权利要求2所述的变压器参数远程监控系统，其特征在于所述的CPU单片机处理电路(4)还包括防止CPU单片机(U1)程序跑飞的复位电路(8)，防止大容量数据存储器(U5)掉电数据丢失的掉电保护电路(9)
4.根据权利要求1或2或3所述的变压器参数远程监控系统，其特征在于所述多个监控器(1a......Na)中的每一个与电压互感器PT和电流互感器CT之间，接入接线箱，所述接线箱包括并联在电流互感器CT两端的开关和和电压互感器PT串联的开关。
专利摘要工业化GSM/GPRS的变压器参数远程监控系统，包括多个监控器和一个监控中心多个监控器中的每一个输入三相电压和电流信号，经热敏电阻输入三相油槽温度，多个监控器中的每一个包括电力参数采集电路，温度采集电路，单片机处理电路和GSM/GPRS MODEM，三相电压信号和三相电流信号输入电力参数采集电路，至单片机处理电路，三相油槽温度输入温度采集电路，至单片机处理电路，单片机处理电路接GSM/GPRS MODEM，多个监控器中的每一个GSM/GPRS MODEM插有彼此号码不同的SIM卡；监控中心包括GSM/GPRS MODEM和计算机。本实用新型能及时采集配电变压器实时数据，出现故障时能及时处理。
文档编号G01R19/00GK2689244SQ20042004521
公开日2005年3月30日 申请日期2004年4月28日 优先权日2004年4月28日
发明者许少云, 熊勇 申请人:广东欧宇信息控制技术有限公司