基于GIS的电网停电可视化装置的制作方法

本实用新型涉及供电配套设施领域，特别一种基于GIS的电网停电可视化装置。

背景技术：

地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，GIS)也称为“地学信息系统”。它是一种特定十分重要的空间信息系统。是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。不仅应用于军事领域，也广泛应用于民用领域。比如，基于GIS平台的120医疗急救指挥信息系统，就可以利用GIS技术定位病人呼救点，自动标注发病地点以及救护车和病人会面地点，并按照距离远近为病人推荐合适距离的就诊医院，以便病人能得到及时救助。

GIS平台工作中，其软件工作原理是基于事发地点经互联网(包括移动互联网)上传的数据信息进行分析定位，从而在屏幕上显示出事发地点(比如事发点A点发出信号，信号通常是数字信号，那么在GIS平台内定位及显示软件作用下，GIS平台的显示屏幕就会具体显示出事发点具体位置是A点)。

现有的供电部门中，在管理供电区域范围时，单个分区域发生停电或动力电缺相时，往往对事故的掌握来源于当地用电部门的层层上报信息反馈，由于获知故障情况中间环节太多，特别在事故发生时间处于深夜时，供电部门不能第一时间获知故障地情况，也就不能第一时间根据故障类型采取应对方案(比如派出维护人员到现场进行维护)，会对故障发生地的正常用电带来影响(举例来说养殖场孵化用电中，停电时由于用电部门无从知晓，会导致养殖场温度升高或降低而造成孵化的家禽死亡，因此电源的及时恢复能减小用电部门的损失)。

基于上述，结合现有成熟的GIS平台技术，能为用电管理部门提供一种在分区域停电或动力电缺相时，供电管理部门能第一时间获知情况，从而采取相应措施，尽可能减少对用电区域用电造成影响的设备显得尤为必要。

技术实现要素：

为了克服现有的供电部门在实际供电中，对停电区域的停电情况无法实时掌握，造成对用电部门用电带来不利影响的弊端，本实用新型提供了在供电部门管理的区域范围内，每个分区域总闸处安装有一套本新型，在使用中，当监测地分区域发生停电或380V交流电源发生缺相时，能第一时间经无线移动网络发送出信号，从而为供电部门基于现有GIS平台，通过GIS平台的屏幕事故点显示，掌握故障点区域位置，通知维修人员进行及时维修，尽可能减少对用电区域用电造成影响打下了有力技术支撑的基于GIS的电网停电可视化装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于GIS的电网停电可视化装置，其特征在于包括充电电路、蓄电池、停电缺相检测电路、单片机电路、数据发送电路，停电缺相检测电路有相同的三路，充电电路、蓄电池、停电缺相检测电路、单片机电路、数据发送电路安装在电路板上，电路板安装在元件盒内，元件盒安装在供电部门管理区域范围内每个分区域总闸处，充电电路电源输入两端和380V三相四线电源线的其中一根相线、零线分别通过导线连接，三相四线电源线的三根相线、零线分别和三路停电缺相检测电路交流电源输入两端通过导线连接，蓄电池正负两极分别和单片机电路的电源输入两端、数据发送电路电源输入两端、三路停电缺相检测电路直流电源输入两端通过导线连接，三路停电缺相检测电路信号输出端和单片机电路的信号输入端通过导线连接，单片机电路的信号输出端和数据发送电路的信号输入端通过数据线连接。

所述充电电路是220V转5V直流充电器模块成品(和手机充电器构造一致)，具有两个电源输入端，两个直流电源输出端，其实际输出载电压高于5V,以便为5V蓄电池充电，实际使用中，当蓄电池电充满后，充电电路会停止输出电源，防止蓄电池过充。

所述蓄电池是型号5V/10Ah锂蓄电池。

所述每路停电缺相检测电路包括二极管、电阻、发光二极管、瓷片电容、光耦、NPN三极管和继电器，其间通过电路板布线连接，二极管负极和第一只电阻一端、瓷片电容一端、第二只电阻一端连接，第一只电阻另一端和发光二极管正极连接，第二只电阻另一端和光耦内藏的光电二极管正极连接，发光二极管负极和瓷片电容另一端、光耦内藏的光电二极管负极连接，第三只电阻一端继电器正极电源输入端及控制触点端连接，第三只电阻另一端和光耦内藏的光电三极管集电极、NPN三极管基极连接，NPN三极管集电极和继电器负极电源输入端连接，光耦内藏的光电三极管发射极和NPN三极管发射极连接，继电器常开触点端和第四只电阻一端连接。

所述三路停电缺相检测电路的发光二极管前端发光面位于元件盒前端三个开孔外，以便于从元件盒外观测三只发光二极管发光情况。

所述单片机电路是主控芯片型号为STM8L052R8单片机模块成品，单片机模块成品具有两个电源输入端，一路信号输入端，一路数字信号输出端。

所述数据发送电路是GPRS模块成品，型号是Air202T，具有两个电源输入端，一路信号输入端，GPRS模块成品的SIM卡卡座内具有SIM卡，每套数据发送电路的SIM卡同手机使用的SIM卡一样具有不同的号码。

本实用新型有益效果是：本新型使用时，在供电部门管理的区域范围内，每个分区域总闸处安装有一套本新型(比如管辖20个供电分区域，具有20个分区域总闸，那就安装20套本新型)。在使用中，当监测地分区域发生停电或者380V交流电源某一根相线缺相时，在三路停电缺相检测电路的内部电路作用下，三路或一路、两路停电缺相检测电路会输出电压信号进入单片机电路的信号输入端，于是，在单片机电路内部电路作用下，单片机电路信号输出端会输出数字信号进入数据发送电路，数据发送电路在自身功能作用下，经无线移动网络把数字信号发送出去。当远端供电管理部门通过现有的成熟GIS平台技术接收到信息后，能通过GIS平台的屏幕事故点显示，及时掌握故障点区域位置(每处本新型的数据发送电路SIM卡具有唯一的识别电话号码，发送出数字信号后，和现有病人通过电话求救120服务中心原理一致，在GIS平台定位系统作用下，就能在GIS平台的显示屏幕上将实际故障点显示出来)，从而通知故障点附近就近维修人员进行及时维修，尽可能减少对用电区域用电造成影响。本实用新型为供电部门基于现有GIS平台，通过GIS平台的屏幕事故点显示功能，掌握故障点区域位置，通知维修人员进行及时维修，尽可能减少对用电区域用电造成影响打下了有力技术支撑。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本实用新型做进一步说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型电路图。

具体实施方式

图1中所示，基于GIS的电网停电可视化装置，包括充电电路1、蓄电池2、停电缺相检测电路3、单片机电路4、数据发送电路5，停电缺相检测电路3有相同的三路，充电电路1、蓄电池2、停电缺相检测电路3、单片机电路4、数据发送电路5安装在电路板上，电路板安装在元件盒6内，元件盒6安装在供电部门管理区域范围内每个分区域总闸处，充电电路1电源输入两端和380V三相四线电源线的其中一根相线、零线分别通过导线连接，三相四线电源线的三根相线、零线分别和三路停电缺相检测电路3交流电源输入两端通过导线连接(每一根相线、零线和一路停电缺相检测电路3交流电源输入两端通过导线连接)，蓄电池2正负两极分别和单片机电路4的电源输入两端、数据发送电路5电源输入两端、三路停电缺相检测电路3直流电源输入两端通过导线连接，三路停电缺相检测电路3信号输出端和单片机电路4的信号输入端通过导线连接，单片机电路4的信号输出端和数据发送电路5信号输入端通过数据线连接。三路停电缺相检测电路3的发光二极管前端发光面位于元件盒6前端三个开孔6-1外，以便于从元件盒6外观测三只发光二极管发光情况。7是电源开关。8是数据发送电路5的天线。

图2中所示，充电电路A3是220V转5V直流充电器模块成品(和手机充电器构造一致)，具有两个电源输入端1及2脚，两个直流电源输出端3及4脚，其实际输出载电压高于5V,以便为5V蓄电池G充电，实际使用中，当蓄电池G电充满后，充电电路A3会停止输出电源，防止蓄电池G过充。蓄电池G是型号5V/10Ah的锂蓄电池。每路停电缺相检测电路包括二极管VD，电阻R1、R2、R3，发光二极管VL，瓷片电容C1，光耦GO，NPN三极管Q1和继电器J1，其间通过电路板布线连接，二极管VD负极和第一只电阻R1一端、瓷片电容C1一端、第二只电阻R2一端连接，第一只电阻R1另一端和发光二极管VL正极连接，第二只电阻R2另一端和光耦GO内藏的光电二极管正极连接，发光二极管VL负极和瓷片电容C1另一端、光耦内藏GO的光电二极管负极连接，第三只电阻R3一端和继电器J1正极电源输入端及控制触点端连接，第三只电阻R3另一端和光耦GO内藏的光电三极管集电极、NPN三极管Q1基极连接，NPN三极管Q1集电极和继电器J1负极电源输入端连接，光耦GO内藏的光电三极管发射极和NPN三极管Q1发射极连接，继电器J1常开触点端和第四只电阻R4一端连接。三路停电缺相检测电路的发光二极管VL前端发光面位于元件盒前端三个开孔外，以便于从元件盒外观测三只发光二极管VL发光情况。单片机电路是主控芯片型号为STM8L052R8单片机模块成品A1，单片机模块成品A1具有两个电源输入端VCC(1脚)及GND(2脚)，一路信号输入端X(3脚)，一路数字信号输出端CX(4脚)。数据发送电路是GPRS模块成品A2，型号是Air202T，具有两个电源输入端VCC(1脚)及GND(2脚)，一路信号输入端CR(3脚)，GPRS模块成品A2的SIM卡卡座内具有SIM卡，每套数据发送电路A2的SIM卡同手机使用的SIM卡一样具有不同的号码。S1是电源开关，通过打开或关闭电源开关S1，可以使三路停电缺相检测电路直流电源输入端、单片机电路A1、数据发送电路A2处于工作状态或停止工作状态，电源开关S1的操作手柄位于元件盒前上部中间外侧。ANT是GPRS模块成品A2的天线，位于元件盒后外侧端。

图2中所示，充电电路A3电源输入两端1及2脚和380V三相四线电源线的其中一根相线L3、零线N(电压为220V)分别通过导线连接。三相四线电源线的三根相线L1、L2、L3，零线N分别和三路停电缺相检测电路交流电源输入两端二极管VD正极、瓷片电容C1另一端通过导线连接(每一根相线、零线和一路停电缺相检测电路电源输入两端通过导线连接)。蓄电池G正负两极分别和单片机电路A1的电源输入两端VCC及GND、数据发送电路A2电源输入两端VCC及GND、三路停电缺相检测电路直流电源输入两端电阻R3一端及NPN三极管Q1发射极通过导线连接。三路停电缺相检测电路信号输出端电阻R4另一端和单片机电路A1的信号输入端X通过导线连接，单片机电路A1的信号输出端CX和数据发送电路A2信号输入端CR通过RS485数据线连接。

图2中所示，由于本新型中，三路停电缺相检测电路构造完全一致，工作原理完全一致，以下内容主要结合一路停电缺相检测电路做工作说明，其余两路停电缺相检测电路不再赘述。在380V三相四线电源线的其中一根相线L3、零线N(电压为220V)输出的220V交流电源进入至充电电路A3的电源输入两端1及2脚后，在充电电路A3内部电路作用下，充电电路A3的电源输出端3及4脚会输出电源为蓄电池G充电，当蓄电池G充满电后，在充电电路A3自身功能作用下，其电源输出端3及4脚不再输出电源，保证蓄电池G一直储存电能，后续电路能正常得电工作。电源正常输入情况下，在三相四线电源线的其中一根相线L1(L2、L3)，零线N(此刻电压为交流220V)进入第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路交流电源输入两端后，第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路会处于得电状态；此刻蓄电池G输出的电源会进入第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路直流电源输入两端电阻R3一端及NPN三极管Q1发射极，第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路直流电源输入两端处于得电状态；220V交流电源经二极管VD半波整流、瓷片电容C1滤波后转换为300V直流电源进入电阻R1、R2一端，电阻R1将电压降为2.5V左右进入发光二极管VL一端，于是，发光二极管VL得电发光(三路停电缺相检测电路的发光二极管VL发光后，维修人员到达现场后可通过三只发光二极管VL发光情况，快速判断出有没有相线断电，如果三只发光二极管VL都没得电发光，代表电路全部停电，一只发光二极管VL不发光代表一根相线缺相断电、二只发光二极管VL不发光代表二根相线缺相断电、如果三只发光二极管VL都得电发光，代表电路正常)，同时电阻R2将300V左右电压降为2.5V输入至光耦GO内藏的光电二极管正极，于是,光耦GO内藏的光电二极管得电发光、由于，光耦GO内藏的光电三极管发射极和蓄电池G负极此刻相通、集电极经电阻R3和蓄电池G正极相通，所以，光耦GO内藏的光电三极管此刻会导通、其集电极输出低电平进入NPN三极管Q1的基极，NPN三极管Q1基极无合适的正向偏压处于截止状态；在380V三相四线电源线的其中一根相线L1(L2、L3)因故障不再输出电源时，由于此刻无电源输入至第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路的交流电源输入端，第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路会处于失电状态；此刻蓄电池G输出的电源进入第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路直流电源输入两端电阻R3一端及NPN三极管Q1发射极，第一路(第二路、第三路)停电缺相检测电路直流电源输入两端处于得电状态；于是，发光二极管VL失电停止发光、光耦GO内藏的光电二极管失电停止发光，此刻光耦GO内藏的光电三极管集电极无任何电平输出至NPN三极管Q1的基极，这样，NPN三极管Q1基极会经电阻R3从蓄电池G获得合适正向偏压导通、其集电极输出低电平进入继电器J1负极电源输入端，于是，继电器J1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合，由于继电器J1的控制电源输入端和蓄电池G正极连接，三路停电缺相检测电路信号输出端电阻R4另一端和单片机电路A1的信号输入端X通过导线连接，所以此刻，蓄电池G输出的电源正极会经电阻R4降压进入单片机电路A1的信号输入端X，由于，三路停电缺相检测电路信号输出端电阻R4另一端和单片机电路A1的信号输入端X通过导线连接，单片机电路A1的信号输出端CX和数据发送电路A2信号输入端CR通过RS485数据线连接，所以实际使用中，三路停电缺相检测电路中任何一路缺相停电，都会导致蓄电池G输出的电源正极经电阻R4降压进入单片机电路A1的信号输入端X，在单片机电路A1内部电路作用下，只要信号输入端X输入信号时，其内部电路会将电压信号转为数字信号并从信号输出端CX经RS485数据线输入至数据发送电路A2的信号输入端CR，数据发送电路A2在自身功能作用下，经无线移动网络把数字信号发送出去。当远端供电管理部门通过现有的成熟技术GIS平台接收到信息后，能通过GIS平台的屏幕事故点显示，及时掌握故障点区域位置(每处本新型的数据发送电路SIM卡具有唯一的识别电话号码，发送出数字信号后，在GIS平台定位系统作用下，就能在GIS平台的显示屏幕上将实际故障点显示出来)，从而通知故障点附近就近维修人员进行及时维修，尽可能减少对用电区域的用电造成影响。本实用新型为供电部门基于现有GIS平台，通过GIS平台的屏幕事故点显示功能，掌握故障点区域位置，通知维修人员进行及时维修，尽可能减少对用电区域用电造成影响打下了有力技术支撑。基于上述，所以本新型具有好的应用前景。

图2所示，三路停电缺相检测电路中元件型号规格完全一致：二极管VD是型号1N4001的整流二极管，电阻R1、R2、R3、R4阻值分别是100K、100K、10K、100Ω，发光二极管VL是红色发光二极管，瓷片电容C1规格是0.22μF，光耦GO型号是4N25；NPN三极管Q1型号是9013；继电器J1是型号DC4100的5V小型继电器。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。