一种变压器有载开关动作次数在线监测系统的制作方法

本发明涉及变压器有载开关在线监测领域，特别涉及到一种利用采集有载开关计数器动作时触点电位变化实现远距离在线监测变压器有载开关动作次数在线监测系统。

背景技术：

变压器作为变电站内承载电能转换的重要设备，运行状况的好坏直接决定电网运行是否安全、可靠。有载开关作为变压内部转换电压的重要组成部件，对变压器良好运转起着至关重要的作用。依据《变压状态检修导则》要求，有载开关每切换6000-7000次时，应进行一次吊装检查，检查有载开关各部件运行状况。截止目前，变压器有载开关动作次数统计仍然依赖常规的运行及检修人员巡视，手写记录存档、人工计算机制表录入统计，未能形成智能、高效、系统的管理系统。

目前国内外针对有载开关动作次数的在线监测尚无研究，有载开关的动作次数统计只能依靠人工巡视，受巡检周期限制，这种方式不能及时发现因计数器损坏而造成的有载开关动作次数漏记缺陷，进而影响有载开关运行安全。况且，人工巡视计数方式既费时又费力，不符合现代智能电网发展需求。因此，研究一种变压器有载开关动作次数在线监测系统代替传统的人工巡视方式就显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种变压器有载开关动作次数在线监测系统，适合于变电站内变压器有载开关动作次数的远程监测，无需人员现场巡视即可完成变压器有载开关动作次数准确统计，节约大量的人力、物力、财力，进一步提高有载开关运行可靠性。

本发明所采用的技术方案是：

一种变压器有载开关动作次数在线监测系统，其包括与有载开关连接用于获取有载开关动作时计数器触点电位变化信息的数据采集模块、与数据采集模块连接的分析控制模块、与分析控制模块连接的液晶显示模块、用于接收经分析控制模块处理后的数据的后台系统模块以及与后台系统模块连接的手机模块。

进一步的，所述后台系统模块与分析控制模块通过无线传输模块以及gprs通信模块实现数据连通。

进一步的，还包括过渡放大中转模块，所述过渡放大中转模块与gprs通信模块连接，用于接受gprs通信模块的信号，并将接收的信号进行放大处理，然后传送至后台系统模块。

进一步的，还包括电源模块，用于向分析控制模块、液晶显示模块以及无线传输模块供电。

进一步的，所述电源模块包括ac220v电源以及第一电源电路模块，第一电源电路模块用于将交流220v电压转化成5v，向分析控制模块，液晶显示模块以及无线传输模块供电。

进一步的，所述电源模块还包括蓄电池模块以及第二电源电路模块，第二电源电路模块用于将直流24v电压转化成5v，向分析控制模块，液晶显示模块以及无线传输模块供电。

进一步的，所述分析控制模块的cpu采用microchip公司的pic18f-4420，用来处理数据，a/d转换，液晶显示及控制gprs通信模块发送数据信息等功能。

进一步的，所述液晶显示模块接收来自分析控制模块的控制信号，实时显示有载开关动作次数信息。

进一步的，所述后台系统模块用于显示所辖区内变电站中变压器有载开关动作信息。

进一步的，所述无线传输模块采用nrf2401无线数传模块，gprs通信模块采用simcom公司的sim900模块。

本发明的积极效果为：

本发明提供的变压器有载开关动作次数在线监测系统，结构简单，价格便宜，可靠性高，功率损耗低，灵敏度高等先进的特点，适应社会发展需求。

本发明利用变压器有载开关计数器动作时触点电位变化，运用pic18f4420单片机控制无线传输模块，结合gprs无线通讯技术，将现场有载开关动作次数信息实时回传至后台系统，通过对数据的智能统计，实现对变压器有载开关准确、高效、可靠的管理。

附图说明

为了更清楚的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为本发明系统结构图；

图2为本发明后台系统结构图。

在附图中，

1-数据采集模块；

2-分析控制模块；

3-液晶显示模块；

4-无线传输模块；

5-gprs通信模块；

61-第一电源电路模块；

62-第二电源电路模块；

7-蓄电池模块；

8-过渡放大中转模块；

9-后台系统模块；

10-手机模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1

如附图1、2所示，本发明包括数据采集模块1、分析控制模块2、液晶显示模块3、无线传输模块4、gprs通信模块5、电源模块、过渡放大中转模块8、后台系统模块9和手机模块10构成；数据采集模块1的输出端与分析控制模块2连接；分析控制模块2的输出与液晶显示模块3及无线传输模块4连接；无线传输模块4用于发送分析控制模块2的处理结果给gprs通信模块5；过渡放大中转模块8将gprs通信模块5发来的数据信息进行放大，并传送给后台系统模块9；手机模块10用于接收后台系统模块9发来的到期预警及分析预测信息；电源模块向分析控制模块2，液晶显示模块3，无线传输模块4提供电源。

数据采集模块1与有载开关连接，用来采集有载开关动作时计数器触点电位变化信息，通过触点电位信息变化感知有载开关动作，并将采集结果输入分析控制模块。

分析控制模块2采用pic18f4420多引脚功能复用芯片，它实时采集数据采集器送来的信号，滤波处理、a/d转换后进行累加运算，将累加后的结果控制液晶屏进行现场显示。同时，启动无线传输模块4，将采集处理后的结果发送给gprs通信模块5。

液晶显示模块3采用128*64液晶显示屏，该模块具有20个引脚，通过控制书写指令寄存器、数据寄存器、显示控制触发器等对应引脚，完成有载开关动作次数实时显示。

无线传输模块4采用nrf2401无线数传模块，该模块是nordic公司生产的工作频率为2.4ghz、125个频道的数传模块，采用gfsk调至方式，工作电压较低，功耗小。通过pic18f4420单片机对无线传输模块nrf2401的控制，将动作次数信息传送至gprs通信模块5。

gprs通信模块5采用simcom公司的sim900模块，采用arm926ej-s架构，性能强大，可以内置客户应用程序，已广泛应用于智能抄表和电力监控等方向。运用该模块将动作次数信息发送至过渡放大中转模块8。

过渡放大中转模块8用于接受gprs通信模块5信号，将接收的信号进行放大处理，可靠的将经分析控制模块2处理后的数据信息传送给后台系统模块9。

后台系统模块9显示所辖区内变电站中变压器有载开关动作信息。后台系统模块10具备年查询、季度查询、月查询、周查询、日查询、检修计划建议、试验日期、智能诊断、分析预测、到期预警等功能，设备管理人员可以随时查看有载开关运行信息，统筹计划管理。

手机模块10用于接收来自后台系统模块9的到期预警及分析预测信息，提醒设备管理人员提前做好相应有载开关检修计划安排。

在本实施例中，电源模块采用ac220v电源以及第一电源电路模块61。

第一电源电路模块61采用lm7805集成稳压器作为稳压器件，220v交流电源通过变压、整流、滤波后送入lm7805稳压，在输出端接一个470微法和0.1微法的电容进一步滤除纹波，得到5v稳压电源。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上改变电源模块的结构，其余与实施例1的结构完全相同。

即在本实施例中，本发明包括数据采集模块1、分析控制模块2、液晶显示模块3、无线传输模块4、gprs通信模块5、电源模块、过渡放大中转模块8、后台系统模块9和手机模块10构成；数据采集模块1的输出端与分析控制模块2连接；分析控制模块2的输出与液晶显示模块3及无线传输模块4连接；无线传输模块4用于发送分析控制模块2的处理结果给gprs通信模块5；过渡放大中转模块8将gprs通信模块5发来的数据信息进行放大，并传送给后台系统模块9；手机模块10用于接收后台系统模块9发来的到期预警及分析预测信息；电源模块向分析控制模块2，液晶显示模块3，无线传输模块4提供电源。

数据采集模块1与有载开关连接，用来采集有载开关动作时计数器触点电位变化信息，通过触点电位信息变化感知有载开关动作，并将采集结果输入分析控制模块。

分析控制模块2采用pic18f4420多引脚功能复用芯片，它实时采集数据采集器送来的信号，滤波处理、a/d转换后进行累加运算，将累加后的结果控制液晶屏进行现场显示。同时，启动无线传输模块4，将采集处理后的结果发送给gprs通信模块5。

液晶显示模块3采用128*64液晶显示屏，该模块具有20个引脚，通过控制书写指令寄存器、数据寄存器、显示控制触发器等对应引脚，完成有载开关动作次数实时显示。

无线传输模块4采用nrf2401无线数传模块，该模块是nordic公司生产的工作频率为2.4ghz、125个频道的数传模块，采用gfsk调至方式，工作电压较低，功耗小。通过pic18f4420单片机对无线传输模块nrf2401的控制，将动作次数信息传送至gprs通信模块5。

gprs通信模块5采用simcom公司的sim900模块，采用arm926ej-s架构，性能强大，可以内置客户应用程序，已广泛应用于智能抄表和电力监控等方向。运用该模块将动作次数信息发送至过渡放大中转模块8。

过渡放大中转模块8用于接受gprs通信模块5信号，将接收的信号进行放大处理，可靠的将经分析控制模块2处理后的数据信息传送给后台系统模块9。

后台系统模块9显示所辖区内变电站中变压器有载开关动作信息。后台系统模块10具备年查询、季度查询、月查询、周查询、日查询、检修计划建议、试验日期、智能诊断、分析预测、到期预警等功能，设备管理人员可以随时查看有载开关运行信息，统筹计划管理。

手机模块10用于接收来自后台系统模块9的到期预警及分析预测信息，提醒设备管理人员提前做好相应有载开关检修计划安排。

本实施例的电源模块包括蓄电池模块7以及第二电源电路模块62。

第二电源电路模块62采用lm2576s-5芯片，芯片引脚输入端接入24v直流电源，合理配置外围电路，直接将24v直流电源转换为5v直流电源输出。

太阳能蓄电池模块7提供24v直流输出，通过第二电源电路模块62向分析控制模块2，液晶显示模块3，无线传输模块4供电。

实施例3

本实施例整合实施例1和实施例2的电源模块，系统同时具备ac220v电源以及蓄电池模块7。

在本实施例中，本发明包括数据采集模块1、分析控制模块2、液晶显示模块3、无线传输模块4、gprs通信模块5、电源模块、过渡放大中转模块8、后台系统模块9和手机模块10构成；数据采集模块1的输出端与分析控制模块2连接；分析控制模块2的输出与液晶显示模块3及无线传输模块4连接；无线传输模块4用于发送分析控制模块2的处理结果给gprs通信模块5；过渡放大中转模块8将gprs通信模块5发来的数据信息进行放大，并传送给后台系统模块9；手机模块10用于接收后台系统模块9发来的到期预警及分析预测信息；电源模块向分析控制模块2，液晶显示模块3，无线传输模块4提供电源。

数据采集模块1与有载开关连接，用来采集有载开关动作时计数器触点电位变化信息，通过触点电位信息变化感知有载开关动作，并将采集结果输入分析控制模块。

分析控制模块2采用pic18f4420多引脚功能复用芯片，它实时采集数据采集器送来的信号，滤波处理、a/d转换后进行累加运算，将累加后的结果控制液晶屏进行现场显示。同时，启动无线传输模块4，将采集处理后的结果发送给gprs通信模块5。

液晶显示模块3采用128*64液晶显示屏，该模块具有20个引脚，通过控制书写指令寄存器、数据寄存器、显示控制触发器等对应引脚，完成有载开关动作次数实时显示。

无线传输模块4采用nrf2401无线数传模块，该模块是nordic公司生产的工作频率为2.4ghz、125个频道的数传模块，采用gfsk调至方式，工作电压较低，功耗小。通过pic18f4420单片机对无线传输模块nrf2401的控制，将动作次数信息传送至gprs通信模块5。

gprs通信模块5采用simcom公司的sim900模块，采用arm926ej-s架构，性能强大，可以内置客户应用程序，已广泛应用于智能抄表和电力监控等方向。运用该模块将动作次数信息发送至过渡放大中转模块8。

过渡放大中转模块8用于接受gprs通信模块5信号，将接收的信号进行放大处理，可靠的将经分析控制模块2处理后的数据信息传送给后台系统模块9。

后台系统模块9显示所辖区内变电站中变压器有载开关动作信息。后台系统模块10具备年查询、季度查询、月查询、周查询、日查询、检修计划建议、试验日期、智能诊断、分析预测、到期预警等功能，设备管理人员可以随时查看有载开关运行信息，统筹计划管理。

手机模块10用于接收来自后台系统模块9的到期预警及分析预测信息，提醒设备管理人员提前做好相应有载开关检修计划安排。

电源模块包括ac220v电源、第一电源电路模块61、蓄电池模块7以及第二电源电路模块62。ac220v电源、第一电源电路模块61连通形成一路供电，蓄电池模块7、第二电源电路模块62形成一路供电。

第一电源电路模块61采用lm7805集成稳压器作为稳压器件，220v交流电源通过变压、整流、滤波后送入第一电源电路模块61，在输出端接一个470微法和0.1微法的电容进一步滤除纹波，得到5v稳压电源。

第二电源电路模块62采用lm2576s-5芯片，芯片引脚输入端接入24v直流电源，合理配置外围电路，直接将24v直流电源转换为5v直流电源输出。太阳能蓄电池模块7提供24v直流输出。

在正常情况下，采用220v交流对分析控制模块2，液晶显示模块3，无线传输模块4供电，系统突然断电时，蓄电池模块7通过二电源电路模块62进行供电，保证在突然断电的情况下仍然可以正常工作。

本发明的工作方法为：

本发明通过采集有载开关动作时计数器触点电位变化信息感知有载开关切换动作，并将动作信息输入pic18f4420单片机，单片机处理采集结果，控制液晶显示屏实时更新显示有载开关动作次数信息，同时控制通过无线传输模块将处理结果传输至gprs通信模块，过渡放大中转模块将gprs通信模块发送来的信息放大处理后，可靠传送至后台系统，后台系统可提供可视化的监视窗口，设备管理人员可以随时调阅和查看辖区内变电站变压器有载开关动作信息。其次，管理人员手机可随时随地接收来自后台系统发送来的到期预警及分析预测信息，提醒设备管理人员提前做好相应有载开关检修计划安排，最终实现对变压器的高效、准确、可靠的管理。本可以达到变压器有载开关动作次数实时在线监测，再无需人工巡视记录统计，并且该系统功率损耗低，灵敏度高，结构简单，价格便宜，可靠性高。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。