变压器低压侧电压状态监测系统、方法及装置与流程

1.本发明涉及智能配电控制领域，尤其是涉及变压器低压侧电压状态监测系统、方法及装置。


背景技术：

2.近年来，人们生活质量提高，对供电可靠性要求越来越高，伴随科技的进步，高精度仪器和设备的投入，需要良好的电能质量；同时以国家电网公司提出的“以客户为中心”的服务理念，配电网系统的可靠性问题己经被广大的研究人员和电力系统管理者所关注。电力系统承担的电能负荷也越来越大，用户也需要高质量的供电。低压塑壳式断路器是我国配电变压器低压侧的出线总开关，是低于配电网中最接近用户的设备，其电压的状态直接影响用户用电的可靠性和电能质量。其主要作用是接通、分断电力线路负荷，同时可以切断短路故障，是低于配电网和用户之间承上启下的关键设备。塑壳断路器的保护功能是由脱扣器实现的，脱扣器应该具有过载、短路、接地、漏电等故障保护功能。但是，因塑壳断路器跳闸、自身脱扣不灵敏和前端的保险跳闸导致停电故障经常发生，当变压器上的塑壳断路器跳闸停电后，运维人员无法准确第一时间判断是哪台变压器塑壳断路器跳闸以及故障类型，因此针对变压器的塑壳断路器电压状态进行实时监测和故障后准确定位的研究是极为重要的。市面部分塑壳断路器不能做到实时监测电压状态。
3.因此，如果塑壳断路器的可靠性不高，就会影响整个配电系统的可靠性。因塑壳断路器跳闸、自身脱扣不灵敏和前端的保险跳闸导致停电故障经常发生，出现故障后运维人员需要判断故障类型和寻找故障，从而浪费大量时间，如果能监测塑壳断路器低压侧电压状态则可以保证供电可靠性。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明针对现有技术存在的问题，提供了一种变压器低压侧电压状态监测系统、方法及装置，以缩短故障停电平均持续时间，节约台区维护费用，完成柱上变压器低压侧电压状态实时监测。
5.为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案如下：
6.一方面，本发明提供了一种变压器低压侧电压状态监测系统，主要包括电压状态监测模块、微处理器、拨码开关、无线传输模块、蜂鸣器模块和电源模块，
7.所述电压状态监测模块、所述拨码开关、所述无线传输模块、所述蜂鸣器模块和所述电源模块均分别与所述微处理器相连，
8.所述电压状态检测模块用于检测变压器低压侧电压状态，判断故障类型；
9.所述拨码开关用于通过设定不同的数字来代表不同变台，达到可以应用多个变台的效果；
10.所述无线传输模块，用于将检测的故障类型传输给运维人员；
11.所述蜂鸣器模块用于当变压器低压侧电压状态为过电压、欠电压或停电时进行报
警；
12.所述电源模块用于为整个系统提供电源；
13.所述微处理器用于通过电源模块对其供电，利用拨码开关对台区进行定义，将电压状态检测模块采集到的信号进行处理根据相应的故障类型驱动蜂鸣器和无线传输模块进行报警。
14.进一步地，所述电源模块包括有电源逆变模块，所述电源逆变模块用于将市电逆变成5v直流电源。
15.进一步地，所述拨码开关采用dip-8位拨码开关。
16.进一步地，所述无线传输模块采用sim900a模块。
17.进一步地，所述微处理器采用at89c51。
18.进一步地，所述电压状态监测模块采用k8ak-pm2相序保护继电器。
19.第二方面，本发明提供了一种变压器低压侧电压状态监测方法，包括以下步骤：
20.检测步骤：检测变压器低压侧电压状态；
21.判断步骤：判断低压侧电压状态是否符合报警？如果无报警，则返回检测步骤继续检测；
22.传输步骤：如果有报警，则将故障信息传输给运维人员。
23.进一步地，所述检测步骤包括以下步骤：
24.检测k8ak-pm2相序保护继电器的接口状态。
25.进一步地，所述判断步骤包括以下步骤：
26.根据接口状态判断变压器低压侧电压状态是否为停电、欠电压、过电压或者正常？如果判断结果是停电状态，则进行停电报警；如果判断结果是欠电压状态，则进行欠压报警；如果判断结果是过电压状态，则进行过压报警；如果判断结果是正常状态，则不报警；
27.如果判断结果排除上述四种状态，则重新进行判断。
28.第三方面，本发明提供了一种变压器低压侧电压状态监测装置，包括检测模块、判断模块和传输模块。其中检测模块用于检测变压器低压侧电压状态；判断模块用于判断低压侧电压状态是否符合报警条件？如果无报警，则返回检测步骤继续检测；传输模块用于如果有报警，则将故障信息传输给运维人员。
29.进一步地，所述检测模块用于检测k8ak-pm2相序保护继电器的接口状态。
30.进一步地，所述判断模块用于根据接口状态判断变压器低压侧电压状态是否为停电、欠电压、过电压或者正常？如果判断结果是停电状态，则进行停电报警；如果判断结果是欠电压状态，则进行欠压报警；如果判断结果是过电压状态，则进行过压报警；如果判断结果是正常状态，则不报警；如果判断结果排除上述四种状态，则重新进行判断。
31.本发明所具有的优点和有益效果是：
32.本发明变压器低压侧电压状态监测系统，可以实现对变压器低压侧故障状态类型进行判断，可以实时监测塑壳断路器低压侧电压，对过电压、欠电压、停电和正常的四种状态进行检测。采用k8ak-pm2相序继电器监测电压，at89c51 单片机作为核心处理器，利用拨码开关定义不同台区编号，使用无线通讯方式进行传输。发生故障后可以检测判断是过电压、欠电压还是停电，当发生故障时利用无线传输的形式，将故障类型传输给运维人员，运维人员手机会收到故障变台编码以及故障类型，从而准确掌握变压器低压侧故障类型。当
批量应用到不同变压器上时，可以通过编码来定义不同的变压器，当发生故障后，运维人员可以准确确定是某个变压器。经过仿真后，仿真结果表明：系统运行稳定可靠，运维人员可以立即接收到故障台区的信息，运维人员可以准确掌握故障类型，及时进行抢修与调整，保证了用户具有良好的供电可靠性。该产品可以缩短故障停电平均持续时间，节约台区维护费用，能够完成柱上变压器低压侧电压状态实时监测，该产品具有良好的推广和使用价值。
附图说明
33.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
34.图1为一种变压器低压侧电压状态监测系统的功能框图；
35.图2为一种变压器低压侧电压状态监测方法的步骤流程图；
36.图3为检测步骤和判断步骤流程图；
37.图4为一种变压器低压侧电压状态监测装置的结构框图。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
39.实施例1：
40.如图1所示，本发明一种变压器低压侧电压状态监测系统，主要包括电压状态监测模块、微处理器、拨码开关、无线传输模块、蜂鸣器模块和电源模块，
41.所述电压状态监测模块的一个输出串口与微处理器的一个输入串口电连接，所述拨码开关与所述微处理器的p0接口电连接，所述蜂鸣器模块、电源模块和无线传输模块分别与微处理器电连接；
42.由于本发明变压器低压侧电压状态监测系统的核心处理主要考虑低成本、便于后期的开发，重点考虑使用方便。因此本实施例在单片机选择上，选择常规的at89c51单片机作为微处理器。所述微处理器用于通过电源模块对其供电，利用拨码开关对台区进行定义，将电压状态检测模块采集到的信号进行处理根据相应的故障类型驱动蜂鸣器和无线传输模块进行报警。
43.电压状态检测模块是本系统的核心元件之一，主要用于检测变压器低压侧电压状态，电压状态分为过、欠电压、停电以及正常，所述电压状态检测模块将过、欠电压以及停电三种故障类型传送给所述微处理器。本实施例中所述电压状态监测模块采用k8ak-pm2相序保护继电器，该继电器是模块化产品，1台即可完成三相三线、四线式电路的监测，但是三相三线、四线式电路通过切换开关转换，上面接电源的进线端，下面则可以进行信号的检测。
44.所述电源模块用于为整个系统提供电源；所述电源模块包括有电源逆变模块，所述电源逆变模块用于将市电逆变成5v直流电源；本实施例中所述电源逆变模块选择lo05-12b05模块，其ac电压可以接市电，dc输出的是5v直流电源，其输出功率5w。
45.所述无线传输模块，用于将检测的故障类型传输给运维人员的手机上。本实施例中所述无线传输模块采用sim900a模块，所述sim900a模块搭载gsm模块。目前常用的无线传输方法主要为wifi、蓝牙技术和gsm模块。由于无线蓝牙模块传输距离有限，wifi无法全覆
盖，因此本实施例选择利用无线公网进行传输，利用gsm模块将检测的故障类型传输给运维人员。
46.所述蜂鸣器模块用于当变压器低压侧电压状态出现故障时，如过电压、欠电压、停电时，进行报警。
47.所述拨码开关用于设定不同的数字来代表不同变台，达到可以应用多个变台的效果；本实施例所述拨码开关采用dip-8位拨码开关。当多套设备应用到多个变台中时，拨码器可以给设备设定编码，间接定义不同台区，解决了市面类似产品不能批量应用到变压器上的缺点。
48.实施例2：
49.如图2所示，本实施例一种变压器低压侧电压状态监测方法，包括以下步骤：
50.检测步骤：检测变压器低压侧电压状态；
51.判断步骤：判断低压侧电压状态是否符合报警条件？如果无报警，则返回检测步骤继续检测；
52.传输步骤：当判断电压异常状况后，在触发本地蜂鸣器报警的同时，需要通过移动通讯模块给运维人员的手机发送故障报警信息，提供给运维人员精准的变压器信息和异常状态。
53.如图3所示，所述检测步骤包括以下步骤：
54.检测k8ak-pm2相序保护继电器的接口状态。
55.所述判断步骤包括以下步骤：at89c51单片机根据接口状态，也就是根据动作表进行四种状态逻辑判断，判断变压器低压侧电压状态是否为停电、欠电压、过电压或者正常，如果判断低压侧电压状态是停电状态，则驱动短信模块发送停电短信进行报警；如果判断低压侧电压状态是欠电压状态，则驱动短信模块发送欠压短信进行报警；如果判断低压侧电压状态是过电压状态，则驱动短信模块发送过压短信进行报警；如果判断低压侧电压状态是正常状态，则不进行报警发送；
56.如果判断后的低压侧电压状态排除上述四种状态，则重新进行判断。
57.实施例3：
58.如图4所示，本实施例一种变压器低压侧电压状态监测装置，包括检测模块、判断模块和传输模块。所述检测模块检测变压器低压侧电压状态；所述判断模块判断低压侧电压状态是否符合报警条件？如果无报警，则返回检测步骤继续检测；如果有报警，则所述传输模块将故障信息传输给运维人员。其中所述检测模块用于检测k8ak-pm2相序保护继电器的接口状态。所述判断模块用于根据接口状态判断变压器低压侧电压状态是否为停电、欠电压、过电压或者正常？如果判断结果是停电状态，则进行停电报警；如果判断结果是欠电压状态，则进行欠压报警；如果判断结果是过电压状态，则进行过压报警；如果判断结果是正常状态，则不报警；如果判断结果排除上述四种状态，则重新进行判断。
59.本发明利用dip-8位拨码开关定义不同塑壳断路器，采用无线通讯并可以在故障后判断故障类型，可以做到准确定位变压器，本发明具有保护、监测、检测、自诊断和指示功能。以上所述是本发明的优选实施方式，本发明所属技术领域的技术人员可以对以上所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充，例如本发明除了实现基本的三级保护功能外，还可对主线系统的电压、电流、功率、功率因数、谐波等参数和环境温度进行实时显示、监测
和报警，并可通过现场总线等进行远程控制。也可以通过现场总线对系统进行远程控制。同时，还可以满足配电系统各等级之间准确选择的要求，特别是对环网系统。并且本发明还可以内置区域联锁、远程控制、能量监测和记录、误差记忆和在线故障检测等保护、测控功能。这些修改或补充也应视为本发明的保护范围。