一种基于无线通讯的变电站智能刀闸状态采集器的制作方法

1.本实用新型特别涉及一种基于无线通讯的变电站智能刀闸状态采集器。


背景技术：

2.目前，为了满足不断增长的电力需求，电网结构日益复杂，对电力一次设备的操作与维护量也日益增大，可是每年由于刀闸操作不到位，误分合刀闸，而导致人身伤害、设备损害的事故时有发生。为了避免事故发生，变电站五防系统应运而生，它按照变电站的一次设备操作的防误闭锁的规则对变电站的设备进行闭锁操作，可以有效的减少误操作的发生，提高电网稳定运行的可靠性。为了完善变电站微机防误闭锁系统及对变电站刀闸操作的二次检验，避免由于刀闸操作不到位造成事故，提高现场设备更加高效安全操作，需要研发一种智能刀闸状态采集器装置。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于无线通讯的变电站智能刀闸状态采集器，能够在刀闸操作后对刀闸状态进行二次校验，将刀闸状态信息反馈给五防系统中，保障了刀闸操作的安全性和可靠性。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种基于无线通讯的变电站智能刀闸状态采集器，包括处理器、无线通信模块、低功耗电路、唤醒采集电路和电源模块，所述处理器的i/o口通过低功耗电路与唤醒采集电路电连接，用于控制唤醒采集电路的电路通断；
6.所述唤醒采集电路包括光耦e1、光耦e2，光耦e1、e2的输入端通过所述低功耗电路的控制端分别连接接线端子xs11和xs12的1脚，接线端子xs11和xs12的2脚连接外接电源；接线端子xs11和xs12分别外接刀闸的辅助常开触点和辅助常闭触点；光耦e1、e2的输出端分别连接处理器的rst引脚，用于发送唤醒信息给处理器；所述光耦e2的3脚通过一个电阻引出刀闸状态端并连接处理器对应的i/o口，用于发送刀闸状态信息给处理器；
7.所述无线通信模块与处理器对应的i/o口连接，用于将刀闸状态信息反馈给五防系统中的后台防误主机。
8.作为进一步优选，所述低功耗电路的控制端包括控制端一和控制端二，所述低功耗电路包括磁保持继电器k1、三极管v7和v9，磁保持继电器k1的二个线圈正极分别连接所述电源模块的输出端，磁保持继电器k1的二个线圈负极分别与三极管v7、v9的集电极电连接，磁保持继电器k1的一组常开触点即为低功耗电路的控制端一并且连接在光耦e1的输入端与对应的接线端子xs11之间，磁保持继电器k1的一组常闭触点即为低功耗电路的控制端二且连接在光耦e2的输入端与对应的接线端子xs12之间；三极管v7、v9的基极分别连接处理器对应的i/o口，用于控制三极管的导通，从而控制磁保持继电器k1的动作和复位。
9.作为进一步优选，所述处理器采用lpc1114单片机。
10.作为进一步优选，所述无线通信模块采用e22-400t22s型lora无线通讯模块。
11.作为进一步优选，所述电源模块包括分别连接外接电源的lora电源芯片和处理器电源芯片，lora电源芯片的输出端与所述无线通信模块的电源输入端电连接，处理器电源芯片的输出端与所述处理器、低功耗电路、唤醒采集电路的电源输入端电连接。
12.本实用新型的有益效果是：
13.1、本实用新型通过唤醒采集电路可实现当变电站刀闸状态发生改变时自动唤醒并采集刀闸设备的分合状态信息，并通过无线通信模块上传到后台防误主机中，能够在刀闸操作后对刀闸状态进行二次校验，将刀闸状态信息反馈给五防系统中，保障了刀闸操作的安全性和可靠性；有效地避免了刀闸操作不到位带来的后果，防止误分合刀闸事故的发生。
14.2、由于所述处理器的i/o口通过低功耗电路与唤醒采集电路电联接，用于控制唤醒采集电路的供电电路通断；因此能够实现低功耗管理，即现场刀闸处于长期无操作状态时，该智能刀闸状态采集器实现自动进入休眠模式，能极大减少电池功率的消耗，增加续航时间，保证用户使用。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构方框图。
16.图2是本实用新型唤醒采集电路的电路原理图。
17.图3是本实用新型低功耗电路的电路原理图。
具体实施方式
18.如图1～图3所示，本实用新型涉及的一种基于无线通讯的变电站智能刀闸状态采集器，包括设置在一块电路板上的处理器、无线通信模块、低功耗电路、唤醒采集电路和电源模块，所述处理器的i/o口通过低功耗电路与唤醒采集电路电联接，用于控制唤醒采集电路的供电电路通断。
19.所述处理器采用型号为lpc1114的单片机。所述无线通信模块采用e22-400t22s型lora无线通讯模块，并与处理器对应的i/o口连接，用于将刀闸状态信息反馈给五防系统中的后台防误主机。
20.所述电源模块包括分别连接外接电源的lora电源芯片和处理器电源芯片，lora电源芯片和处理器电源芯片均采用me6221cm5g芯片，lora电源芯片的输出端与所述无线通信模块的电源输入端电连接，lora电源芯片的电源控制端与处理器对应的i/o口连接,用于控制lora电源芯片的电源输出。处理器电源芯片的输出端vcc与所述处理器、低功耗电路、唤醒采集电路对应的电源输入端电连接。
21.所述唤醒采集电路包括光耦e1、光耦e2、接线端子xs11和xs12，光耦e1、e2的输入端1脚分别对应连接有电阻r21、r24，并通过所述低功耗电路的控制端分别对应连接接线端子xs11和xs12的1脚，接线端子xs11和xs12的2脚分别连接外接电源即锂电池的输出端dc+，接线端子xs11和xs2的1、2脚之间分别外接刀闸的辅助常开触点和辅助常闭触点；光耦e1、e2的2脚分别接地，光耦e1的3脚通过由r22和c20并联组成的rc电路接地，光耦e2的3脚通过由r25和c21并联组成的rc电路接地，光耦e1、e2的4脚分别通过电阻r20、r23连接所述处理器电源芯片的输出端vcc，光耦e1、e2的4脚输出端分别连接处理器的rst引脚，用于发送唤
醒信息给处理器；所述光耦e2的3脚通过电阻r27引出刀闸状态端并连接处理器的i/o口p2.11，用于发送刀闸状态信息给处理器。
22.所述低功耗电路的控制端包括控制端一和控制端二，所述低功耗电路包括磁保持继电器k1、三极管v7和v9，其中磁保持继电器k1的二个线圈正极分别连接所述电源模块的处理器电源芯片输出端vcc，磁保持继电器k1的二个线圈负极fk1和fk2分别与三极管v9、v7的集电极对应电连接，且二个线圈负极fk1和fk2分别通过二极管fvd3和fvd4连接处理器电源芯片输出端vcc，用于保护磁保持继电器线圈；磁保持继电器k1的一组常开触点ck1和ck2即为低功耗电路的控制端一并且连接在光耦e1输入端的电阻r21与接线端子xs11的1脚之间，磁保持继电器k1的一组常闭触点cb1和cb2即为低功耗电路的控制端二并且连接在光耦e2输入端的电阻r24与接线端子xs12的1脚之间；三极管v7、v9的基极分别通过一个电阻r32和r29连接处理器的i/o口jdqh和jdqf，用于控制三极管的导通，从而控制磁保持继电器k1的动作和复位。三极管v7、v9的基极分别通过一个电容c34和c33连接其发射极，且发射极分别接地。
23.工作时，所述磁保持继电器k1初始状态置为常闭触点cb1和cb2处于常闭状态，常开触点ck1和ck2处于常开状态。处理器根据所述唤醒采集电路的刀闸状态端检测刀闸状态，若刀闸为合位时，则光耦e2导通，其刀闸状态端为高电平并传给处理器；若刀闸为分位时，则光耦e2截止，其刀闸状态端为低电平并传给处理器。处理器根据接收到的信号判断刀闸状态后，启动lora电源芯片并通过lora无线通讯模块传给后台防误主机进行后台显示。
24.若判定刀闸为合位后，则通过处理器输出高电平控制三极管v7导通，使继电器k1动作即常闭触点cb1和cb2变为常开，常开触点ck1和ck2变为常闭，线圈动作后使光耦e2的输入电路为断路，反之亦然。由此控制唤醒采集电路的供电电路通断，来达到控制降低功率的效果。
25.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。