一种继电保护动作信息远传系统的制作方法

本实用新型属于电力系统继电保护技术领域，特别涉及一种继电保护动作信息远传系统，该远传系统是云技术在电力系统继电保护专用网络故障应急模式下保护报文处理的应用。

背景技术：

继电保护装置是电力系统重要组成部分，其作用是当电力系统发生故障时，及时监测到故障发生并正确动作跳闸，从而及时切除故障，继电保护装置是否正确动作对保证电力系统的安全经济运行、切除故障起到关键性的决定作用。现有继电保护装置通过变电站的CT、CVT等装置采集电网的电压、电流信号，由其内部的微电脑进行信号处理，并通过专用的完全与互联网隔离的专业网络与变电站主控室的监控系统进行联系，当继电保护装置做保护动作时动作报文数据通过专用网络上传信息至监控系统。近年来，继电保护故障的事件也时有发生，尤其在专网故障或者监控装置故障时候，继电保护动作信息就无法推送给变电站值班人员，因此，在特殊情况下采集继电保护装置的保护动作信息并通过其他安全的网络渠道将保护动作信息推送给变电站值班人员就显得极为重要。

目前，国内各地区实现的一种继电保护动作信息远传的方法主要是通过保护的串口，或者开关量接点信号接入监控装置，并通过专用的完全与互联网隔离的专业网络与变电站主控室的监控系统进行联系，当继电保护装置做保护动作时动作报文通过专用网络上传信息至监控系统。而为了确保信息的安全，在主控室的监控系统按照信息的重要程度对数据进行分区，安全区边界应当采取必要的安全防护措施，禁止任何穿越生产控制大区和管理信息大区之间边界的通用网络服务。以上的保护信息的上传方式高度依赖于专用的专业网络与变电站主控室的监控系统，继电保护装置的动作信息只能在主控室监控系统进行查看，或者在保护装置的保护面板进行信号的查阅，而当专业网络出现故障时，变电站值班员将无法监控到继电保护装置的运行情况，另外，由于数据分区的限制，值班人员无法脱离变电站监控系统对保护装置的运行状态进行监视。

技术实现要素：

鉴于以上内容，有必要提供一种继电保护动作信息远传系统以有效解决以上问题，并利用物联网、云技术实现电力系统继电保护动作信息的远方监控。

为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种继电保护动作信息远传系统，包括继电保护装置、颜色传感器、串口分配器、打印机、TTL电平信号模块、单片机、GPRS通信模块、互联网云平台和终端设备；所述继电保护装置打印报文的输出端口连接串口分配器，所述串口分配器再分别连接打印机和TTL电平信号模块，所述打印机在继电保护装置动作时打印动作报文数据，所述TTL电平信号模块连接单片机；所述颜色传感器设置在继电保护装置的信号指示灯处，用于采集所述信号指示灯的颜色信号，所述颜色传感器连接单片机；所述单片机通过GPRS通信模块连接互联网云平台，所述互联网云平台再连接终端设备。

进一步地，所述串口分配器为RS232串口分配器，其具有四路RS232接口，其中一路RS232接口连接所述打印机，一路RS232接口通过所述TTL电平信号模块连接单片机。

进一步地，所述TTL电平信号模块连接RS232接口中的TXD端口。

进一步地，所述打印机为针式打印机。

进一步地，所述单片机为Arduino UNO R3单片机。

进一步地，所述颜色传感器采用的是TCS3200型颜色传感器。

进一步地，所述互联网云平台为中国移动的OneNet云平台。

进一步地，所述终端设备为手机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型所设计的继电保护动作信息远传系统旨在实现利用单片机技术和物联网云技术制作廉价、简单有效的变电站保护动作信息远传推送装置，从而为继电保护移动监测探索一条切实可行的新道路。具体来说，所述远传系统通过设置串口分配器使得继电保护装置做保护动作时向打印机发出的打印信号分成多路输出，从而使得打印机打印动作报文数据，同时还能够将该动作报文数据传输给单片机，后由单片机通过GPRS通信模块上传给互联网云平台，以便值班人员通过登录互联网云平台查看和监测继电保护装置的状态；再者，单片机上传给互联网云平台的数据还包括继电保护装置上信号指示灯的颜色信号情况，以通过信号指示灯的颜色显示情况获知继电保护装置处于正常、告警或者是动作状态，其中，该信号指示灯的颜色信号由颜色传感器采集并传递给单片机，单片机再上传给互联网云平台；此外，本实用新型的互联网云平台还能够与用户的终端设备连接，以将单片机上传的数据传送给终端设备，从而使得用户不需要登录互联网云平台也能够通过终端设备及时获知继电保护装置的状态，进而实现了电力系统继电保护动作信息的远方监控。

2、本实用新型所设计的远传系统既可以用于变电站继电保护装置在特殊应急情况下的信息采集，也可以通过终端设备实现远程监视保护动作信息，且所述远程系统不需要重新布线，仅通过GPRS通信模块无线传送至互联网云平台上即能够使得变电站值班员监测变电站继电保护装置做保护动作时信号指示灯的显示情况及打印机的动作报文数据信息，成本低，加之远传方法简单，易实现，因此，应用前景较好。

附图说明

图1是本实用新型一种继电保护动作信息远传系统的系统框图。

图2是图1的电气接线原理图。

图3是基于本实用新型一种继电保护动作信息远传系统的远传方法流程图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

请参阅图1和图2，在本实用新型的一种较佳实施方式中，一种继电保护动作信息远传系统，包括继电保护装置、颜色传感器、串口分配器、打印机、TTL电平信号模块、单片机、GPRS通信模块、互联网云平台和终端设备。

其中，所述继电保护装置打印报文的输出端口连接串口分配器，所述串口分配器再分别连接打印机和TTL电平信号模块，所述打印机在继电保护装置动作时打印动作报文数据，所述TTL电平信号模块连接单片机；所述颜色传感器设置在继电保护装置的信号指示灯处，用于采集所述信号指示灯的颜色信号，所述颜色传感器连接单片机；所述单片机通过GPRS通信模块连接互联网云平台，所述互联网云平台再连接终端设备。

本实用新型通过设置串口分配器使得继电保护装置做保护动作时向打印机发出的打印信号分成多路输出，从而使得打印机打印动作报文数据，同时还能够将该动作报文数据传输给单片机，后由单片机通过GPRS通信模块上传给互联网云平台，以便值班人员通过登录互联网云平台查看和监测继电保护装置的状态；再者，单片机上传给互联网云平台的数据还包括继电保护装置上信号指示灯的颜色信号情况，以通过信号指示灯的颜色显示情况获知继电保护装置处于正常、告警或者是动作状态，其中，该信号指示灯的颜色信号由颜色传感器采集并传递给单片机，单片机再上传给互联网云平台；此外，本实用新型的互联网云平台还能够与用户的终端设备连接，以将单片机上传的数据传送给终端设备，从而使得用户不需要登录互联网云平台也能够通过终端设备及时获知继电保护装置的状态，进而实现了电力系统继电保护动作信息的远方监控。

进一步地，所述串口分配器为RS232串口分配器，其具有四路RS232接口，其中一路RS232接口连接所述打印机，一路RS232接口通过所述TTL电平信号模块连接单片机。优选地，所述TTL电平信号模块连接RS232接口中的TXD端口，以通过RS232接口中TXD端口输出信号(电压量)的采集来使得单片机选择性的获取动作报文数据，而不需要获取全部的动作报文数据，该方式的设计便于提高单片机的响应速度，这是因为当继电保护装置将动作报文数据输送至打印机时，RS232接口的TXD端口和DTR端口的电压均发生变化，当单片机同时获取TXD端口和DTR端口的电压量并做处理时，单片机的响应速度将会有所降低。

在本实施方式中，所述打印机为针式打印机；所述TTL电平信号模块可将RS232接口输出的电压幅值降低到单片机许可的5V电压以下。所述单片机为Arduino UNO R3单片机，其与串口分配器的具体连接为RS232接口的TXD、GND、VCC端口分别接到单片机模拟量端口A0、GND、VCC。所述单片机还与电源模块连接，所述电源模块采用9V锂电池。

进一步地，本实用新型的颜色传感器用于采集继电保护装置信号指示灯的颜色信号，并将该颜色信号传递给单片机，具体来说，所述颜色传感器的LED探头固定在继电保护装置的信号指示灯前。在本实施方式中，所述颜色传感器采用的是TCS3200型颜色传感器，其与单片机的具体连接方式为：颜色传感器的S0、S1、S2、S3、UT、VCC、GND端口分别接到单片机数字输入/输出端口6、5、4、3、2、5V、GND。

进一步地，所述互联网云平台为中国移动的OneNet云平台，用户通过在互联网云平台上定义设备ID、接入密码及数据流格式，并使得单片机与用户自定义相匹配，即可使单片机通过GPRS通信模块连接互联网云平台，在本实施方式中，互联网云平台的数据流格式为JSON数据交互格式。

在本实用新型中，用户可以通过登录互联网云平台进行数据查阅，也可以通过互联网云平台设置信息推送模式，当互联网云平台所接收的数据信息达到数据推送门槛阀值时，互联网云平台推送继电保护装置的动作信息至用户的终端设备上，从而使得用户不在监控室内亦能及时接收到继电保护装置的状态，即实现了对变电站保护动作信息的远程监控。在本实施方式中，所述终端设备为手机。

综上可知，本实用新型所设计的继电保护动作信息远传系统能够对电力系统继电保护动作信息的远方监控，从而使得变电站值班员在脱离变电站监控系统的情况下或者专业网络出现故障的情况下也能够对继电保护装置的运行状态进行监视。

进一步地，请参阅图3，基于上述的继电保护动作信息远传系统，本实用新型提供了一种继电保护动作信息远传方法，该远传方法包括如下步骤：

步骤(1)，在所述单片机中定义继电保护装置信号指示灯所发出颜色信号代表的事件，其中，绿色代表正常，黄色代表告警，红色代表所述继电保护装置动作；

步骤(2)，所述颜色传感器采集信号指示灯的颜色信号，并将所采集的颜色信号传递给所述单片机；同时，所述TTL电平信号模块通过串口分配器采集继电保护装置打印报文的输出端口的电平信号，并将所采集的电平信号传递给单片机；

步骤(3)，所述单片机接收到步骤(2)所采集的颜色信号后，分析该颜色信号所代表的颜色，并根据分析结果驱动所述GPRS通信模块运行；当分析结果显示步骤(2)所采集的颜色信号为黄色或者红色时，所述单片机驱动GPRS通信模块运行，以将步骤(2)所采集的颜色信号和电平信号的数据信息通过GPRS通信模块上传至互联网云平台；

步骤(4)，所述互联网云平台设有数据推送门槛阀值，当所述互联网云平台接收到步骤(3)所传递的数据信息达到数据推送门槛阀值时，所述互联网云平台推送继电保护装置的动作信息至终端设备上。

上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本实用新型的专利申请范围，凡本实用新型所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利范围。