专利名称：无线遥控开关、计量和报警装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压配电装置，具有遥控开关、电能计量、断相报警等多种用途，既可组合使用，又可单独作为一个装置使用。具体而言是一种无线遥控开关、计量和报警装置。
目前国内的输配电线中的大型用电设备，大部分采用开关和计量两套功能独立的装置进行控制和计量。有的虽然采用具有开关和计量功能于一体的遥控装置，但由于采用油浸式断路器为主箱体，安装维修很不方便，接线柱在箱体的上方，高压线裸露在外，防盗性能较差。对线路负荷状况及因线路的故障或人为破坏引起的断相等无法及时了解。经检索专利文献，未发现同时具有无线遥控开关、计量和防盗报警等功能的专利产品。
鉴于现有技术存在的缺点，本实用新型的自的就在于提供一种无线遥控开关、计量和报警装置。能利用PC机或掌上电脑无线遥控操作开关和计量抄表，及时观察线路的当前电流、电压值并能接收到断相报警信号。避免人工爬杆抄表，既方便，又安全快捷，有利于实现用电管理的现代化。
上述目的是由下述技术方案实现的本实用新型由防盗箱体、抽屉、高压瓷套(或钢管)、防盗锁、干式电流互感器、干式电压互感器、高压真空接触(断路)器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、多功能电能表、无线信号收发器、掌上电脑和主机站组成。其箱体内部分为上下两层。箱体的底层为抽屉式，抽屉的前端设有防盗锁。上层装有两只干式电流互感器、两只干式电压互感器、高压真空接触(断路)器，其它都装在下层的抽屉内。箱体左右两端与左右两侧壁之间各装一把防盗锁。高压瓷套(或钢管)装在箱体的前后两侧。由控制继电器、时间继电器、中间继电器、高压真空接触(断路)器和无线信号收发器构成开关(分合闸)回路。由两只干式电流互感器和两只干式电压互感器的二次侧分别接多功能电能表，构成电能计量回路。由干式电流互感器、干式电压互感器、电流继电器、时间继电器和中间继电器构成过流和短路保护电路。由干式电压互感器和无线信号收发器构成断相报警电路。由干式电流互感器、干式电压互感器、无线信号收发器、掌上电脑或主机站实现电流、电压显示。
上述无线遥控开关、计量和报警装置中的无线信号收发器，由三只单片机、A/D转换器、数据存储器、锁存器、触发器、调制解调器、与非门、485转换芯片、三只变压器、两只电流互感器和开关管等组成。用无线电台作为信号收发的通道。其中单片机1分别与A/D转换器、数据存储器、锁存器、调制解调器、与非门、485转换芯片及单片机2连接。锁存器与数据存储器连接。与非门与单片机2、调制解调器、485转换芯片及开关管连接。电压信号经变压器变压、整流稳压后接A/D转换器。电流信号经电流互感器、电流电压转换后接A/D转换器。
上述无线遥控开关、计量和报警装置的开关(分合闸)回路中，控制继电器的常开触点接时间继电器的常闭触点，时间继电器的常闭触点接中间继电器的线圈，中间继电器的常开触点接高压真空接触(断路)器的分合闸线圈。控制继电器的线圈受无线信号收发器控制通断电。
上述无线遥控开关、计量和报警装置的过流和短路保护电路中，干式电流互感器的二次侧接电流继电器的线圈，电流继电器的常开触点接时间继电器的线圈，时间继电器的常闭触点接中间继中间继电器的线圈。
上述无线遥控开关、计量和报警装置的报警电路中，干式电压互感器二次侧电压接无线信号收发器的变压器，经整流后再接触发器，触发器接单片机3，再接单片机2，单片机2再接单片机1的外部中断输入引脚。
上述无线遥控开关、计量和报警装置中的无线信号收发器与多功能电能表的信号输出端连接，进行数据交换。主机站系统由PC机、控制软件、Modem远程数据通信板、无线电台组成。
本实用新型适用于交流6～10千伏，频率50Hz的高压配电网中，对各分支线路或单台及多台变压器进行控制、计量和监测，具有开关、电能计量、电流、电压显示、断相报警等多种功能。既可组合使用，又可单独使用。本装置采用干式电流、电压互感器，箱体的上盖安装防盗锁，箱体的底层为抽屉式，并设有防盗锁，高压瓷套(或钢管)装在箱体的两侧，安装维修方便，防盗电性强。利用PC机可以在半径20公里以上，利用掌上电脑可以在2公里内无线遥控操作开关和计量抄表，并能观察线路的当前电流、电压值和接收到断相报警信号。供电部门可随时了解各分支线路的负荷情况，根椐需要调整负荷。
附
图1是本实用新型的主视局部剖视图。
附图2是本实用新型的左视局部剖视图。
附图3是本实用新型的俯视局部剖视图。
附图4是本实用新型的电路原理图。
附图5是本实用新型的无线信号收发器的原理简图。
结合附图对本实用新型的实施例进一步说明附图1、2、3中，1是天线，2是箱体，3是高压瓷套(或钢管)，4是电流互感器，5是无线信号收发器，6是电能表，7是防盗锁，8是电压互感器，9是电流继电器，10是时间继电器，11是真空接触(断路)器，12是中间继电器，13是抽屉。
箱体2内部分为上下两层。上层装有两只干式电流互感器4(LH)、两只干式电压互感器8(YH)、高压真空接触(断路)器11(GZC)。下层装有多功能电能表6(WH)、电流继电器9(JL)、中间继电器12(JZ)、时间继电器10(KT)和无线信号收发器5(RSE)。箱体2左右两端与左右两侧壁之间各装一把防盗锁7。箱体的底层为抽屉式，并设有防盗锁7，6只高压瓷套3装在箱体2的前后两侧。
由图4可见，由时间继电器10(KT)、中间继电器12(JZ)、高压真空接触(断路)器11(GZC)和无线信号收发器5(RSE)构成开关(分合闸)回路。由两只干式电流互感器4(1LH、2LH)和两只干式电压互感器8(1YH、2YH)的二次侧分别接多功能电能表6(WH)，构成电能计量回路。由干式电流互感器4(1LH、2LH)、干式电压互感器8(1YH、2YH)、电流继电器9(JL)、时间继电器10(KT)和中间继电器12(JZ)构成过流和短路保护电路。由干式电压互感器8(1YH、2YH)和无线信号收发器5(RSE)构成断相报警电路。由干式电流互感器4(1LH、2LH)、干式电压互感器8(1YH、2YH)、无线信号收发器5(RSE)、掌上电脑或主机(图中末画)实现电流、电压显示。由干式电压互感器1YH、2YH的二次侧提供电源，给无线信号收发器RSE、时间继电器KT、中间继电器JZ和高压真空接触(断路)器的合闸线圈GZC供电。
由图5可见，无线信号收发器RSE由单片机CPU1、CPU2、CPU3、A/D转换器、调制解调器、数据存储器、锁存器、触发器、与非门、485转换芯片、三只变压器B1、B2、B3、两只电流互感器和三只开关管等组成。用无线电台(图中末画出)作为信号收发的通道。PTT接电台的控制按钮。其中单片机CPU1的P0.0～P0.7分别接A/D转换器的D0～D7、锁存器的I/O0～I/O7、数据存储器的1D～8D。锁存器的A0～A7分别接数据存储器的1Q～8Q。单片机CPU1还与调制解调器、与非门、485转换芯片和单片机CPU2连接。单片机CPU2接单片机CPU1的外部中断输入INT0、INT1引脚。与非门还与单片机CPU2、调制解调器TDK、485转换芯片、开关管连接。电压信号Va、Vb、Vc经变压、整流、稳压后接A/D转换器。电流信号Ia、Ic经电流互感器、电流电压转换后接A/D转换器。电源监视芯片接CPU1的RST引脚，控制单片接CPU1的复位。
由图5所示，当无线信号收发器RSE的无线电台接收到控制开关信号时，经单片机CPU2识别为自己的标识号或表号后，单片机CPU2向单片机CPU1申请中断，CPU1对信号进行处理。当确认为合闸时，单片机CPU1发出控制指令，与非门控制开关管导通，继电器J1吸合，图4中的J1常开触点闭合，中间继电器JZ线圈得电吸合，JZ常开触点闭合，GZC线圈得电，高压真空接触(断路)器闭合；当单片机CPU2确认为断闸信号时，控制J1继电器断电，图4中的中间继电器JZ的线圈失电，JZ常开触点断开，GZC线圈失电，高压真空接触(断路)器断开。从而实现控制开关的目的。
由图5所示，单片机CPU1通过RS485转换芯片将电表数据读入到数据存储器中。当无线电台接收到抄表信号时，经调制解调器TDK解调成数字信号后，发送给单片机CPU2。当CPU2确认为自己的表号或标识号后，INT0申请中断，单片机CPU1读取数据存储器中的数据，同时控制与非门导通，经调制解调器TDK调制后，通过无线电台发射给掌上电脑或PC机，完成抄表。
由图4所示，当负载电流大于额定电流时，电流互感器ILH、2LH的二次侧电流增大，电流继电器JL动作，常开触点闭合，时间继电器KT线圈得电。当过流时间大于时间继电器KT整定的时间时，时间继电器KT动作，KT常闭触点断开，中间继电器JZ线圈失电，JZ常开触点断开，GZC线圈失电断开，实现过流保护。
由图5所示，电压互感器二次侧电压经变压器B1、B2、B3变压，再经整流后接触发器，触发器接单片机CPU3，CPU3接CPU2，CPU2接单片机CPU1的外部中断输入INT1引脚。当某一线路发生断相时，变压器B1、B2、B3中至少有一相失压，将触发触发器，经单片机CPU3进行识别，当确认为断相信号时，向CPU3发出断相信号，CPU2发出控制指令，INT0申请中断，单片机CPU1发出控制指令，与非门导通，电台将该线路地址、断相信号一同发射出去，实现断相报警。停电时无线信号收发器RSE内的电容给电台供电。互感器二次侧的电流、电压值通过A/D转换、单片机CPU1转换成线路的电流、电压信号值，再通过掌上电脑或主机站实现线路的电流、电压显示。
权利要求1.一种无线遥控开关、计量和报警装置，由防盗箱体、防盗锁、干式电流互感器、干式电压互感器、高压真空接触(断路)器、电流继电器、中间继电器、时间继电器、多功能电能表、无线信号收发器、掌上电脑和主机站组成，其特征是箱体内部分为上下两层，箱体的底层为抽屉式，抽屉的前端设防盗锁，上层装有两只干式电流互感器、两只干式电压互感器、高压真空接触(断路)器，其它都装在下层的抽屉内，箱体左右两端与左右两侧壁之间各装一把防盗锁，高压瓷套(或钢管)装在箱体的前后两侧，由控制继电器、时间继电器、中间继电器、高压真空接触(断路)器和无线信号收发器构成开关(分合闸)回路，由两只干式电流互感器和两只干式电压互感器的二次侧分别接多功能电能表，构成电能计量回路，由干式电流互感器、干式电压互感器、电流继电器、时间继电器和中间继电器构成过流和短路保护电路，由干式电压互感器和无线信号收发器构成断相报警电路，由干式电流互感器、干式电压互感器、无线信号收发器、掌上电脑或主机站实现电流、电压显示。
2.根据权利要求1所述的无线遥控开关、计量和报警装置，其特征是无线信号收发器由三只单片机、A/D转换器、数据存储器、锁存器、触发器、调制解调器、与非门、485转换芯片、三只变压器、两只电流互感器和开关管等组成，用无线电台作为信号收发的通道，其中单片机1分别与A/D转换器、锁存器、数据存储器、调制解调器、与非门、485转换芯片及单片机2连接，锁存器与数据存储器连接，与非门与单片机2、调制解调器、485转换芯片及开关管连接，电压信号经变压、整流、稳压后接A/D转换器，电流信号经电流互感器、电流电压转换后A/D转换器。
3.根据权利要求1所述的无线遥控开关、计量和报警装置，其特征是开关(分合闸)回路中，控制继电器的常开触点接时间继电器的常闭触点，时间继电器的常闭触点接中间继电器的线圈，中间继电器常开触点接高压真空接触(断路)器的分合闸线圈，控制继电的线圈受无线信号收发器控制通断电。
4.根据权利要求1所述的无线遥控开关、计量和报警装置，其特征是过流和短路保护电路中，干式电流互感器的二次侧接电流继电器的线圈，电流继电器的常开触点接时间继电器的线圈，时间继电器的常闭触点接中间继电器的线圈。
5.根据权利要求1所述的无线遥控开关、计量和报警装置，其特征是报警电路中干式电压互感器的二次侧电压接无线信号收发器的变压器，经整流后再接触发器，触发器接单片机3，再接单片机2，单片机2再接单片机1的外部中断输入引脚。
6.根据权利要求1所述的无线遥控开关、计量和报警装置，其特征是无线信号收发器与多功能电能表的信号输出端连接，进行数据交换，主机站系统由PC机、控制软件、MODEM远程数据通信板、无线电台组成。
专利摘要本实用新型是一种无线遥控开关、计量和报警装置。其防盗箱体内上层装有电流互感器、电压互感器和高压真空接触器,下层装有多功能电能表、电流继电器、中间继电器、时间继电器和无线信号收发器。箱体左右侧和下层抽屉各装一把防盗锁。电路部分包括开关(分合闸)回路、电能计量回路、过流和短路保护电路、报警电路等。用于高压配电网中,对各分支线路或多台变压器实行遥控开关、计量、保护和报警,利用PC机遥控半径20公里以上。
文档编号H02B1/04GK2476894SQ0121675
公开日2002年2月13日 申请日期2001年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者巴银华, 许孝玉, 韩祥勇 申请人:巴银华