专利名称：变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置，属于电力系统设备操作安全技术领域。
背景技术：
电力系统对高压设备进行停电检修时需要装设地线，其作用包括防止工作点突然来电；释放停电设备的剩余电荷；消除由于临近线路及雷电引起的感应电压，使工作点始终在“低电位”的状态，确保人身、设备安全；电力系统的操作票制度可以约束电气运行工作人员的操作行为、减少地线误操作。但因人员素质、精神状态、客观环境等因素的影响，不严格执行规章制度，习惯性违章现象时有发生，造成操作事故；该项目主要是针对变电站设备操作或检修时进行远方实时监测地线及地刀的连接状态。当工作人员出现操作不规范和疏漏时，系统向运行管理人员发出警告，杜绝操作事故的发生。系统由现场监测器、无线通讯器、上位计算机管理系统等组成，现场监测单元采用能够适应于强磁场环境下的抗干扰设计，超低功耗的硬件结构，信号的传输采用分集技术在不增加发射功率或信道带宽的情况下提高系统的可靠性，并采用双通讯接受模块保证数据传输的真实有效，数据输入、输出采用光电隔离将地线的状态及其它信息通过无线网络与上位机实现数据交换，可实现地线状态的实时显示、状态信息的有效共享。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置，其通过无线通讯方式，接收现场使用的地线状态数据及接地刀间状态数据，并传送到数据采集处理单元；采集单元通过串行通讯与工业计算机进行数据交换，在大屏幕上实时显示工作的地线及地刀的状态，并声光指示，给出地线的安装位置及提示运行操作人员，当工作人员出现操作不规范和疏漏时，系统向运行管理人员发出警告，杜绝操作事故的发生。本实用新型的技术方案是这样实现的变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置， 由现场监测单元、数据采集单元、无线通讯单元、输出控制单元、工业计算机系统、数据监测管理系统组成，其特征在于现场监测单元与现场地线及地刀转换开关相连接，无线通讯单元分别与现场监测单元和数据采集单元连接，数据采集单元与工业计算机系统串行通讯口相连接，工业计算机与输出控制单元相连接，输出控制单元与各状态指示相连接；并采用双通讯接收模块保证数据传输，数据输入、输出采用光电隔离将地线的状态及其它信息通过无线网络与上位机实现数据交换。所述的现场监测单元，现场采集处理单元采用ATMEGA ATmega64单片机为核心， 为RISC结构，全速、非侵入式的安装在系统调试接口片内；其工作电压范围为2. 7 5. 5V ； 对现场的开关量变位进行管理，采用键盘显示专用驱动芯片ZLG7290驱动8位7段码共阴极LED数码管。所述的数据采集单元，采用ATMEGA64单片机为核心，远方接收现场开关量数据，输出地线状态信息，与计算机系统进行通讯控制面发光管输出地刀状态信息，LED条形屏控制，通过RS232接口接收计算机信息，由LED显示地线、地刀的状态信息，单片机系统对LED 显示进行综合控制，显示输出模块采用动态扫描的方式，通过控制三极管的开关来驱动LED 屏，完成控制室内地线、地刀状态信息的综合管理。所述的无线通讯单元采用的核心器件是由美国TI公司生产的MSP430F123单片机和挪威Nordic公司最新推出的无线数传芯片nRF905.通讯电路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款无线收发芯片，32脚封装(321 QFN 5X5 mm),供电电压为1.9 3. 6 V，工作于433/868/915 MHz 3个ISM，可自动处理字头和循环冗余码校验(CRC).，微处理器通过 SPI接口及相关指令访问其外围接口，数据存于256 bit的RAM和8 kbit的FLASH中。所述的工业计算机系统中计算机的一个串口与LED控制器串口，送入数据控制显示屏，计算机的串行IO连接控制板的74HC164进行串行移位控制指示信息。本实用新型的积极效果是可根据需要，将根据现场地线、地刀的工作状态实时显示并提示运行人员，大型LED条形屏指示地线的工作组数，有地刀操作时，地刀显示区面发光器件发光提示，LED条形屏指示地线的工作组数。地线及地刀的工作信息LCD液晶屏显示，给出详细信息，计算机系统对地线及地刀状态进行综合管理，对现场操作时出现的问题及案例有历史记录，系统安装、维护方便，有较好的扩展性。
图1本实用新型的硬件结构框图。图2为本实用新型监测单元的结构框图。图3为本实用新型数据采集单元的结构框图。图4为本实用新型无线通讯单元的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的描述如图1所示，变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置，由现场监测单元、数据采集单元、无线通讯单元、输出控制单元、工业计算机系统、数据监测管理系统组成，其特征在于现场监测单元与现场地线及地刀转换开关相连接，无线通讯单元分别与现场监测单元和数据采集单元连接，数据采集单元与工业计算机串行通讯口相连接，工业计算机系统与输出控制单元相连接，输出控制单元与各状态指示相连接；并采用双通讯接收模块保证数据传输，数据输入、输出采用光电隔离将地线的状态及其它信息通过无线网络与上位机实现数据交换，可实现地线状态的实时显示、状态信息的有效共享；如图2所述的现场监测单元，现场采集处理单元采用ATMEGA ATmega64 单片机为核心，为RISC结构，全速、非侵入式的安装在系统调试接口片内；其工作电压范围为2. 7 5. 5V。对现场的开关量变位进行管理。采用键盘显示专用驱动芯片ZLG7290驱动 8位7段码共阴极LED数码管。如图3所述的数据采集单元，采用ATMEGA64单片机为核心，远方接收现场开关量数据，输出地线状态信息，与计算机系统进行通讯控制面发光管输出地刀状态信息，LED条形屏控制，通过RS232接口接收计算机信息，由LED显示地线、地刀的状态信息，单片机系统对LED显示进行综合控制，显示输出模块采用动态扫描的方式，通过控制三极管的开关来驱动LED屏，完成控制室内地线、地刀状态信息的综合管理。如图4所述的无线通讯单元采用的核心器件是由美国TI公司生产的MSP430F123 单片机和挪威Nordic公司最新推出的无线数传芯片nRF905.通讯电路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款无线收发芯片，32脚封装(321 QFN 5X5 mm),供电电压为1.9 3. 6 V,工作于433/868/915 MHz 3个ISM，可自动处理字头和循环冗余码校验(CRC).，微处理器通过SPI接口及相关指令访问其外围接口，数据存于256 bit的RAM和8 kbit的FLASH 中。如图3所示的工业计算机系统分别连接液晶显示器、LED控制器、输出控制单元、 数据采集单元；其中计算机的一个串口与LED控制器串口，送入数据控制显示屏的扫描方式。计算机的串行IO连接控制板的74HC164进行串行移位控制指示信息，采用ATMEGA64 单片机为核心，远方接收现场开关量数据，输出地线状态信息，与计算机系统进行通讯控制面发光管输出地刀状态信息，LED条形屏控制，通过RS232接口接收计算机信息，由LED显示地线、地刀的状态信息，单片机系统对LED显示进行综合控制，显示输出模块采用动态扫描的方式，通过控制三极管的开关来驱动LED屏，完成控制室内地线、地刀状态信息的综合管理。通讯电路主要基于低功耗、低成本、微型化及使用方便的设计思想，由 MSP430F123主处理器、无线数传芯片nRF905和RS-232接口电路芯片SP3223及其外围电路组成，无线数据传输电路采用的核心器件是由美国TI公司生产的MSP430F123单片机和挪威Nordic公司最新推出的无线数传芯片nRF905.通讯电路。nRF905是Nordic VISI公司推出的一款无线收发芯片，32脚封装(321 QFN 5X5 mm),供电电压为1.9 3. 6 V，工作于433/868/915 MHz 3个ISM(工业、科学和医学)频道，可自动处理字头和循环冗余码校验(CRC).微处理器可以通过SPI接口及相关指令访问，由MSP430F123单片机控制SP3223E 接口接收和发送现场信息，送计算机系统进行处理。
权利要求1.变电站接地线、接地刀间监测与管理装置，由现场监测单元、数据采集单元、无线通讯单元、输出控制单元、工业计算机系统、数据监测管理系统组成，其特征在于现场监测单元与现场地线及地刀转换开关相连接，无线通讯单元分别与现场监测单元和数据采集单元连接，数据采集单元与工业计算机系统串行通讯口相连接，工业计算机与输出控制单元相连接，输出控制单元与各状态指示相连接；并采用双通讯接收模块保证数据传输，数据输入、输出采用光电隔离将地线的状态及其它信息通过无线网络与上位机实现数据交换。
2.根据权利要求1所述的变电站接地线、接地刀间监测与管理装置，其特征在于所述的现场监测单元，现场采集处理单元采用ATMEGA ATmega64单片机为核心，为RISC结构， 全速、非侵入式的安装在系统调试接口片内；其工作电压范围为2. 7 5. 5V ；对现场的开关量变位进行管理，采用键盘显示专用驱动芯片ZLG7290驱动8位7段码共阴极LED数码管。
3.根据权利要求1所述的变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置，其特征在于所述的数据采集单元，采用ATMEGA64单片机为核心，远方接收现场开关量数据，输出地线状态信息，与计算机系统进行通讯控制面发光管输出地刀状态信息，LED条形屏控制，通过 RS232接口接收计算机信息，由LED显示地线、地刀的状态信息，单片机系统对LED显示进行综合控制，显示输出模块采用动态扫描的方式，通过控制三极管的开关来驱动LED屏，完成控制室内地线、地刀状态信息的综合管理。
4.根据权利要求1所述的变电站接地线、接地刀间监测与管理装置，其特征在于所述的无线通讯单元采用的核心器件是由美国TI公司生产的MSP430F123单片机和挪威Nordic 公司最新推出的无线数传芯片nRF905.通讯电路，nRF905是Nordic VISI公司推出的一款无线收发芯片，32脚封装321 QFN 5X5謹，供电电压为1.9 3. 6 V，工作于433/868/915 MHz 3个ISM，可自动处理字头和循环冗余码校验(CRC).，微处理器通过SPI接口及相关指令访问其外围接口，数据存于256 bit的RAM和8 kbit的FLASH中。
5.根据权利要求1所述的变电站接地线、接地刀间监测与管理装置，其特征在于所述的工业计算机系统中计算机的一个串口与LED控制器串口，送入数据控制显示屏，计算机的串行IO连接控制板的74HC164进行串行移位控制指示信息。
专利摘要本实用新型涉及一种变电站接地线、接地刀闸监测与管理装置，其特征在于现场监测单元与现场地线及地刀转换开关相连接，无线通讯单元分别与现场监测单元和数据采集单元连接，数据采集单元与工业计算机系统串行通讯口相连接，工业计算机与输出控制单元相连接，输出控制单元与各状态指示相连接；并采用双通讯接收模块保证数据传输，数据输入、输出采用光电隔离将地线的状态及其它信息通过无线网络与上位机实现数据交换。其通过无线通讯方式，接收现场使用的地线状态数据及接地刀闸状态数据，并传送到数据采集处理单元；采集单元通过串行通讯与工业计算机进行数据交换，在大屏幕上实时显示工作的地线及地刀的状态，并声光指示，给出地线的安装位置及提示运行操作人员，杜绝操作事故的发生。对系统安装、维护方便，有较好的扩展性。
文档编号H02J13/00GK201966695SQ20112007404
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月21日 优先权日2011年3月21日
发明者侯喜凤, 刘大鹏, 刘庆忠, 刘春 , 尹树锋, 朱景明, 苑立会, 高红华 申请人:长春市超高压局