专利名称：电力线路安全合闸微机监控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种开关状态监控仪，特别涉及一种高压电力线路安全合闸的微机监控仪。
电力线路进行检修前后，需按正确的先后顺序分、合线刀闸与地刀闸。刀闸的操作完全按照严格的规章制度(二票三制)由调度通过电话下达操作命令来执行的。由于没有必要的安全监察工具作保证，检修人员检修完毕后没有断开地刀闸就合线刀闸或没有断开线刀闸，就合地刀闸，以致造成高压线带电对地短路的重大恶性事故时有发生。
本实用新型的目的在于设计一种和电力系统通讯设备(如载波机、微波机)配套使用的电力线路安全合闸微机监控仪，使线刀闸和地刀闸的误动作不可能产生，亦即从技术上来保证安全送电，安全检修，以及安全地进行其他各种操作。
图1是本实用新型借助电力载波系统用于安全合监控的工作原理图。
图2是本实用新型的结构原理图之一。
图3是本实用新型的结构原理之一实施例。
图4是信号接收与处理单元电路实施例。
图5是信号输出与处理单元电路实施例。
图6是微型计算机系统的一个实施例。
图7是本实用新型的结构原理图之二。
图8是本实用新型结构原理图之二的实施例。
以下结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细的说明。
参照图1，在某段高压电力线路两端的变电站均设有一台本实用新型的监控仪1。监控仪1的发讯端A和收讯端B分别和载波机(或微波通讯机)2的输入端和输出端相连接。监控仪1的控制指令输出端E、F分别与线刀闸K1、地刀闸Kg的电磁锁L1、Lg相连接；线刀闸K1、地刀闸Kg的状态检测器D1、Dg的输出端C、D与监控仪1的刀闸状态输入端相连接。
监控仪1将线刀闸K1、地刀闸Kg的三种正常组合状态(K1分、Kg分；K1分、Kg合；K1合、Kg分)用三个频率f1、f2、f3来表示，借助载波机或微机通讯机2发往对侧。同时又将接收到的对侧载波机传递来的表示对侧刀闸状态的信号进行采集、判别，综合本侧，对侧刀闸的状态发出控制指令至电磁锁L1、Lg，使相应的电磁锁L1、Lg闭锁或解锁，从而使误动作不可能发生。
参照图2，本实用新型包括一外壳P，封装在外壳内的是微型计算机系统3，信号接收与处理单元4，讯号输出与处理单元5。微型计算机系统3的三个信号输出端(也可以是一个信号输出端，见图7所示结构原理图之二)分别与信号输出与处理单元5的三个(也可以是一个，见图7所示结构原理图之二)信号输入端相连接；信号输出与处理单元5的控制信号输入端(在图7所示结构原理图之二中则无)可分别与刀闸状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接；信号输出与处理单元5的输出端(即监控仪1的发讯端A)可与载波机2的输入端相连接。信号接收与处理器4的输入端(即监控仪1的收讯端B)可与载波机2的输出端相连接；信号接收与处理单元4的输出端与微型计算机系统3的对侧刀闸状态信号输入端相连接；微型计算机系统3的本侧刀闸状态信号输入端可与本侧刀闸状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接；微型计算机系统3的两个控制指令输出端E、F可与本侧刀闸(线刀、地刀)相对应的电磁锁L1、Lg相连接。
图3是图2所示结构的一种实施例，图8是图7所示结构的一种实施例。图3中15为选通门，14为滤波器，13为隔离输出级，详见下面关于图5的说明。图8中的14′为滤波器，13′为隔离输出级，详见后面图7、8的说明。
参照图4，它是信号接收与处理单元4电路图的一个实施例子。它的输入端即是隔离输入级10的输入端，也即监控仪1的收讯端B。隔离输入级10的输出端与滤波器11的输入端相连接，滤波器11的输出端与门限比较器12的输入端相连接，门限比较器12的输出端，即信号接收与处理单元4的输出端，与微型计算机系统3的对侧刀闸信号输入端相连接。
由监控仪1的收讯端B，即隔离输入级10的输入端，可接收到来自载波机表示对侧刀闸分、合状态的信号。该讯号经滤波器11与门限比较器12后，由正弦波变为重复频率相同的方波其目的是保证在规定的最低接收电平以上时，使信号接收与处理单元4都输出幅度相同的方波。
参照图5，它是信号输出与处理单元电路图的一个实施例子。信号输出与处理单元5的三个信号输入端(图7、8所示结构原理图之二及实施例中为一个信号输入端)，即选通门15的三个信号输入端(图7、8所示结构原理图之二及实施例中为滤波器14′的输入端，与微型计算机系统3的三个频率信号输出端(图7、8所示结构原理图之二及实施例中为一个频率信号输出端)相连接；选通门15的控制信号输入端，也即信号输出与处理单元的控制信号输入端，可与刀闸状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接，它的发讯信号输出端与滤波器14的输入端相连接，滤波器14的输出端与隔离输出级13的输入端相连接。隔离输出级13的输出端，即信号输出与处理器5的输出端，也即监控仪1的发讯端A。
选通门15的三个信号输入端分别同时输入方波信号f1、f2、f3。但是只能有一个被允许从发讯信号输出端输出，这是由选通门15的控制信号输入端输入的刀闸状态信号来决定的。然后该方波信号(f1、f2、f3中的一个)通过滤波器14后由方波转换为重复频率相同的正弦波，最后由隔离输出级发讯端A输出。故由发讯端A输出的正弦波信号的频率代表着本侧刀闸的状态。
参照图6，它的微型计算机系统电路原理图的一个例子。
地址锁存及程序存贮器6的八位地址线端口(A0－A7)与CPU8的P0口(P0.0－P0.7)相连接，地址锁存及程序存贮器6的高位地址线端口(本实施例为A8－A12)与CPU8的P2口(P2.0－P2.4)相连接。
CPU8的定时／计数器的一个外部输入口(本例为T1端口)，即微型计算机系统3的对侧刀闸状态信号输入端，可与信号接收与处理单元4的输出端相连接。
CPU8的P1口的两个端口(本实施例选P1.0、P1.1)，即微型计算机3的本侧刀闸状态信号输入端，可与本侧刀闸的状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接。
CPU8的P0端口(P0.0－P0.7)与可编程并行I／O扩展接口(本实施例用8255)的方式选择控制字端口(D0－D7)相连接。
CPU8的P2.6、
端口，分别与可编程并行I／O扩展接口7的片选引脚端口
、读控制端口
、写控制端口WR相连接。
CPU8的P0.0、P0.1端口通过锁存器后与可编程并行I／O扩展接口的口地址选择端A1、A0相连接。
可编程并行I／O扩展接口7的两个输出端口(本实施例设置C3、C4端口为输出端口)，即监控仪1的两个控制指令输出端E、F，可与本侧刀闸相对应的电磁锁L1、Lg相连接。
CPU8的P2.7、
端口，分别与可编程定时器／计数器(本实施例选用8253)9的片选引脚端口
、读控制端口
、写控制端口
相接。
CPU8的P0端口(P0.0－P0.7)与可编程定时器／计数器9的工作方式控制字输入线端口(D0－D7)相连接。
CPU8的P0.0、P0.1端口通过锁存器后与可编程定时器／计数器9的地址选择端口A0、A1相连接。
可编程定时器／计数器9的三个输出端OUT0、OUT1、OUT2(也可为一个输出端，见监控仪结构原理图之二)，即微型计算机系统3的三个信号输出端f1、f2、f3和信号输出与处理单元5的三个信号输入端相连接。
CPU8读取程序存贮器6已存贮好的指令，按予先编制的指令和时钟脉冲的节拍，CPU8对T1端输入的对侧刀闸状态信号的频率进行检测，也即进行计数判别信号频率是f1、f2、f3中的哪一个，则可得知对侧刀闸的分合状态，再与由P10、P1.1端口输入的本侧刀闸状态信号(开关量)相“或”，得控制指令，最后从可编程并行I／O扩展接口7的C3、C4端口输出。即，不论本侧、对侧，只要有地刀处于“合”位置，则向本侧线刀的电磁锁L1发出闭锁控制指令，使该电磁锁“闭锁”，从而该线刀刀闸不能动作，即使有误操作也不能动作，故可避免误操作动作的发生。
同时，CPU8读取程序存贮器6中存贮的指令，按予先编程设置的工作方式与分频系统，对时钟脉冲进行计数分频，而后从编程守时／计数器9的三个输出端OUT0、OUT1、OUT2输出三个频率不同的(f1、f2、f3)方波信号。
在图7、8所示结构原理图之二及实施例中，CPU8将根据由P1.0、P1.1端口输入的本侧刀闸分、合状态信号来选择f1、f2、f3三个频率中的一个从可编程定时／计数器9的一个输出端输出，该方波信号的频率则代表了本侧刀闸的分、合状态。该方波信号由信号输出与处理器的一个信号端输入，经滤波器14后变为重复频率相同的正弦波，再经隔离输出级13的A端输至载波机2发往对侧。与图3结构原理图相比略去了选通门15，其他环节均同。
本监控仪的监控线路可为一路也可为多路，即每台监控仪可有一路或多路发讯端和收讯端，以及多路本侧刀状态输入端和多路控制指令输出端。
根据本实用新型结构原理设计出的样机能够按安全要求给出控制指令，可编程并行I／O扩展接口的其他端口还可设置成输出端口作为对侧，本侧刀闸状态的显示指令输出口。与模拟、数字电路构成鉴频器与信号发生器相比，利用微机系统进行鉴频的分辨率高并可方便灵活通过软件编程产生不同的频率信号以适应不同载波信道频带的要求，所以，以微机系统为中心构成的监控仪占用频带窄，灵活性大适应性强。
权利要求电力线路安全合闸微机监控仪，包括一外壳，其特征在于，封装在外壳内的微型计算机系统3、信号接收与处理单元4、讯号输出与处理单元5。微型计算机系统3的信号输出端分别与信号输出与处理单元5的信号输入端相连接，信号输出与处理单元5的控制信号输入端可分别与刀闸状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接，信号输出与处理单元5分别有一可与载波机2的输入端、输出端相连接的发讯端A和收讯端B，信号接收与处理单元4的输出端与微型计算机系统3的对侧刀闸状态信号输入端相连接，微型计算机系统3的本侧刀闸状态信号输入端可与本侧刀闸状态检测器D1、Dg的输出端C、D相连接，微型计算机系统3的两个控制指令输出端E、F可与本侧刀闸相对应的电磁锁L1、Lg相连接。
专利摘要一种电力线路安全合闸微机监控仪，包括一外壳，封装在外壳内的微型计算机系统3，信号接收与处理单元4、信号输出与处理单元5，及与之连接的刀闸状态检测器D
文档编号H02J13/00GK2153170SQ9224358
公开日1994年1月12日 申请日期1992年12月8日 优先权日1992年12月8日
发明者刘君华, 郭福田, 路灿, 朱长纯 申请人:西安交通大学