利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统

摘要

本发明涉及一种利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统，其主要特征在于由相电流检测装置、相电压检测装置、内/外部温度检测装置、模－数转换装置、微处理器、快速(flash)只读存储器、监视器、缓冲器(buffer)、随机存储器、调制解调器、显示装置和交流/直流转换器组成，它可以监视各相电压、电流和系统本体内部温度及架杆变压器外部温度，实时了解各时间段内电压和电流负荷率，当架杆变压器出现过负荷时可以向管理者的个人电脑及中央控制室发出警报音，并同时通过画面表示，不仅可以知道发生故障的变压器，也可了解当架杆变压器出现过负荷时的变压器的各种信息，可准确确认线路中的故障位置，便于缩短修复时间。

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统，具体说是涉及一种设置于供电线路上实时测定架杆变压器的负荷状态(如各相电压、电流及温度)，同时利用无线因特网将测定结果传至使用者，以预防因过负荷及不平衡引起的损失、提高电器的质量，并可有效管理供电负荷的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

背景技术

与本发明监控系统属同一类的架杆变压器负荷监控系统在韩国实用新型专利第20-0174398号(申请日为1999年12月28日)上已有介绍。如图1所示，已公开的架杆变压器负荷监控系统包括有一有效值变换部110，将从变流器(CT)测出的电流值转换为电压值；一蓄电部120，充电或放电从变流器检测出的电流；一演算部130，放大转换为有效电压值的信号，调节增益效果；一模-数转换装置140，将经处理的模拟电压转换为二-十进制码化的数字信号；一数据设定部150，预先设定当变压器过负荷时的电流的极限值；一中央处理器160，在一般情况下该中央处理器通过一定程序将最大负荷电流值经过二-十进制码化处理后显示于显示部170，并将上述最大负荷电流值与数据设定部150预先设定好的过负荷电流极限值进行比较，监视其值是否超过过负荷电流极限值，若超过则将警报信号输送至警报部180，并传送警报传送控制信号；一最大负荷电流值显示部170，用液晶显示器表示经中央处理器160换算的最大负荷电流值；一警报部180，当超过过负电流荷极限值时接收由中央处理器160传送的警报信号，点灭或点亮警报显示灯，同时鸣响蜂鸣器；一警报传送部190，当超过上述过负荷电流极限值时，接收警报输出信号后将过负荷警报信号传送至地面的便携式接收器。

但是上述监视系统未采用无线因特网，不能对各相电压、相电流的负荷异常实时进行监控，不仅不利于实现电器的高级化和先进化，对供电需求也不能进行高效率的管理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统，实时监控各相电压、相电流和系统本体内部温度及架杆变压器外部温度。

本发明的另一目的在于提供一种可以实时了解各时间段内电压和电流的负荷率的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

本发明的又一目的在于提供一种当架杆变压器出现过负荷时可以向管理者的个人电脑及中央控制室发出警报音的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

本发明的又一目的在于提供一种只显示发生过负荷的变压器的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

本发明的再一目的在于提供一种当架杆变压器出现过负荷时便于了解变压器的各种信息(轻负荷变压器信息、过负荷变压器信息、每日信息、月信息、季度信息及年度信息)的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

本发明的另一目的在于提供一种可准确确认线路中的故障位置，便于缩短修复时间的利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统。

为达到上述目的本发明采用的技术方案如下：

一种利用无线因特网的架杆变压器负荷监控系统，其特征在于包括：一相电流检测装置，检测流通于二级线圈内的电流；一相电压检测装置，检测二级线圈内的相电压；一内部温度检测装置，检测系统本体内部的温度；一外部温度检测装置，检测该架杆变压器的外部温度；一模-数转换装置，接收由相电流检测装置输出的相电流、由相电压检测装置输出的相电压和由内、外部温度检测装置输出的温度值并将其转换为数字信号；一微处理器，接收经该模-数转换装置处理后转换为数字信号的相电流、相电压及内、外部温度并进行演算，且控制整体操作；一快速(flash)只读存储器，将经微处理器演算后的数据以相电流、相电压和内、外部温度的顺序依次进行存储；一监视器，根据由微处理器定期输出的信号监视其是否正常运作，若不正常，则发复原信号至该微处理器和快速(flash)只读存储器，一缓冲器(buffer)，接收由微处理器输出的地址信号和数据信号并缓冲地址；一随机存储器，接收由微处理器输出的地址信号和数据信号，将数据存储于指定的地址；一调制解调器，接收发自微处理器的输出信号通过基地站和无线因特网传至中央控制室，再将由中央控制室发出的控制信号传送至该微处理器；一显示装置，显示微处理器发出的输出信号正通过调制解调器传送，同时显示由中央控制室发出的控制信号正传至微处理器；一交流/直流转换器，接收由三相中的一相与中性线间引出的交流电压，转换为一定的直流电压，并将此电压输出至工作电源。

本发明的另一特征在于该相电流检测装置包括检测AΦ电流的AΦ电流检测部、检测BΦ电流的BΦ电流检测部、检测CΦ电流的CΦ电流检测部，该AΦ电流检测部包括一检测AΦ电流的第一变流器；一第一桥式整流电路，整流由该第一变流器检测出的电流，减小模-数转换装置的输入幅度；一输出电阻，连接于该第一桥式整流电路的输出端，以输出经第一桥式整流电路整流的电流；一齐纳二极管，当该第一桥式整流电路输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管的电容器，AΦ电流经第一桥式整流电路整流后该电容器将包含于AΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，并输出至该模-数转换装置；该BΦ电流检测部包括一检测BΦ电流的第二变流器；一第二桥式整流电路，整流由该第二变流器检测出的电流，减小模-数转换装置的输入幅度；一输出电阻，连接于该第二桥式整流电路的输出端，以输出经第二桥式整流电路整流的电流；一齐纳二极管，当该第二桥式整流电路输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管的电容器，BΦ电流经该第二桥式整流电路整流后该电容器将包含于BΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，并输出至该模-数转换装置；该CΦ电流检测部包括一检测CΦ电流的第三变流器；一第三桥式整流电路，整流由该第三变流器检测出的电流，减小模-数转换装置的输入幅度；一输出电阻，连接于该第三桥式整流电路的输出端，以输出经第三桥式整流电路整流的电流；一齐纳二极管，当该第三桥式整流电路输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管的电容器，CΦ电流经该第三桥式整流电路整流后该电容器将包含于CΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，输出至该模-数转换装置。

本发明的又一特征在于该相电压检测装置包括检测AΦ电压的AΦ电压检测部、检测BΦ电压的BΦ电压检测部、检测CΦ电压的CΦ电压检测部，该AΦ电压检测部由一检测AΦ电压的第一测量用变压器；一整流由上述第一测量用变压器检测出的AΦ电压的第四桥式整流电路；一连接于该第四桥式整流电路输出端的输出电阻；一过滤掉接到该输出电阻的AΦ电压中的高频分量并输出到该模-数转换装置的由电阻和电容器组成的过滤器构成；该BΦ电压检测部由一检测BΦ电压的第二测量用变压器；一整流由上述第二测量用变压器检测出的BΦ电压的第五桥式整流电路；一连接于该第五桥式整流电路输出端的输出电阻；一过滤掉接到该输出电阻的BΦ电压中的高频分量并输出到该模-数转换装置的由电阻和电容器组成的过滤器构成；该CΦ电压检测部由一检测CΦ电压的第三测量用变压器；一整流由上述第三测量用变压器检测出的BΦ电压的第六桥式整流电路；一连接于该第六桥式整流电路输出端的输出电阻；一过滤掉接到该输出电阻的CΦ电压中的高频分量并输出到该模-数转换装置的由电阻和电容器组成的过滤器构成。

本发明的再一特征在于该内部温度检测装置由一接收工作电压的工作电阻、检测系统本体内部温度的温度检测传感器、过滤由温度检测传感器检测出的系统本体内部温度值中的噪声分量的电容器构成，该外部温度检测装置包括一设置于该架杆变压器外周围用于检测架杆变压器外部温度的温度检测传感器；一齐纳二极管，将由温度检测传感器检测出的架杆变压器外部温度值中的异常过电压成份通过接地的方式进行转移；一旁路电容器，过滤由温度检测传感器检测出的架杆变压器外部温度含有的噪声分量。

本发明的优点是可以监视各相电压、电流和系统本体内部温度及架杆变压器外部温度，实时了解各时间段内电压和电流负荷率，当架杆变压器出现过负荷时可以向管理者的个人电脑及中央控制室发出警报音，并同时通过画面表示。此外不仅可以知道发生故障的变压器，也可了解当架杆变压器出现过负荷时的变压器的各种信息(轻负荷变压器信息、过负荷变压器信息、每日信息、月信息、季度信息及年度信息等)，可准确确认线路中的故障位置，便于缩短修复时间。

附图说明

图1是已有架杆变压器负荷监视系统的方框示意图。

图2是本发明一实施例的方框示意图。

图3是适于本发明的各相电压检测器的详细电路图。

图4是适于本发明的各相电流检测器的详细电路图。

图5是本发明一实施例的概略构成图。

300相电压检测装置   312第一桥式整流电路  400相电压检测装置

310AΦ电流检测装置  322第二桥式整流电路  410AΦ电压检测装置

320BΦ电流检测装置  332第三桥式整流电路  420BΦ电压检测装置

330CΦ电流检测装置  412第四桥式整流电路  430CΦ电压检测装置

424过滤器           422第五桥式整流电路  414过滤器

434过滤器           432第六桥式整流电路

500内部温度检测装置 500a温度检测传感器

600外部温度检测装置  600a温度检测传感器          700模-数转换装置

800微处理器          900快速(flash)只读存储器    1000监视器

1100缓冲器(buffer)   1200随机存储器1300调制解调  1400显示装置

1500交流/直流转换器  1600基准电压发生手段        1900架杆变压器

2000基地站           2050电柱  2100因特网        2200中央控制室

具体实施方式

如图2至图5所示，本发明包括相电流检测装置300，设置于电柱2050上，检测流通于架杆变压器1900的二级线圈内的电流；一相电压检测装置400，检测架杆变压器1900二级线圈内部的相电压；一内部温度检测装置500，检测系统本体内部S的温度；一外部温度检测装置600，检测该架杆变压器1900的外部温度；一模-数转换装置700，接收由相电流检测装置300输出的相电流、由相电压检测装置400输出的相电压和由内、外部温度检测装置500、600输出的温度值并将其转换为数字信号；一微处理器800，接收经该模-数转换装置700处理后转换为数字信号的相电流、相电压及内、外部温度并进行演算，且控制整体运作；一快速(flash)只读存储器900，将经微处理器800演算后的数据以相电流、相电压和内、外部温度的顺序依次进行存储；一监视器1000，根据由微处理器800定期输出的数据监视其是否正常运作，若不正常，则发复原信号至该微处理器800和快速(flash)只读存储器900，一缓冲器(buffer)1100，接收由微处理器800输出的地址信号和数据信号并缓冲地址；一随机存储器1200，接收由微处理器800输出的地址信号和数据信号，并存储于指定的地址；一调制解调器1300，接收发自微处理器800的输出信号通过基地站2000和无线因特网2100传至中央控制室2200，再将由中央控制室2200发出的控制信号传送至该微处理器800；一显示装置1400，显示微处理器800发出的输出信号正通过调制解调器1300传送，同时显示由中央控制室2200发出的控制信号正传至微处理器800；一交流/直流转换器1500，接收由架杆变压器1900三相中的一相与中性线间引出的交流电压，转换为一定的直流电压，并将此电压输出至工作电源。

如图3所示，相电流检测装置300包括检测AΦ电流的AΦ电流检测部310、检测BΦ电流的BΦ电流检测部320、检测CΦ电流的CΦ电流检测部330。

该AΦ电流检测部310包括检测AΦ电流的第一变流器CT1；第一桥式整流电路312，整流由该第一变流器CT1检测出的电流，减小模-数转换装置700的输入幅度；一输出电阻R310，连接于该第一桥式整流电路312的输出端，以输出经第一桥式整流电路312整流的直流电流；一齐纳二极管ZD2，当该第一桥式整流电路312输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管ZD2的电容器C3，电流经该第一桥式整流电路312整流后该电容器C3将包含于AΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，输出至该模-数转换装置700。该BΦ电流检测部320包括一检测BΦ电流的第二变流器CT2；一第二桥式整流电路322，整流由该第二变流器CT2检测出的电流，减小模-数转换装置700的输入幅度；一输出电阻R320，连接于该第二桥式整流电路CT2的输出端，以输出经第二桥式整流电路CT2整流的电流；一齐纳二极管ZD3，当该第二桥式整流电路CT2输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管ZD3的电容器C4，电流经该第二桥式整流电路CT2整流后电容器C4将包含于BΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，输出至该模-数转换装置700。该CΦ电流检测部330包括一检测CΦ电流的第三变流器CT3；一第三桥式整流电路332，整流由该第三变流器CT3检测出的电流，减小模-数转换装置7000的输入幅度；一输出电阻R330，连接于该第三桥式整流电路332的输出端，以输出经第三桥式整流电路332整流的电流；一齐纳二极管ZD4，当该第三桥式整流电路332输出端输出异常过电流时将其过电流成份通过接地的方式进行转移；一并联于该齐纳二极管ZD4的电容器C5，电流经该第三桥式整流电路332整流后电容器C5将包含于CΦ电流中的噪声分量(高频分量)过滤掉，输出至该模-数转换装置700。

相电压检测装置400包括检测AΦ电压的AΦ电压检测部410、检测BΦ电压的BΦ电压检测部420、检测CΦ电压的CΦ电压检测部430。

该AΦ电压检测部410由检测AΦ电压的第一测量用变压器PT1、整流由上述第一测量用变压器PT1检测出的AΦ电压的第四桥式整流电路412、连接于该第四桥式整流电路412输出端的输出电阻R410、过滤掉接到该输出电阻R410的AΦ电压中的高频分量并输出到模-数转换装置700的由电阻R414和电容器C414组成的过滤器414构成。该BΦ电压检测部420由检测BΦ电压的第二测量用变压器PT2、整流由上述第二测量用变压器PT2检测出的BΦ电压的第五桥式整流电路422、连接于该第五桥式整流电路422输出端的输出电阻R420、过滤掉接到该输出电阻R420的BΦ电压中的高频分量并输出到该模-数转换装置700的由电阻R424和电容器C424组成的过滤器424构成。该CΦ电压检测部430由检测CΦ电压的第三测量用变压器PT3、整流由上述第三测量用变压器PT3检测出的BΦ电压的第六桥式整流电路432、连接于该第六桥式整流电路432输出端的输出电阻R430、过滤掉接到该输出电阻R430的CΦ电压中的高频分量并输出到该模-数转换装置700的由电阻R434和电容器C434组成的过滤器434所构成。

该内部温度检测装置500由一接收工作电压Vcc的工作电阻R1、检测系统本体内部S温度的温度检测传感器500a、过滤由温度检测传感器检500a测出的系统本体S内部温度值中的噪声分量的电容器C1构成。

该外部温度检测装置600包括一设置于该架杆变压器1900外周围用于检测架杆变压器1900外部温度的温度检测传感器600a；一齐纳二极管ZD1，将由温度检测传感器600a检测出的架杆变压器1900外部温度中的异常过电压成份通过接地的方式进行转移；一旁路电容器C2，过滤由温度检测传感器600a检测出的架杆变压器1900外部温度含有的噪声分量。

显示装置1400由第一发光二极管LED1、限制第一发光二极管LED1内电压的限压电阻R2和第二发光二极管LED2及限制第二发光二极管LED2内电压的限压电阻R3构成，其中第一发光二极管LED1表示微处理器800的输出信号经电阻R5后通过调制解读器1300及因特网2100输出到中央控制室2200，第二发光二极管LED2表示中央控制室2200输出的信号通过调制解读器1300及因特网2100传送到微处理器800内。

图2中未加说明的1600是一基准电压发生装置，该基准电压发生装置接收工作电压Vcc后发生基准电压，并输入到模-数转换装置700，LED3是表示交流/直流转换器1500输出直流电压的发光二极管，R4是限制发光二极管LED3内电压的电阻。

下面根据实施例对本发明作进一步详细的说明。

首先，根据上述相电流检测装置300的AΦ电流检测部310检测AΦ电流，用BΦ电流检测部320检测BΦ电流，用CΦ电流检测部330检测CΦ电流，并分别输出至模-数转换装置700。

具体说明如下：根据AΦ电流检测部310的第一变流器CT1检测AΦ电流，在第一桥式整流电路312对其进行整流后输出至输出电阻R310，然后由电容器C3过滤AΦ电流中含有的噪声分量(高频分量)并输出至模-数转换装置700。此时如果第一桥式整流电路312的输出端输出异常过电流，则可用齐纳二极管ZD2通过接地的方式转移。

根据BΦ电流检测部320的第二变流器CT2检测BΦ电流，在第二桥式整流电路322对其进行整流后输出至输出电阻R320，然后由电容器C4过滤BΦ电流中含有的噪声分量(高频分量)并输出至模-数转换装置700。此时如果第二桥式整流电路322的输出端输出异常过电流，则可用齐纳二极管ZD3通过接地的方式转移；根据CΦ电流检测部330的第三变流器CT3检测CΦ电流，在第三桥式整流电路332对其进行整流后输出至输出电阻R330，然后由电容器C4过滤CΦ电流中含有的噪声分量(高频分量)并输出至模-数转换装置700。此时如果第三桥式整流电路332的输出端输出异常过电流，则可用齐纳二极管ZD4通过接地的方式转移。

上述相电压检测装置400由AΦ电压检测部410检测AΦ电压，由BΦ电压检测部420检测BΦ电压，由CΦ电压检测部430检测CΦ电压。

即，由AΦ电压检测部410的第一测量用变压器PT1检测AΦ电压，在第四桥式整流电路412整流由上述第一测量用变压器PT1检测出的AΦ电压并输出至输出电阻R410，由电阻R414和电容器C414组成的过滤器414过滤掉该输出电阻R410的AΦ电压中的高频分量，并输出到该模-数转换装置700；由BΦ电压检测部420的第二测量用变压器PT2检测BΦ电压，在第五桥式整流电路422整流由上述第二测量用变压器PT2检测出的BΦ电压并输出至输出电阻R420，由电阻R424和电容器C424组成的过滤器424过滤掉该输出电阻R420的BΦ电压中的高频分量，并输出到该模-数转换装置700；由CΦ电压检测部430的第三测量用变压器PT3检测CΦ电压，在第六桥式整流电路432整流由上述第三测量用变压器PT3检测出的CΦ电压并输出至输出电阻R430，由电阻R434和电容器C434组成的过滤器434过滤掉该输出电阻R430的CΦ电压中的高频分量，并输出到该模-数转换装置700。

该内部温度检测装置500的温度检测传感器500a检测架杆变压器1900的内部温度，由电容器C1过滤由温度检测传感器500a检测出的架杆变压器1900内部温度值中的噪声分量，并输出至模-数转换装置700，由外部温度检测装置600的温度检测传感器600a检测架杆变压器1900外部温度，由齐纳二极管ZD1，当由温度检测传感器600a检测出的架杆变压器1900外部温度含有异常过电压成份时，通过接地的方式进行转移，由旁路电容器C2，过滤由温度检测传感器600a检测出的架杆变压器1900外部温度含有的噪声分量，并输出至模-数转换装置700。

模-数转换装置700接收由相电流检测装置300的AΦ电流检测部310检测出的AΦ电流、由BΦ电流检测部320检测出的BΦ电流、由CΦ电流检测部330检测出的CΦ电流和由相电压检测装置400的AΦ电压检测部410检测出的AΦ电压、BΦ电压检测部420检测出的BΦ电压、CΦ电压检测部430检测出的CΦ电压及由内、外部温度检测装置500、600检测出的系统本体S内部温度及架杆变压器1900外部温度数据，转换为数字信号后输出至微处理器800。

微处理器800接收由模数转换装置700转换为数字信号的相电流、相电压及内、外部温度数据，进行演算，控制整体操作。

即，将经微处理器800演算的相电流、相电压及内、外部温度以其测定顺序储存于快速(flash)只读存储器900中。

监视器1000定期接收由微处理器800输出的信号，以监视其是否正常运作，若微处理器800运作不正常，则会向微处理器800和快速(flash)只读存储器900发出复原信号，以其正常运作。

缓冲器(buffer)1100对由微处理器800输出的数字信号进行缓冲后输出至随机存储器1200，而该随机存储器1200接收由微处理器800输出的地址信号和数字信号，储存各相电流、相电压及系统本体S内部温度、架杆变压器1900外部温度，由微处理器800演算的各相电流、相电压及系统本体S内部温度、架杆变压器1900外部温度数据经电阻R5输出至调制解调器1300，调制解调器1300再通过基地站2000和因特网2100传送到中央控制室2200，中央控制室2200根据此信号实时监控各相电流、相电压的负荷是否异常，并可用曲线图表示负荷随时间的变化趋势，也可打印出有关轻负荷、过负荷信息的每日、月间、季度和年度信息统计表，可发警报音，也可确认处于过负荷状态的架杆变压器2050所在位置。

中央控制室2200向处于过负荷状态或出现故障的架杆变压器2050发出控制信号以迅速处理，或将警报音发给管理者的个人电脑，以及时处置，不仅给用户供应稳定的电力，而且也可以预防因过负荷引起的变压器爆发或突发性停电，同时可以及时准确确定线路当中的故障位置，缩短修复时间。

此时，显示装置1400的第一发光二极管LED1表示微处理器800的输出信号通过电阻R5，经调制解调器1300及因特网2100输出至中央控制室2200；第二发光二极管LED2表示中央控制室2200的控制信号通过因特网2100及调制解调器1300输送至微处理器800。

以上实施例只是对本发明的解释说明，并不能限制本发明。