[发明专利]一种配电变压器监测终端装置及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种配变监测终端装置及其用途，适用于公用变压器、专用变压器及一些配电线路的运行检测。属于变压器监控设备技术领域。

背景技术

配电变压器是将电能直接分配给低压用户的电力设备，其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分。在城乡电网中，随着居民生活水平的提高，居民负荷占总负荷的比例越来越大，居民对供电质量(如电压合格率、频率等)、供电可靠性的要求也越来越高。供电企业在进行规划设计时，对居民负荷的现状必须作到心中有数，业扩报装、新用户接火、系统增容、变压器布点选择等等日常规划工作必须有科学的依据。对供电企业的生产部门来说，设备安全的监视，是其关注的首要目标。系统的经济运行是电力企业的经济效益源泉之一。由于变压器的周围都是高压区，存在一定的危险性，变压器普遍安装在离社区较远的地方，在变压器发生故障前工作人员和供电部门均不能了解其工作状态，而现有技术对变压器运行状态的监控又十分落后，有些变压器监测装置虽然也使用了数字模块或智能装置，但普遍电路结构复杂，功能单一，成本高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电变压器监测终端装置，监测终端是安装于配电变压器侧一种数据采集设备。采用高速微处理器单元实现规约转换，大大减小了外围电路的复杂程度，并对配电变压器检测终端装置的运行数据进行采集和判断，如电流电压是否越限、失电等以及监测配变油温是否异常，并可通过短距离无线抄表方式或移动通讯网络将采集到的数据传输给监控后台提供数据分析，投入成本较低，性价比高。

本发明的技术方案：

一种配电变压器监测终端装置，该装置安装于配电变压器侧，其结构特点是：由CPU模块、电源采样模块、调制解调器模块、显示模块连接而成，CPU模块的一个输入端与电源采样模块的输出端连接，显示模块的输入端连接CPU模块的一个输出端，CPU模块的一个输出端可通过RS232、RS485通信电路、调制解调器将数据通过移动网络和有线、无线抄表设备将运行数据发到配变监控后台。

所述的CPU模块主要由主控制芯片、时钟控制部分、存储部分、开关量采集部分、脉冲输出部分及通讯电路组成。

所述的主控制芯片采用16位处理器，其片内集成了A/D，LCD驱动等模块，大大简化了外围电路，有效的降低了开发投入成本。

所述的主控制芯片通过检测电压过零的方法计算频率，省去了复杂的锁相环电路，将采样电平信号进行A/D处理后输出给显示模块，并通过对低压侧的三相电压、电流、进行采样得到电压电流得瞬时值，通过一定的算法(积分算法)，就可以求出相应的电压、电流有效值、视在功率、有功、无功、功率因数、有功电能、无功电能；关于谐波，在CPU富于时间由DFT算得。将计算得出的数据保存在存储芯片中，待用户抄表后将数据完整的导入后台对数据进行分析。

所述电源采样模块包括电源部分和采样部分，电源采样模块负责整个监控终端电源及外部采样信号的转换，监控终端为三相四线接入，在电源处理上采用6个整流桥堆电路设计的结构，并通过稳压器件取得直流3.75V和直流5V及桥堆电路输出的12V三个电源做为配变终端的内部工作电源，确保了单独一相都可以使得装置正常工作。

所述电压及电流采样通过电源模块上的PT、CT回路将其转换成电平信号送到CPU模块上进行A/D采样处理。

时钟控制部分(用32.768K的晶振)初始化，一秒中断二次，精确定时，用于实时时钟。时钟后备电池，用于给时钟芯片提供不间断电源；

开关量采集部分是将外部开关量通过光耦隔离进行采集，可根据开关量的信号判别变压器的运行方式。

脉冲输出部分是将装置计算出的有功电度和无功电度通过脉冲输出给计量表台做为测试配变终端的计量精度使用，装置支持645规约，可以在目前较普遍使用的多功能表台上进行测试。

通讯电路包括232通信电路和485通信电路部分，分别通过232电平转换芯片和485电平转换芯片用于对监控终端外部的智能设备和主控制芯片之间的信号转换，中间采用光耦对其进行信号隔离。