专利名称：变压器无线监测与防盗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力设备监测与防盗技术领域，尤其涉及一种变压器无线监测与防盗装置。
背景技术：
变压器，尤其是地处偏远区域的变压器长期处于缺乏维护的状态，当其由于人为或自然原因出现意外断电时，如盗窃、火灾等，将造成大面积长时间的停电，并且无法追究责任人和具体发生时间，给电力部门带来了极大的损失。基于上述背景，为了在变压器发生 异常时，能够及时监测并告警、对电力部门或维修人员进行有效提醒，以便采取相应措施，变压器监测与防盗设备应运而生。当前对变压器的监测与防盗功能是通过对变压器的电压、电流、温度或开关柜的柜门状态这些参数进行获取和分析实现的。现有的变压器监测与防盗设备只对上述参数中的一种或几种进行获取和分析，例如，只获取电压、电流和温度的变压器监测与防盗设备，在工作时，不能对开关柜的柜门状态进行获取和分析，在获取的上述三种参数正常的情况下，开关柜的柜门有可能已被开启，从而存在潜在的未被检测出的盗窃风险；相应地，例如只能获取电压、电流和开关柜的柜门状态的变压器监测与防盗设备，在工作时，不能对变压器温度进行获取和分析，在获取的三种参数均正常的情况下，变压器的温度可能已经过高，从而存在潜在的火灾风险。综上，现有的变压器监测与防盗设备缺少对上述四种参数的完全监测，从而也缺少对上述四种参数异常的情况下可能导致的异常事件的完全有效提醒。因此，亟需一种对上述四种参数均进行获取与分析的变压器监测与防盗设备，以实现对上述异常事件的完全有效提醒，进一步地，降低异常事件所导致的风险。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种变压器无线监测与防盗装置，以实现对变压器的电压、电流、温度和开关柜的柜门状态的完全监测及异常告警，进一步降低上述四个参数异常时的异常事件所导致的风险。为此，本实用新型采用如下技术方案一种变压器无线监测与防盗装置，包括电流采集接口电路；电压采集接口电路；温度米集接口电路； 柜门状态采集接口电路；与所述各接口电路同时相连，用于分别通过所述各接口电路获取变压器的电流、电压、温度和柜门状态，并检测所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常的中央处理器；[0013]与所述中央处理器相连，用于当所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项存在异常时，进行相应异常告警的告警电路。优选的，所述变压器无线监测与防盗装置，还包括与所述中央处理器相连，用于远程发送异常信息的通信接口电路。优选的，所述通信接口电路具体采用无线通信接口电路。优选的，所述通信接口电路远程发送的异常信息具体采用短信的形式。优选的，所述变压器无线监测与防盗装置，还包括与所述中央处理器相连的，用于对其进行供电的电源模块。 优选的，所述变压器无线监测与防盗装置，包括与所述中央处理器相连的，用于提供备用电源的充放电电路，其中所述充放电电路包括充电电路和放电电路。优选的，所述告警电路包括分别与所述中央处理器相连的蜂鸣器电路和指示灯电路。优选的,所述中央处理器具体采用Atmega64L芯片。本实用新型实施例提供的变压器无线监测与防盗装置同时包括了四种接口电路电流采集接口电路、电压采集接口电路、温度采集接口电路和柜门状态采集接口电路。所述中央处理器可通过所述各接口电路获取变压器的电流、电压、温度和柜门状态，并检测所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常，若存在异常，即通过所述告警电路进行相应告警。可见，本实用新型具有同时监测变压器的电压、电流、温度以及开关柜的柜门状态的功能，实现了对上述四种参数的完全监测及异常告警，从而在上述四种参数存在异常时，可及时采取相应维修或防盗措施，进一步降低了异常事件所导致的风险。

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本实用新型实施例提供的变压器无线监测与防盗装置的一种结构示意图；图2是本实用新型实施例提供的电流采集接口电路图；图3是本实用新型实施例提供的电压采集接口电路图；图4是本实用新型实施例提供的温度采集接口电路的电路图；图5是本实用新型实施例提供的柜门状态采集接口电路图；图6是本实用新型实施例提供的变压器无线监测与防盗装置的端子定义与接线示意图图7是本实用新型实施例提供的Atmega64L芯片的结构图；图8是本实用新型实施例提供的蜂鸣器电路图；图9是本实用新型实施例提供的指示灯电路图；图10是本实用新型实施例提供的变压器无线监测与防盗装置的另一种结构示意图；图11是本实用新型实施例提供的通信接口电路的结构示意图；图12是本实用新型实施例提供的电源电路结构图；图13是本实用新型实施例提供的充放电电路的充电电路图；图14是本实用新型实施例提供的充放电电路的放电电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。·本实用新型提供了一种变压器无线监测与防盗装置，请参见图1，其示出了上述变压器无线监测与防盗装置的一种结构，包括电流采集接口电路100、电压采集接口电路200、温度采集接口电路300、柜门状态采集接口电路400、中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit) 500以及告警电路600,其中电流采集接口电路100，用于提供获取变压器的电流的接口。请参见图2，其为本实用新型实施例提供的电流采集接口电路100的电路图。本实施例中，变压器的电流具体为三相电流:A相、B相、C相，如图2所示，在电流采集接口电路100中，三相电流通过电流互感器后，分别流经电阻Rl、R2和R3，继而在上述电阻Rl、R2和R3两端分别产生电压。电压采集接口电路200，用于提供获取变压器的电压的接口。具体地，变压器的电压为三相电压A相、B相、C相。请参见图3，其示出了电压采集接口电路200的电路图。如图所示，三相电压分别通过三个电流互感器PTl、PT2和ΡΤ3后，产生相应的电流，所产生的电流分别流经图中电阻R4、R5和R6，从而在上述电阻R4、R5和R6两端分别产生电压U4、U5和U6。温度采集接口电路300，用于提供获取变压器的温度的接口。本实施例中，获取的变压器的温度具体为变压器的铁芯温度。温度采集接口电路300的电路结构图请参见图4，本接口电路在具体工作时直接与作为温度传感器的PtlOO电阻相连，PtlOO电阻可将变压器的铁芯温度转换为电压信号，继而上述电压信号在该温度采集接口电路300中通过由电阻R32、R43和R41构成的桥式电路，之后进入到运算放大器LMV358中被放大，如图所示，运算放大器LMV358具体为由电阻R43和R38组成的10倍放大器。柜门状态采集接口电路400，用于提供获取变压器的开关柜柜门状态的接口。本实施例中，开关柜的柜门状态具体通过对开关柜柜门的两路开关量的检测获取。柜门状态采集接口电路400的电路图请参见图5，两路开关量信号分别通过电阻R71和R73后进入光耦NI、N2的前端，之后从光耦NI、N2的后端被输出至下述Atmega64L芯片的PC7、PC6引脚。[0052]请参见图6，其为本实用新型实施例提供的变压器无线监测与防盗装置针对上述各接口电路的端子定义与接线示意图，图中温度采集接口电路300的Pt接口可以接两线制或三线制Ptioo电阻，如果是两线制，则PtlOO电阻的两端分别连接图中端子14与端子15，且需把端子13用短接线连接至端子14 ;如果是三线制，则PtlOO电阻的正端接图中端子15，另外两端不作区分直接与端子13和端子14相连。两路开关量输入都是无源输入节点，不需要外加辅助电源。图中端子2、端子5、端子8及端子10分别连接A相、B相、C相三相电压及零线。而端子I、端子4和端子7分别为A相、B相、C相三相电流的电流入线端，相应地，端子3、端子6、端子9分别为上述三相电流的电流出线端。中央处理器500，与电流采集接口电路100、电压采集接口电路200、温度采集接口电路300和柜门状态采集接口电路400同时相连，用于分别通过上述各接口电路获取变压器的电流、电压、温度和柜门状态，并检测上述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常。其中，中央处理器500具体采用Atmega64L芯片实现其功能。参见图7，其为本实施例提供的Atmega64L芯片的结构图。相应地，中央处理器500通过各接口电路对变压器·的电流、电压、温度和柜门状态的获取功能，具体通过上述Atmega64L芯片对各接口电路的相应参数数据的测量以及计算得到。Atmega64L芯片获取变压器的电流的过程如下Atmega64L芯片对图2中电阻R1、R2和R3两端的电压U1、U2和U3分别进行测量；进而依据电学公式I=U/R(公知)，计算得出流经R1、R2和R3的电流，即三相电流通过电流互感器后分别对应的电流I1=U1/R1、I2=U2/R2、I3=U3/R3 ;最后依据电流互感器的变比分别对II、12和13进行计算即可得出三相电流值。相应地，Atmega64L芯片对变压器的电压进行获取的过程为Atmega64L芯片首先测量出图3中电阻R4、R5和R6两端的电压U4、U5和U6。然后，依据电学公式I=U/R以及电流互感器PT1、PT2和PT3的变比计算变压器的三相电压，此过程与上述计算变压器的三相电流的过程类似，不再详细阐述。对变压器的温度进行获取时，Atmega64L芯片的ADC7引脚接收经图4中运算放大器LMV358放大后的电压信号，之后，Atmega64L芯片对其ADC7引脚上的电压信号进行采集，并依据采集的电压信号值计算变压器的铁芯温度。Atmega64L芯片的PC7、PC6引脚接收图5中从光耦N1、N2后端输出的两路开关量信号，之后，Atmega64L芯片通过采样并检测PC7、PC6引脚的电平高低来判断两路开关量是断开还是接通，进而判断开关柜柜门状态。具体地，上述判断柜门状态的过程为若PC6、PC7引脚为高电平，则表示两路开关量断开，而两路开关量断开时，判定开关柜柜门状态为打开状态；反之，若上述引脚为低电平，则两路开关量接通，继而判定开关柜柜门为闭合状态。接下来，对检测上述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常的过程进行描述。对三相电流进行检测时，具体通过对每一相电流与预设电流值进行比较判断其是否存在异常，当其中的任意一相电流或几相电流的电流值小于预设电流值时即判定为电流异常。其中，预设电流值可根据具体需要进行设定，本实施例中，预设电流值范围为(Γ400Α可调，且检测误差低于1%。相应地，对三相电压进行检测时，具体通过对每一相电压与预设电压值进行比较判断其是否存在异常，当其中的任意一相电压或几相电压的电压值小于预设电压值时即判定为电压异常。本实施例中，预设电压值范围为(T200V可调，且检测误差低于1%。当所接收的变压器的温度值大于预设温度值时，判定为温度异常。本实施例中，预设温度值范围为40°C 180°C可调，且检测误差低于1°C ；当所检测的柜门状态为开时，即判定开关柜的柜门状态为异常。 告警电路600，与中央处理器500相连，用于当上述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项存在异常时，进行相应异常告警。具体地，告警电路600包括分别与中央处理器500相连的蜂鸣器电路和指示灯电路。参见图8和图9，其分别为蜂鸣器电路和指示灯电路的电路结构图，当变压器的电压、电流、温度及开关柜的柜门状态中的任一项或几项存在异常时，Atmega64L芯片即触发图8中蜂鸣器SPl产生连续5分钟的鸣叫告警，以及图9中相应的指示灯报警。其中，蜂鸣器SPl产生5分钟告警后，若告警未恢复，则停止5分钟，之后继续告警，否则，若告警恢复则停止鸣叫；图9中，LED5-LED7分别为A相、B相、C相三相电压的告警指示灯，LED8-LED10分别为A相、B相、C相三相电流的告警指示灯，LEDll为温度告警指示灯，LED2和LED14分别为两路开关量告警指示灯，当上述电压、电流、温度、开关量的某一参数出现异常时，相应的指示灯被触发，并以红色常亮的形式进行告警，异常恢复后，相应的指示灯灭。综上，Atmega64L芯片为整个变压器无线监测与防盗装置的核心，本实施例中，该Atmega64L芯片的资源分配情况请参见下述表I。表I
权利要求1.一种变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，包括 电流采集接口电路； 电压采集接口电路； 温度采集接口电路； 柜门状态采集接口电路； 与所述各接口电路同时相连，用于分别通过所述各接口电路获取变压器的电流、电压、温度和柜门状态，并检测所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常的中央处理器； 与所述中央处理器相连，用于当所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项存在异常时，进行相应异常告警的告警电路。
2.根据权利要求I所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，还包括与所述中央处理器相连，用于远程发送异常信息的通信接口电路。
3.根据权利要求2所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，所述通信接口电路具体采用无线通信接口电路。
4.根据权利要求3所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，所述通信接口电路远程发送的异常信息具体采用短信的形式。
5.根据权利要求I所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于还包括与所述中央处理器相连的，用于对其进行供电的电源模块。
6.根据权利要求I所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于还包括与所述中央处理器相连的，用于提供备用电源的充放电电路，其中 所述充放电电路包括充电电路和放电电路。
7.根据权利要求I所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，所述告警电路包括分别与所述中央处理器相连的蜂鸣器电路和指示灯电路。
8.根据权利要求I所述的变压器无线监测与防盗装置，其特征在于，所述中央处理器具体采用Atmega64L芯片。
专利摘要本实用新型公开了一种变压器无线监测与防盗装置，其包括电流采集接口电路；电压采集接口电路；温度采集接口电路；柜门状态采集接口电路；与所述各接口电路同时相连，用于分别通过所述各接口电路获取变压器的电流、电压、温度和柜门状态，并检测所述电流、电压、温度和柜门状态中的任一项或几项是否存在异常的中央处理器；与所述中央处理器相连，用于进行异常告警的告警电路。可见，本实用新型具有同时监测变压器的电压、电流、温度以及开关柜的柜门状态的功能，实现了对上述四种参数的完全监测及异常告警，从而在上述四种参数存在异常时，可及时采取相应维修或防盗措施，进一步降低了异常事件所导致的风险。
文档编号G01R31/00GK202693700SQ201220285958
公开日2013年1月23日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者李陈, 黄国林, 汪庆, 毛华彬 申请人:四川中浩控制技术有限公司