专利名称：电力负荷远程监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于配电自动化监测领域，尤其涉及一种带有高精度计量功能、大容
量数据存储功能的电力负荷远程监测系统。
背景技术：
10Kv变压器是配电网的最后一级变压器，它处于电网与用户之间，直接面对用户，是使用量最大的电力设备之一，以一个地级市而言，用量可以达到上万套。10Kv变压器分布分散，安装形式多样，主要包括杆变、箱变和配变；因为大部分变压器处于室外，环境条件相对比较恶劣，对变压器运行状态的监测造成了许多困难。主要难题是如何将从变压器上采集的各种实时数据、历史数据和统计数据进行存储和上传，以及如何合理应用所获得的数据为配电网的安全和经济运行辅助决策服务。

发明内容本实用新型主要解决10Kv变压器因安装分散造成的电能计量不便、各电气参数不能准确及时获得的问题，并能及时发现变压器的不正常工作情况，有利于配电自动化建设和电力营销；提供一种能够远程监测变压器的各类电气参数，能够高精度地计量用电情况的电力负荷远程监测系统。 本实用新型包括安装于10Kv变压器低压侧的监测终端和与终端通过GPRS无线通信或485总线通信进行远程通信的监控中心。相关技术问题通过下述技术方案解决[0005] —种电力负荷远程监测系统，包括安装于变压器低压侧的监测终端和与监测终端通过GPRS或485总线进行远程通讯的监控中心，其中监测终端包括CPU模块及与CPU模块相连的电气量采集模块、数据存储模块、GPRS通信模块、485通信模块、液晶显示模块以及为整个监控终端提供电源的电源模块； 其中监测终端通过GPRS通信模块和485通信模块与监控中心相连。
图1是监测终端电气接线图。[0008] 图2是系统功能框图。 图2中1. CPU模块，2.电气量采集模块，3.数据存储模块，4. GPRS通信模块，5. 485通信模块，6.液晶显示模块，7.电源模块，8.监测终端，9.监控中心。
具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。[0011] 实施例1 :本实施例的电力负荷远程监测系统，如图2所示，包括安装于10Kv变压器低压侧的监测终端8和与监测终端8通过GPRS或485总线进行通信的监控中心9。监测终端8采用模块化设计，包括CPU模块1及与CPU模块1相连的电气量采集模块2、数据存储模块3、GPRS通信模块4、485通信模块5、液晶显示模块6以及为整个监控终端提供电源的电源模块7。各模块都有可直接替换的实现不同功能的不同版本，以实现用户的具体要求；监测终端具有良好的功能可扩展性，可以外接其他模块，以增加功能。[0012] 监测终端8安装于10Kv变压器的低压侧，如图1所示，采用三相四线接法，三相均可通过电源模块7为整个终端提供电源，具有良好的可靠性。电气量采集模块2采用非介入方式得到变压器的运行参数，并送给CPU模块1， CPU模块1对数据进行处理后，按照通信规约要求的格式组成报文，存储于数据存储模块3，应监控中心的招抄命令，通过GPRS通信模块4或485通信模块5按照通信规约进行数据上报。监控中心可以实时地了解变压器的运行情况可以得到各类运行数据统计，为提高供电质量和维护设备运行提供有力的帮助。[0013] 监测终端具有以下功能 通过直接输入三相四线电压和电流，经过离散采样后计算得到相关电量数值并存储，进行对电量数值统计，具有事件记录等功能。包括 1整点数据记录记录整点三相电压和电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、四象限电量。 2累计数据统计统计每日电压、电流、有功功率、无功功率最大值及出现时间；电压最小值及出现时间；电流不平衡率(通过三相电压或电流的平均值与每相偏差的最大值除以三相平均值来估算，通常用百分比形式表达)最大值及出现时间；每日四象限电量(每天24点整冻结1次)；零序电流、零序电压的日最大值；每日电压超上限时间、超下限时间(单相越限即为越限)、电压不合格时间(每相电压超上、下限时间之和)、运行时间、失电时间(指三相电压均低于50%)。 3数据存储监测终端能保存最近不少于95天各类统计、记录数据，监测终端一旦失去工作电源保证机内储存数据完整。 4监测终端能预置并按运行要求设定被监测电压的超上限值和越下限值(统一给定定值，装置出厂时设定)。 5监测终端设置开机自检和自动恢复系统，恢复时间应小于或等于2s，使其在允许使用条件下，能连续正常工作。 6可按规定输出储存的各项记录与统计值；监测终端调换后，历史数据能正确导
入到系统中或新替换的设备中去。导入方法根据无线协议，原设备修复后让设备自动登入
服务器，根据保存的日期事件，由服务器选择需要导入的整点及统计数据。 7监测终端具有有功和无功光电隔离无源校验脉冲输出，脉冲宽度为64ms。 8监测终端有液晶显示功能。 9监测终端系统时间的更改不影响整点数据的转存，监控中心对时时如果时间跨
越整点转存时间则先转存后再更改时间。[0024] IO有两路遥信量功能。 11监测终端的累计正向有功电量、累计反向有功电量、累计正向无功电量、累计反向无功电量可做清零设置。 12监测终端通过GPRS无线公网，与监控中心服务器进行连接并完成数据通讯，支持GPRS900/1800双频。 13支持主动定时数据上传或接收监控中心召回命令数据上传的远传方式，即每天0点后定时传回相应的整点数据及相关统计数据。 14根据需要人工下发命令，实时查询当前监测终端全部数据功能。 15监测终端通过串口 RS485与监控中心/上位机进行连接，其规约及格式满足
IEC102无线公网规约和Modbus规约。 16上传信息量类型 整点三相电压和电流、零序电压、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数、四象
限电量；每日电压、电流、有功功率、无功功率最大值及出现时间；电压最小值及出现时间；
电流不平衡率最大值及出现时间；每日四象限电量(每天24点整冻结1次)；零序电流、零
序电压的日最大值海日电压超上限时间、超下限时间(单相越限即为越限)、电压不合格
时间、运行时间、失电时间(指三相电压均低于50 % )。 监测终端具有无线GPRS通信和有线485通信两种通信方式。 监测终端的电气量采集模块满足0. 2s级别的精度要求。 监测终端的电源模块由电网供电，可以三相同时供电或任一相单独供电。 监测终端的GPRS远程通信遵循IEC102规约而485通信遵循Modbus规约。 监控中心具有以下功能 1通过GPRS、485总线等方式与通过无线或有线方式接入的监测终端进行数据通讯。 2查询每个监测终端的实时数据和历史统计数据。[0039] 3查询监测终端安装位置的遥信信息。 4历史数据、报表曲线查询。各种数据均可保存为HTML格式或EXCEL表格，便于阅读。 5设定远程终端的参数，如上下线时间、设备地址、IP地址等。 本实用新型利用电源模块7进行供电，通过电气量采集模块2采集各类数据，包括各相的电压、电流、功率、功率因数、四象限电能等等。采集所得电气量按照不同类型存储于存储模块。各类数据按照通信规约的要求组成报文，与监控中心9之间进行GPRS远程通讯或通过485总线与监控中心9进行有线通信。 对于电气量采集模块2，考虑到需要采集各种实时数据，并且有高的精度要求，故采用防窃电专用计量芯片ATT7022进行。该芯片精度高，数据包括合相和分相的各类电气参数。芯片提供SPI接口，方便与CPU进行计量参数与校表参数的传递。[0044] 系统主芯片选取ARM7。 ARM芯片采用性价比较高的Lpc2138。可以完全满足本实用新型的各种要求，且留有一定的设计裕量，方便功能的扩展。 配合CPU主芯片进行外围电路的设计，包括采用16M的flash存储器对各类统计数据进行存储；采用32K的铁电对读取频繁的数据进行存储；采用IIC接口的液晶显示屏作为人机界面。利用ARM的扩展功能，还可以选配键盘等外接设备，方便操作。[0046] GPRS通信模块4选取GR64，该模块可靠性高，应用方便。 电源模块7采用高可靠性的低压变压器配合外围电路组成，直接从电网取电，三相可同时供电，如果有某相或某两相停电，其余相皆可单独供电，保证了电源的冗余度，具有很高的可靠性。
权利要求一种电力负荷远程监测系统，其特征在于包括安装于变压器低压侧的监测终端(8)和与监测终端(8)通过GPRS或485总线进行远程通讯的监控中心(9)，所述监测终端(8)包括CPU模块(1)及与CPU模块(1)相连的电气量采集模块(2)、数据存储模块(3)、GPRS通信模块(4)、485通信模块(5)、液晶显示模块(6)以及为整个监控终端提供电源的电源模块(7)；所述监测终端(8)通过GPRS通信模块(4)和485通信模块(5)与监控中心(9)相连。
专利摘要本实用新型涉及一种电力负荷远程监测系统，包括安装于配电设备处的监测终端和与这些监测终端通过GPRS或485总线进行远程通信的监测主站。监测设备包括CPU模块及与之相连的电气量采集模块、GPRS通信模块、485通信模块、数据存储模块、液晶显示模块。为整个监测终端提供工作电源的电源模块采用电网供电，三相可同时供电，每相皆可独立供电。本实用新型能实时采集和存储配电设备(变压器)的各类运行数据，并通过GPRS无线网络或485总线向监控主站报告，使得用电设备得到及时有效的监控，有利于配电自动化建设。
文档编号G01R21/00GK201541148SQ20092007242
公开日2010年8月4日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者吴军生, 燕存良, 王红雨 申请人:上海资和通信科技有限公司