CN2278300Y - 电力用户综合监控装置 - Google Patents
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Abstract
一种电力用户综合监控装置,包括有信号输入部分由:电压采样、正常电流采样、异常电流采样、防窃电采样、电度表采样、开关状态输入、IC卡读写器、键盘部分、时钟部分、调制解调器组成,运算处理部分由:单片机、存贮器组成,控制输出部分由:回路控制输出、无功补偿控制输出、跌落开关控制输出、显示、报警、语言提醒、打印控制、运行记忆组成;***信息经CPU采样、计算、分析、判断后,将数值送显示和记忆,***可实现手动、自动操作,所有信息可进行遥测、遥控、遥信。
Description
本实用新型是一种电力用户综合监控装置，是集监视、控制、保护为一体的装置，属于电力控制保护技术。
计划用电、安全用电、节约用电一直是电力部门的重要管理环节，也是国民经济发展的重要组成部分，为此本领域已有多种产品及技术问世，如专利申请号：89211255.7“变电所无线电监控及电力负荷控制装置”该装置具有电力负荷无线电遥测、遥控、遥信，但对用户***缺乏控制和保护，又如专利申请号：90103772.9“单片机智能模块式变电站监控***”该***具有电量采样，开关量输入、输出、线路故障诊断等功能，但每个模块都带有单片机，造价较高，且不能对用户***实现全面控制，如用户***的无功补偿和跌落开关控制，并缺少运行记忆及预付电费功能，只适用于变电站，不适用于广大电力用户***，此领域里目前尚无一综合性监控装置适用于广大电力用户。
为了克服上述不足，本实用新型的目的是：提供一种集电力用户各种控制、保护、记忆、显示、通讯、预付电费于一体的，软、硬件自由组态，采用单片机为核心的电力用户综合监控装置。
本实用新型一种电力用户综合监控装置，该装置具有一机箱、在机箱的前面板上装有LED显示器、时钟、LCD显示屏、键盘、IC卡插座，在机箱的后面板上设有供输入输出信号输入输出的槽孔，在机箱内装有电路板及电源。
该装置主要由信号输入部分、运算处理部分和控制输出三部分组成；该信号输入部分包括有：电压采样2、正常电流采样3、异常电流采样4、防窃电采样5、电度表采样6、开关状态输入7、IC卡读写器8、键盘部分9、时钟部分10、调制解调器11，该运算处理部分包括有：单片机CPU1、存贮器12，该控制输出部分包括有：回路控制输出13、无功补偿控制输出14、跌落开关控制输出15、显示16、报警、语音提醒17、打印控制18、运行记忆19，上述三部分共具有以下电路：主控制电路、回路控制电路、显示电路、无功补偿控制输出电路、跌落开关控制输出电路、报警、语音提醒电路及打印控制电路；
该主控电路由电压采样、正常电流、异常电流、有功电度、无功电度、主变温度、窃电信号采样等传感器，4066模拟开关U9、U10、U11，8098单片机U1，373锁存器U2，EPROM 27128光可擦写只读存贮器U3，EEPR0M 2864电可擦写只读存贮器U4，RAM6264随机存贮器U5，138、139译码器U14、U13A、U15A、U15B，8583时钟U16，8584I2C总线模块U6，IC卡读写器U17、8574键盘和键盘接口模块U7组成；
由传感器发来的信号经模拟开关送单片机，经单片机内A/D转换后送6264随机存贮器暂存，经单片机分析、判断后将24小时中的峰、平、谷(最大需量)电气参数送2864存贮器记忆，若发现异常参数或用户违章时立即送2864存贮器记忆，单片机与调制解调器连接，用户、调度及管理机关可通过电话网传递信息达到遥控、遥测、遥信之目的，从而实现了负荷等参量的动态控制和违章取证。由于8098单片机内无I2C总线，故总线模块8584与单片机的D0-D7数据端连接，为***提供了I2C总线。8583时钟为***提供标准时钟，IC卡读写器为***提供预付电费、定量负荷控制、运行信息取证提供服务。各种命令通过键盘经8574、经I2C总线送往单片机CPU处理。
该回路控制电路由I2C总线并行扩展芯片8574、光电藕合器、二极管、三级管、电阻和继电器组成；
由单片机CPU将控制信息经I2C总线扩展芯片8574输出，其中，U20(8574)输出1-8路，其中第1路为总回路合闸控制，第2路为总回路分闸控制，第3-8路为1-6分路分、合闸控制；U21(8574)为1-8路开关状态信号输入，其中第1′路为总回路合闸状态，第2′路为总回路分闸状态，第3′-8′路为1-6分路分、合闸状态，各开关状态通过8574经I2C总线扩展芯片传递给单片机CPU。
该显示电路由I2C显示驱动芯片1064、液晶驱动芯片8576、LED管、LCD屏组成；
由单片机CPU将***的电压、电流、有功功率、无功功率(功率参数)送I2C总线，由1064驱动显示电气参数；用户输入的参数、命令及单片机CPU自动记录的信息由8576驱动液晶屏显示。
该无功补偿控制输出电路由I2C总线扩展芯片8574、二极管、三极管、电阻、继电器组成；
由单片机CPU将信息经I2C总线送往8574，U43(8574)1-4路为子母电力电容器其容量分别为8、4、2、1千乏的控制输出，U44(8574)分别为5-12路通用电力电容器控制输出。
该跌落开关控制输出电路由I2C总线扩展芯片8574、二极管、三极管、电阻、继电器组成；
由单片机CPU将控制信息由I2C总线送8574分别驱动J21、J22、J23使A、B、C相跌落开关分别进行分、合闸操作。
该报警、语音提醒电路由语音处理器TC8830AF、语言库EPROM、数据库SRAM、放大器LM386、扬声器SP、电容组成；
***需要报警时由CPU将报警数据经PWM端口送放大器LM386，然后由扬声器SP发声；***需要语音提醒时，由单片机CPU选通语音处理器TC8830AF，将所需语音送放大器LM386由扬声器SP发音，语音处理器TC8830AF的CF端接主控电路译码器U14的4Y4。
该打印控制电路是将一台微型打印机接入***，数据线D0-D7与单片机8098的数据线端口连接，写信号WR、读信号RD分别与8098写、读端口连接，BUSY与8098的外中断EXTINT连接，CS由主控电路中的译码器U14的4Y5选通，需要时可从打印机上输出各种数据和信息。
本实用新型的优点是：①给电力用户特别是中小型电力用户提供一种监视、控制、保护设备，为电力设备的安全、可靠运行提供了保障，由于本设备集控制、保护、显示、运行记忆、预付电费于一体，故性价比很高。②由于采用硬件自由组合，软件任意设定，使本监控装置能适用于所有的电力用户。③由于***内设有标准时钟，能分别计算出用户的峰、平、谷电度、最大需量，实现多电价级别计费和控制。④由于***设有IC卡读写器和外接通讯调制解调器，故可分别用于动、静态负荷实时调度和监控，做到避峰不拉闸，限电不停电，并能做到电费可预付，违章可取证。⑤由CPU计算出的无功电量，配合子母电力电容器可实现无功跟踪补偿。
本实用新型共有如下附图：
图1.***方框图。
图2.主控电路图。
图3.回路控制电路图。
图4.显示电路图。
图5.无功补偿控制电路图。
图6.跌落开关控制输出电路图。
图7.报警、语音提醒电路图。
图8.打印控制电路图。
图9.本实用新型外观示意图。
***方框图和外观示意图中标号如下：101、102、103、104.LED显示器105.时钟 106.LCD显示屏 107.键盘108.IC卡插座 109.机箱1.单片机CPU2.电压采样 3.正常电流采样 4.异常电流采样5.防窃电采样 6.电度表采样 7.开关状态输入8.IC卡读写器 9.键盘部分 10.时钟部分11.调制解调器
电路图中元器件标号如下：U1.8098单片机 U2.锁存器U3.光可擦写只读存贮器27128 U4.电可擦写只读存贮器2864U5.随机存贮器6264 U6.I2C总线扩展模块8584U7.键盘和键船盘接口模块8574U8～U11.模拟开关4066U12A～D.反相器U14、U13A、U15A、U15B.译码器138、139 U16.时钟8583U17.IC卡读写器U20、U21、U45.I2C总线扩展芯片8574U22～U37.光电藕合器 D.二极管 N.三极管R.电阻 J.继电器U38、U41.显示驱动芯片1064 U42.液晶驱动芯片8576LED.显示管 LCD.显示屏U46.语音库EPROM U47.语音处理器TC8830AFU48.数据库SRAM U49.放大器LM386 SP.扬声器
本实用新型的实施及工作过程如下：
本实用新型一种电力用户综合监控装置，请参阅图9所示，该装置具有一机箱109、在机箱109的前面板上装有LED显示器101～104，该LED显示器显示***的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，装有时钟、LCD显示屏、该LCD显示屏主要显示***当前运行及记忆信息，还装有键盘、IC卡插座等，在机箱的后面板上设有供输入输出信号的输入输出槽孔。
请参阅图1所示，该装置主要由信号输入部分、运算处理部分、控制输出部分等组成；该信号输入部分包括有：电压采样2、正常电流采样3、异常电流采样4、防窃电采样5(该防窃电采样由主变出线处专用CT组成，该部分电路图中未示)、电度表采样6、开关状态输入7、IC卡读写器8、键盘部分9、时钟部分10、调制解调器11(电路图中未示)，该运算处理部分包括有：单片机CPU1、存贮器12，该控制输出部分包括有：回路控制输出13、无功补偿控制输出14、跌落开关控制输出15、显示16、报警、语音提醒17(紧急状态下采用报警方式，提示和预告情况下采用语音提醒方式)、打印控制18、运行记忆19，该信号输入部分、运算处理部分和控制输出部分共具有以下电路，主控制电路、回路控制电路、显示电路、无功补偿控制输出电路、跌落开关控制输出电路、报警、语音提醒电路及打印控制电路(请参阅图2～8所示)；上述电路制成电路板装入机箱内，在机箱内还装有电源等。
***电量及信息经CPU采样、计算、分析、判断、然后将正常值送显示和记忆，并对***实现正常的手动、自动操作，发现异常立即记忆，并根据事先软件设定分别发出预告、警告和动作跳闸，所有信息可进行遥测、遥信和日后取证分析。
该装置还可根据用户的需要和要求，对硬件进行自由组合，软件任意设定，组成多功能、多品种、多规格适用于各种等级的电力用户综合性的监控装置。
Claims (7)
1.一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该装置主要由信号输入部分、运算处理部分和控制输出三部分组成；该信号输入部分包括有：电压采样、正常电流采样、异常电流采样、防窃电采样、电度表采样、开关状态输入、IC卡读写器、键盘部分、时钟部分、调制解调器，该运算处理部分包括有：单片机CPU、存贮器，该控制输出部分包括有：回路控制输出、无功补偿控制输出、跌落开关控制输出、显示、报警、语音提醒、打印控制、运行记忆，上述三部分共具有以下电路：主控制电路、回路控制电路、显示电路、无功补偿控制输出电路、跌落开关控制输出电路、报警、语音提醒电路及打印控制电路；
该主控电路由电压采样、正常电流、异常电流、有功电度、无功电度、主变温度、窃电信号采样等传感器，4066模拟开关，8098单片机，373锁存器，EPROM 27128光可擦写只读存贮器，EEPROM 2864电可擦写只读存贮器，RAM 6264随机存贮器，138、139译码器，8583时钟，8584I2C总线模块，IC卡读写器、8574键盘和键盘接口模块组成；
由传感器发来的信号经模拟开关送单片机，经单片机内A/D转换后送6264随机存贮器暂存，经单片机分析、判断后将24小时中的峰、平、谷(最大需量)电气参数送2864存贮器记忆，单片机与调制解调器连接，总线模块8584与单片机的D0-D7数据端连接，为***提供了I2C总线。8583时钟为***提供标准时钟，IC卡读写器为***提供预付电费、定量负荷控制、运行信息取证，各种命令通过键盘经8574、经I2C总线送往单片机CPU处理。
2.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该回路控制电路由I2C总线并行扩展芯片8574、光电藕合器、二极管、三级管、电阻和继电器组成；
由单片机CPU将控制信息经I2C总线扩展芯片8574输出，其中，U20(8574)输出1-8路，其中第1路为总回路合闸控制，第2路为总回路分闸控制，第3-8路为1-6分路分、合闸控制；U21(8574)为1-8路开关状态信号输入，其中第1′路为总回路合闸状态，第2′路为总回路分闸状态，第3′-8′路为1-6分路分、合闸状态，各开关状态通过8574经I2C总线扩展芯片传递给单片机CPU。
3.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该显示电路由I2C显示驱动芯片1064、液晶驱动芯片8576、LED管、LCD屏组成；
由单片机CPU将***的电压、电流、有功功率、无功功率(功率参数)送I2C总线，由1064驱动显示电气参数；用户输入的参数、命令及单片机CPU自动记录的信息由8576驱动液晶屏显示。
4.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该无功补偿控制输出电路由I2C总线扩展芯片8574、二极管、三极管、电阻、继电器组成；
由单片机CPU将信息经I2C总线送往8574，U43(8574)1-4路为子母电力电容器其容量分别为8、4、2、1千乏的控制输出，U44(8574)分别为5-12路通用电力电容器控制输出。
5.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该跌落开关控制输出电路由I2C总线扩展芯片8574、二极管、三极管、电阻、继电器组成；
由单片机CPU将控制信息由I2C总线送8574分别驱动J21、J22、J23使A、B、C相跌落开关分别进行分、合闸操作。
6.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该报警、语音提醒电路由语音处理器TC8830AF、语言库EPROM、数据库SRAM、放大器LM386、扬声器SP、电容组成；
***需要报警时由CPU将报警数据经PWM端口送放大器LM386，然后由扬声器SP发声；***需要语音提醒时，由单片机CPU选通语音处理器TC8830AF，将所需语音送放大器LM386由扬声器SP发音，语音处理器TC8830AF的CF端接主控电路译码器U14的4Y4端。
7.根据权利要求1所述的一种电力用户综合监控装置，其特征在于：该打印控制电路是将打印机的数据线D0-D7与单片机8098的数据线端口连接，写信号WR、读信号RD分别与8098写、读端口连接，BUSY与8098的外中断EXTINT连接，CS由主控电路中的译码器U14的4Y5端选通。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 96215946 CN2278300Y (zh) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 电力用户综合监控装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN 96215946 CN2278300Y (zh) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 电力用户综合监控装置 |
Publications (1)
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| CN2278300Y true CN2278300Y (zh) | 1998-04-08 |
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| CN 96215946 Expired - Fee Related CN2278300Y (zh) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 电力用户综合监控装置 |
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| CN (1) | CN2278300Y (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1316713C (zh) * | 1999-12-28 | 2007-05-16 | 东芝株式会社 | 电力***监控装置及其设备信息生成装置 |
| CN101276222B (zh) * | 2007-03-29 | 2011-01-05 | 株式会社日立制作所 | 设备监视显示装置以及设备监视显示方法 |
| CN101582195B (zh) * | 2009-06-09 | 2012-06-20 | 深圳中兴力维技术有限公司 | 一种在动力环境监控***中的告警生成方法 |
| CN102621363A (zh) * | 2012-03-30 | 2012-08-01 | 上海市电力公司 | 一种智能单相电能计量箱 |
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1996
- 1996-07-22 CN CN 96215946 patent/CN2278300Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1316713C (zh) * | 1999-12-28 | 2007-05-16 | 东芝株式会社 | 电力***监控装置及其设备信息生成装置 |
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