[發明專利]變壓器信息遠傳數據采集裝置

在審

• 申請號: 201610365088.6
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107436161A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 王紅亮;龐佳;張鵬
• 申請（專利權）人: 四方特變電工智能電氣有限公司
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 王倩

技術領域

本發明涉及對變壓器運行狀監測及數據傳輸的一種裝置。實現對變壓器開關量信號、4-20mA信號、溫濕度信號進行實時監測，采用無線傳輸技術實現將采集的數據上傳至后臺服務器。

背景技術

變壓器是變電站內設備的核心組成部分，在實際運行過程中，可通過對其狀態量信號監測來判斷其運行情況。變壓器本身成本高，一旦發生故障，成本損失以及對國民經濟、居民生活影響重大。因此，對變壓器運行參數進行實時監測意義重大。

市場上很多產品可以對變壓器開關量信號進行監測并通過光字牌顯示，但多數都是需要先將變壓器狀態信號通過線纜有線接入到端子箱，然后在端子箱內取信號。有的產品現場將信號采集到，然后有線傳輸到控制中心或者保護室。這種情況下都需要鋪設大量線纜，施工過程中人力成本和物力成本大。

發明內容

針對變壓器狀態監測過程中存在的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種可對變壓器開關量信號，4-20mA信號，現場溫度進行采集監測，無需現場走線，采用無線傳輸技術，對監測數據進行無線遠傳的裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：變壓器信息遠傳數據采集裝置，包括CPU以及與其連接的開關量信號處理電路、4-20mA信號處理電路、溫濕度信號處理電路、無線通信電路、實時時鐘電路、電源電路。

所述4-20mA信號處理電路采用雙向穩壓二極管、運放、肖特基二極管；輸入的4-20mA正、負信號線之間連有雙向穩壓二極管，還通過依次連接的分壓電路、濾波電路、運放與CPU連接；運放的正向輸入端與濾波電路輸出端連接，反向輸入端與運放輸出端連接，運放輸出端與肖特基二極管的串接端連接，肖特基二極管的陰極與電源連接，肖特基二極管的陽極接模擬地。

所述分壓電路包括三個電阻；輸入的4-20mA正、負信號線分別串聯一個電阻后作為分壓電路的正輸出端和負輸出端；正輸出端和負輸出端之間并聯一個電阻。

所述濾波電路包括兩個電阻和兩個電容；分壓電路的正端通過串聯的兩個電阻與運放的正向輸入端連接，串聯的兩個電阻間結點、運放的正向輸入端與分壓電路的負端間分別連有電容。

所述無線通信電路包括無線通信芯片以及與其連接的電源控制電路、SIM卡保護電路。

所述電源控制電路包括MOSFET管和三極管Q2；MOSFET管的漏極與無線通信芯片連接，還通過并聯的陶瓷電容和鉭電容與無線通信芯片的接地端連接；MOSFET管的源極與電源連接，柵極與三極管集電極連接后，通過電阻與電源連接；三極管的發射極接地，基極通過電阻與CPU連接。

所述SIM卡保護電路包括保護二極管；保護二極管的兩個正極接地，四個負極與無線通信芯片連接，還與SIM卡電路連接。

所述無線通信芯片還通過三極管Q4與CPU連接；所述三極管Q4的基極與CPU連接，發射極接地，集電極與無線通信芯片連接，集電極還通過并聯的電阻和二極管與電源連接；無線通信芯片的數據發送端、接收端、數據終端準備端與CPU連接，無線通信芯片的天線端與天線連接。

所述無線通信芯片的網絡指示狀態端經電阻與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的集電極用于連接指示燈，發射極接地。

變壓器信息遠傳數據采集裝置還包括RS485通信電路、繼電器電路和數碼管顯示電路。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.裝置可以實時監測變壓器運行狀態中的開關量信號，4-20mA信號。

2.裝置采用無線傳輸技術，通過SIM卡實現對監測數據的無線傳輸。不需現場走線就可以將采集到的數據遠傳。減少現場線纜施工帶來的人力和財力 成本。

3.裝置支持上位機通信功能，可以通過串口實現對裝置參數的設定和監測數據的讀取，方便現場的調試及故障分析處理。

4.裝置具有溫濕度采集功能，可對運行現場溫濕度進行監測。

5.裝置支持兩路RS485通信，滿足特殊現場數據的有線傳輸需求。

6.裝置支持一路繼電器輸出，節點電壓等級5A/250AC,1A/DC24V。

附圖說明

圖1是本發明的結構圖；

其中，1、開關量信號處理電路，2、4-20mA信號處理電路，3、溫濕度信號處理電路，4、CPU，5、無線通信電路，6、RS485電路，7、繼電器電路，8、實時時鐘電路，9、電源電路，10、數碼管顯示電路。

圖2是4-20mA信號處理電路圖；

圖3是無線通信電路圖。