一種基于gprs的電纜載流量預警系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于自動裝置開發(fā)領域，特別涉及一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的迅速發(fā)展，人們對生活環(huán)境的要求越來越高，對電能的需求尤為突出。人們不僅要求電能可以安全穩(wěn)定的輸送至用戶手中，對發(fā)電總量的需求也越來越高。同時隨風能、太陽能等新能源的興起，電力電纜作為孤島供電和風電傳輸?shù)奈ㄒ环绞?，電力電纜得到了廣泛的應用。因此電力系統(tǒng)在提高發(fā)電總量的同時，也增加了電纜總量的鋪設。電纜鋪設量的增加導致電纜在城市電網中的比重越來越高，電網人員在電力電纜的監(jiān)測、管理和維護上的投入越來越大。這一問題已經成為現(xiàn)代城市電網的普遍特點之一。為了提高電力電纜的的輸送能力，并且保證電力電纜的運行環(huán)境安全可靠，必須對工作中的電纜進行監(jiān)測，這可以有效提高電網工作人員對電網實時工作狀態(tài)的掌控能力，讓系統(tǒng)調度人員可以在分配負荷時做出更合理的決策，讓系統(tǒng)在局部出現(xiàn)狀況時得到有效的應對策略。
[0003]本實用新型利用電網提供系統(tǒng)所需要的電源，通過對電纜的運行溫度和載流量進行監(jiān)測，將實時數(shù)據經GPRS傳送至控制端，通過單片機處理對整個系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)測和預警，最終使電纜可靠有效的運行;整個裝置結構簡單，效果明顯，節(jié)省資源。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的是提供一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0005]主要包括電源模塊、傳感和調理模塊、數(shù)據采集模塊、數(shù)據通信模塊、系統(tǒng)控制模塊。各部分之間的連接關系為:電源模塊通過穿心式電流互感器經電阻采樣變?yōu)榻涣麟妷?，再對電壓量進行整流處理，進而提供電源;預警系統(tǒng)使用不同的傳感和調理電路獲得溫度和電流兩個變量，將傳感和調理的信號送入片選芯片，由單片機控制芯片將采集信號經A/D轉換器轉為數(shù)字信號，數(shù)字信號經GPRS模塊傳至單片機控制系統(tǒng)，經單片機計算獲得線芯溫度和電流的變化情況。
[0006]所述電源模塊為AC/DC模塊，擬用穿心式電流互感器結構，將感應電流經電阻采樣后變成交流電壓量，再對交流電壓量進行整流處理，得到所需的電源電壓。+5V/DC電壓為系統(tǒng)控制模塊、GPRS模塊和數(shù)據采集模塊的供電電源；± 12V/DC為傳感和調理模塊供電電源。
[0007]所述傳感和調理模塊包括溫度和電流傳感和調理兩部分。采用雙AD590測量平均溫度，下接阻值5K電阻將信號轉換為電壓信號，后接0P07運放芯片隔離前端輸入干擾信號，穩(wěn)定電壓信號;使用電阻分壓電路，使電阻和電位器串聯(lián)接地，使用LM336-5作為電位器的穩(wěn)壓源，調節(jié)電位器輸出電壓2.73V(代表0°C溫度信號的電壓)，測得的電壓信號與電位器電壓作差動輸入，對應關系為T=1Vo;電流信號經互感器采集后進行整流，將直流信號經A/D轉換通過PIN 口送入采集電路，經采樣電阻后變?yōu)殡妷盒盘?信號經電壓跟隨器的隔離，通過二極管和電阻的反饋電路實現(xiàn)整流，同時可以通過電阻控制信號的大小。
[0008]所述數(shù)據采集模塊包括片選電路和A/D轉換電路，將待測信號按照預警系統(tǒng)的要求轉換為數(shù)字量;預警系統(tǒng)利用片選芯片CD4051設計了量程選擇電路，不同的電流量程范圍對應相應的傳輸通道;信號經A/D電路傳輸至單片機系統(tǒng)，電路芯片為AD7895，轉換時間為3.8微秒，最小可分辨電壓為1.22mV。
[0009]所述數(shù)據通訊模塊包括GPRS模塊和基于RS232的串口通訊模塊及其外圍電路；GPRS采用TC35模塊，利用GSM網絡發(fā)送信息，覆蓋面廣，成本低，可靠性高；接口芯片使用MAX232，其可以按照不同標準的高電平進行數(shù)據通訊，準確實現(xiàn)單片機與上位機的通訊。
[0010]所述系統(tǒng)控制模塊使用單片機STC89C52RC，具有很強的抗干擾性。
【附圖說明】
[0011]圖1是所述一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)功能框圖。
[0012]圖2是所述一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)的軟件流程圖。
【具體實施方式】
[0013]本實用新型提供了一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)。下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型做進一步說明。
[0014]圖1所示為所述電纜載流量預警系統(tǒng)功能框圖，主要包括電源模塊、傳感和調理模塊、數(shù)據采集模塊、數(shù)據通信模塊、系統(tǒng)控制模塊。如圖1所示，所述電源模塊為AC/DC模塊，擬用穿心式電流互感器結構，將感應電流經電阻采樣后變成交流電壓量，再對交流電壓量進行整流處理，得到所需的電源電壓。+5V/DC電壓為系統(tǒng)控制模塊、GPRS模塊和數(shù)據采集模塊的供電電源；±12V/DC為傳感和調理模塊供電電源;預警系統(tǒng)使用不同的傳感和調理電路獲得溫度和電流兩個變量，傳感和調理的信號經片選電路和A/D轉換電路，將待測信號按照預警系統(tǒng)的要求轉換為數(shù)字量;預警系統(tǒng)利用片選芯片CD4051設計了量程選擇電路，不同的電流量程范圍對應相應的傳輸通道;信號經A/D電路傳輸至單片機系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)經數(shù)據通信模塊實現(xiàn)與上位機的數(shù)據傳輸。
[0015]圖2所示為所述電纜載流量預警系統(tǒng)的軟件流程圖。初始化單片機后不斷讀取采集與調理的溫度與電流信號，對監(jiān)測到的信號與正常運行時電纜的溫度與電流限值進行對比，判斷此時電纜的運行情況;若此時電纜運行出現(xiàn)故障，上位機系統(tǒng)控制模塊進行程序預警，調度人員進行調度安排;若監(jiān)測電纜運行溫度與載流量在限值以內，則停止預警。
【主權項】
1.一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:包括電源模塊、傳感和調理模塊、數(shù)據采集模塊、數(shù)據通信模塊、系統(tǒng)控制模塊； 各部分之間的連接關系為:電源模塊通過穿心式電流互感器經電阻采樣變?yōu)榻涣麟妷?，再對電壓量進行整流處理，進而提供電源;預警系統(tǒng)使用不同的傳感和調理電路獲得溫度和電流兩個變量，將傳感和調理的信號送入片選芯片，由單片機控制芯片將采集信號經A/D轉換器轉為數(shù)字信號，數(shù)字信號經GPRS模塊傳至單片機控制系統(tǒng)，經單片機計算獲得線芯溫度和電流的變化情況。2.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器模塊型號為AD590。3.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度調理電路下接5K電阻，將電流信號轉換為電壓信號，后接0P07構成的電壓跟隨器進行隔離穩(wěn)壓，使用LM336-5作為電位器的穩(wěn)壓源。4.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述電流傳感器型號為BA05-AI。5.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據采集模塊使用的片選芯片型號為⑶4051。6.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據通訊模塊使用的GPRS型號為TC35。7.根據權利要求1所述的一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)控制模塊型號為STC89C52RC。
【專利摘要】本實用新型屬于自動裝置開發(fā)領域，特別涉及一種基于GPRS的電纜載流量預警系統(tǒng)。該預警系統(tǒng)包括電源模塊、傳感和調理模塊、數(shù)據采集模塊、數(shù)據通信模塊、系統(tǒng)控制模塊。電源模塊通過穿心式電流互感器經電阻采樣變?yōu)榻涣麟妷?，再對電壓量進行整流處理，進而提供電源；預警系統(tǒng)使用不同的傳感和調理電路獲得溫度和電流兩個變量，將傳感和調理的信號送入片選芯片，由單片機控制芯片將采集信號經A/D轉換器轉為數(shù)字信號，數(shù)字信號經GPRS模塊傳至上位機控制系統(tǒng)，經上位機計算獲得線芯溫度和電流的變化情況。本實用新型測量誤差小，可以由控制端遠程實現(xiàn)對電纜載流量預測和預警的功能，減少人力物力投資，結構簡單，方便簡潔。
【IPC分類】G01R31/08
【公開號】CN205353267
【申請?zhí)枴緾N201521101997
【發(fā)明人】李衛(wèi)國, 高寒, 賈國濱, 李志超, 陳艷, 歐陽潔
【申請人】華北電力大學, 歐陽潔
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2015年12月28日