变压器开关量信号监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及变压器开关量信号监测装置，包括顺序连接的信号输入电路、信号处理电路、CPU，以及与CPU连接的光字牌驱动单元、串口电路、功能按键电路、掉电检测电路、实时时钟电路和数码管显示电路。本实用新型支持多种电压等级输入信号，可对输入的32路故障信号进行同时报警。支持光字牌和声音可组态报警功能，具有掉电检测以及掉电实时时钟保持功能；可以锁定故障信号输入并在其消失后持续报警。用户可根据实际需要，用上位机软件通过串口实现对装置参数信息进行设置，减少手动设置带来的操作不便，同时也可读取装置运行时发生的故障信息及时间信息。
【专利说明】
变压器开关量信号监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种变压器开关量信号监测装置，具体地说是一种实现对变压器开关量信号的监测并进行实时报警的装置。
【背景技术】
[0002]变压器是变电站内设备的重要组成部分，其安全稳定运行是国民经济发展的前提。一台大型电力变压器价格要在几千万元，一旦发生故障，成本损失也非常大。因此，对变压器运行参数进行实时监测意义重大。在其发生故障情况时，实时的预警是发现问题、减少损失的最直接手段。变压器技术参数特征很多，开关量信号占其很大部分。目前的一些监测设备可以实现简单的声音和灯光报警功能，但输入信号电压等级单一，且不具备实时时钟保持功能、上位机对装置的参数设置以及信息读取功能。而且，在故障信号消失后，报警状态都会自动解除。
【实用新型内容】
[0003]针对当前变压器开关量信号监测装置功能中存在的种种不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种声音和灯光可组态报警装置，装置整体功耗低，光字牌点亮时间长，具有实时时钟功能，可以锁定故障信号并持续报警，并可通过串口和上位机通信，实现参数的配置和故障信息的读取。
[0004]本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是:变压器开关量信号监测装置，包括顺序连接的信号输入电路、信号处理电路、CPU，以及与CPU连接的光字牌驱动单元、串口电路、功能按键电路、掉电检测电路、实时时钟电路和数码管显示电路。
[0005]所述信号输入电路包括多个电阻;变压器的开关量信号通过串联的若干个电阻输入至信号处理电路。
[0006]所述信号处理电路包括光耦隔离电路和总线收发器;光耦隔离电路的输入端与信号输入电路连接，光耦隔离电路的输出端与总线收发器的输入端连接，总线收发器的输出端、使能端与CHJ连接。
[0007]所述串口电路采用电平转换芯片和两个高速光耦芯片；电平转换芯片的发送端与第一高速光耦芯片的接收端连接，电平转换芯片的接收端与第二高速光耦芯片的发送端连接;第一高速光耦芯片的发送端与CHJ的接收端连接;第二高速光耦芯片的接收端与CPU的发送端连接。
[0008]所述第一高速光耦芯片的输入端、输出端分别通过上拉电阻与隔离后的电源连接，隔离后的电源通过电容接地;第一高速光耦芯片的电源端通过电容接地，发送端通过电阻与电源连接，该电源通过电容与地、第一高速光耦芯片的接地端连接。
[0009]所述第二高速光耦芯片的输出端通过上拉电阻与电源连接，该电源通过电容接地;第二高速光耦芯片电源端与隔离后的电源连接，还通过电容接地;第二高速光耦芯片的发送端通过电阻与隔离后的电源连接，还通过电容与地、第二高速光耦芯片的接地端连接。
[0010]变压器开关量信号监测装置还包括隔离电源芯片;所述隔离电源芯片的输入端与电源连接，还与负输入端之间连有电容;隔离电源芯片的输出端作为隔离后的电源，还与负输出端之间连有电容。
[0011 ] 所述高速光耦芯片采用HCPL-0631光电耦合器。
[0012]变压器开关量信号监测装置还包括继电器电路，与CPU连接。
[0013]本实用新型具有以下有益效果及优点:
[0014]1.本实用新型具有掉电监测和实时时钟功能，在外部电源断开情况下，装置时间信息可以正常运行，从而保证了监测信号故障时间的准确性。
[0015]2.本实用新型具有故障信号保持功能，在外部故障信号消失后，装置可以通过数码管显示电路、光字牌驱动电路、继电器电路进行持续报警。
[0016]3.本实用新型具有上位机通信功能，可以通过串口实现对装置参数的设定和故障ig息的读取。
[0017]4.本实用新型具有记忆功能，CPU内部的存储器可对最近发生的64故障路信息进行存储，故障时间同时记录，可以通过读取(PU内部的信息获得故障发生时间及性质。
[0018]5.本实用新型具有数码管显示界面和功能按键，对装置运行情况进行显示和对参数功能进行设置。
[0019]6.本实用新型可同时对32路开关量信号进行监测，可选择灯光和声音可组态报塾目ο
[0020]7.本实用新型整体功耗低，光字牌可长时间持续点亮。
[0021]8.本实用新型装置通过灯光和声音的可组态预警，判断变压器运行情况，通过点亮光字牌和启动电铃和蜂鸣器进行实时报警。值班人员可以通过报警状态直接锁定故障点，及时准确的做出相应措施。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构图；
[0023]其中，I信号输入电路，2光耦隔离电路，3CPU，4电源电路，5光字牌驱动电路，6串口电路，7继电器电路，8功能按键电路，9掉电检测电路，10实时时钟电路，11数码管显示电路；
[0024]图2a是信号输入电路图；
[0025]图2b是光耦隔离电路图；
[0026]图2c是总线收发器电路图；
[0027]图3a是电平转换芯片电路图；
[0028]图3b是隔离电源电路图；
[0029]图3c是第一高速光耦芯片电路图；
[0030]图3d是第二高速光耦芯片电路图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0032]本实用新型是一种可实现灯光和声音双重报警功能监测装置，装置设有灯光和声音多组态报警功能。对于特殊信号监测通道，设有信号锁定功能，在故障信号消失后，该通道也进行持续报警，值班人员可现场对其进行复归。装置设计实时时钟电路和掉电检测电路，在外部电源断开情况下，装置时间信息可以正常运行。装置同时设有串口电路，通过串口就可以实现对装置进行参数设计和故障信息读取。
[0033]如图2a?图2c所示，信号输入电路I和信号处理电路2。信号处理电路2包括光耦隔离电路和总线收发器。
[0034]变压器开关量信号监测装置可同时对32路开关量信号进行监测，信号输入电压等级宽，同时支持DC24V，DC48V，DC64V，DCl 1V信号输入。输入信号通过20k和25k功耗IW分压电阻后接到光耦输入端、同时通过下拉电阻接地。光耦选择TLP127，电流传输比高，可以确保信号的准确识别。信号经光耦后，通过上拉电阻连接电源，还通过74HC245收发器与CPU进行信号的传输与采集。CPU通过对总线收发器控制，识别信号种类及来源。
[0035]串口通信电路如图3a?图3(1所示，串口工作隔离电源采用金升阳IF0505RT-1W模块，有效的将串口工作电源与CHJ电源进行隔离。采用两个HCPL0631高速光耦进行信号隔离，确保信号发送和接收的稳定性和准确性。串口芯片选用单5V供电的MAX232芯片，两个驱动器和两个接收器，低电源电流，ESD保护大于2000V。串口发送和接收信号通过二极管进行保护。
[0036]装置人机界面除串口电路外，还包括数码管显示电路和功能按键电路。
[0037]装置电源部分均采用隔离电源模块，通信部分采用高速隔离光耦，保证装置运行的安全稳定。
[0038]如图1所示，外部输入信号通过信号输入电路接入监测装置，经过处理后接到光耦隔离电路2，光耦隔离电路通过总线收发器与CPU处理单元3连接。CPU处理单元3采用PCI 18F86K22型CPU，通过总线收发器，采用轮训方式读取输入信号状态信息，在对输入信号性质进行判断后，根据输入信号预先定义的性质，组态声音和光字牌报警方式。通过译码器及达林顿管驱动光字牌驱动电路5，以及继电器电路7。光字牌驱动电路外接32路光字牌，继电器电路包括若个继电器，分别外接电铃和蜂鸣器，从而实现了光字牌和声音的组合报警功能。对设定为特殊监测通道的信号，装置可进行报警信号的锁定，声音和灯光报警状态持续保持，直到现场人员手动进行复归。
[0039]装置电源电路4分为三部分，均采用隔离电源实现对电路的保护和对装置的安全供电。装置可以通过串口电路6和功能按键电路8实现对装置参数的设置。掉电检测电路9实时监测装置供电情况，在外部电源供电出现问题，掉电检测电路会在装置完全掉电前对装置监测到的参数进行有效保存。避免因掉电导致装置监测数据丢失。实时时钟电路10采用可充电纽扣电池供电方式，确保纽扣电池电量时刻保持充足，在外部电源断电时，装置实时时钟正常运行，保证装置时间有效性。数码管显示单元11主要完成对装置运行状态、配置信息配置过程的显示。
【主权项】
1.变压器开关量信号监测装置，其特征在于:包括顺序连接的信号输入电路、信号处理电路、CPU，以及与CPU连接的光字牌驱动单元、串口电路、功能按键电路、掉电检测电路、实时时钟电路和数码管显示电路。2.根据权利要求1所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述信号输入电路包括多个电阻;变压器的开关量信号通过串联的若干个电阻输入至信号处理电路。3.根据权利要求1所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述信号处理电路包括光耦隔离电路和总线收发器;光耦隔离电路的输入端与信号输入电路连接，光耦隔离电路的输出端与总线收发器的输入端连接，总线收发器的输出端、使能端与(PU连接。4.根据权利要求1所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述串口电路采用电平转换芯片和两个高速光耦芯片；电平转换芯片的发送端与第一高速光耦芯片的接收端连接，电平转换芯片的接收端与第二高速光耦芯片的发送端连接;第一高速光耦芯片的发送端与CPU的接收端连接;第二高速光耦芯片的接收端与CPU的发送端连接。5.根据权利要求4所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述第一高速光耦芯片的输入端、输出端分别通过上拉电阻与隔离后的电源连接，隔离后的电源通过电容接地;第一高速光耦芯片的电源端通过电容接地，发送端通过电阻与电源连接，该电源通过电容与地、第一高速光耦芯片的接地端连接。6.根据权利要求4所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述第二高速光耦芯片的输出端通过上拉电阻与电源连接，该电源通过电容接地;第二高速光耦芯片电源端与隔离后的电源连接，还通过电容接地;第二高速光耦芯片的发送端通过电阻与隔离后的电源连接，还通过电容与地、第二高速光耦芯片的接地端连接。7.根据权利要求4所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于还包括隔离电源芯片;所述隔离电源芯片的输入端与电源连接，还与负输入端之间连有电容;隔离电源芯片的输出端作为隔离后的电源，还与负输出端之间连有电容。8.根据权利要求4所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于所述高速光耦芯片采用HCPL-0631光电耦合器。9. 根据权利要求1所述的变压器开关量信号监测装置，其特征在于还包括继电器电路，与CPU连接。
【文档编号】G05B19/042GK205620744SQ201620395410
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年5月4日
【发明人】王红亮, 庞佳, 王均营, 陈旸, 刘国强, 吴英石
【申请人】四方特变电工智能电气有限公司