专利名称：远程用电现场故障预警终端设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力监控设备的改进，具体讲是一种远程用电现场故障预警终端设备，其属于电力设备自动化技术领域。
背景技术：
随着电力自动化的发展，电力部门逐步实现了人员的精简，一个电工可以管理多个配电室/配电柜。但是问题随之暴露。特别是边远地区农用配电室发生故障而得不到及时处理。
1)几个配电室一旦同时出现故障，一个电工就忙不过来，但是不出故障配置人员太多又浪费。
2)许多故障因为得不到及时处理造成重大事故。
3)有的问题需要电工在现场等待送电，造成窝工。
4)简单的合闸/拉闸操作需要电工到现场操作，造成人力的浪费。
5)配电室被盗，得不到及时报警。
解决以上问题，就急需一套能够解决这些问题的系统设备出现。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种远程用电现场故障报警终端设备，就是针对这些问题问世的。该设备主要用于配电室/配电柜。此设备为电力部门提供实时、安全、准确的故障信息，便于电力部门及时进行用电故障的排除。
本实用新型的任务是由以下技术方案完成的研制了一种远程用电现场故障预警终端设备，其包括主控部分和保证终端设备的正常工作而向整个终端设备供电的系统供电部分。所述的终端设备还包括网络操作部分和采集与控制部分；即，主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，该主控部分再根据主站的指令控制着与其相连的现场采集与控制部分，该采集与控制部分将与其相连接的多功能电能表的数据和用电现场的信息，再通过主控部分和网络操作部分，将该数据和信息发送到主站或者维修手机。
所述的主控部分，其包括分别与主单片机相连的存储芯片和时钟芯片；其中，所述的主单片机通过标准的IIC口与存储芯片电连接并进行数据读写；该主单片机还通过准IIC接口与时钟芯片电连接并保持时钟一致。
所述的网络操作部分，其包括无线模块和SIM/UIM卡；其中，无线模块通过SIM/UIM卡负责切换GSM/GPRS/CDMA信道，进行无线网络的连接，检测联网状况并及时反馈给主控部分；即保证主站和主控模块之间的通路畅通，该无线模块还通过标准的UART口与主控部分的主单片机电连接并进行数据通讯。
所述的采集与控制部分，其包括分别与主控部分的主单片机电连接的开关量检测电路，强电检测电路，485通讯模块和继电器；其中，开关量检测电路主要采集开关门信号以及其它一些无源信号；强电检测电路主要采集220V/380V等强电信号；485模块通过标准的UART接口与主控部分的主单片机进行通信，该485模块终端还通过内置电表模块对用电现场的电源进行交流采样，即采集电压、电流、功率的信息；主控部分的主单片机依据所收集的信息做出报警判断，然后根据所得报警信息以及所预设置的指令对继电器进行控制。
所述的系统供电部分，其包括系统交流电源和电池。
本实用新型的积极效果在于该新型的用电现场故障报警终端设备满足配电室/配电柜所需的报警以及控制。本实用新型应用先进的SMT(贴片)制造工艺研制开发，采用实时性较高的移动无线信道(如GSM/GPRS/CDMA)做为通讯信道，主要用于监控与管理各类配变、大用户的用电现场信息。针对动力电缺相与照明电断零线，通过从该设备的计量装置中读取数据的方式进行电压采样，所采样三相电压不对称，超出正常范围，那么通过内部继电器，控制外部闸刀断掉该路动力电，以达到保护电气的目的。同时通过INTERNET或者SMS将该信息发送到电力监控中心以及维护人员的手机或者微机，使得维护人员及时赶到现场。针对非法打开电气柜门，在柜门上加上磁控或者光控开关，当柜门打开时，通过继电器启动告警装置，提示操作人员柜门已经开启，有危险。同时通过INTERNET或者SMS将该信息发送到电力监控中心以及维护人员的手机或者微机，使得维护人员判断是否为非法开启。
本智能终端功能效果有以下几个方面(1)漏电报警/试送电本终端设备通过采集与控制部分的强电检测功能进行漏电检测，一旦检测到漏电，控制继电器通过外围设备试送一次如果仍然送不上电，那么则为真实漏电，否则为漏电保护器误动作。同时将所得报警信息以及报警回复信息发送到主站和维修电工手机。
(2)断相/偏相报警本终端设备通过采集与控制部分的强电检测功能或者485通讯模块进行强电电压检测，一旦检测到三相电压相差过大，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
(3)断零线报警本终端设备通过采集与控制部分的强电检测功能进行断零线检测，一旦检测到断零线，控制继电器跳闸。同时将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
(4)保险丝融断本终端设备通过采集与控制部分的强电检测功能进行保险丝融断检测，一旦检测到保险丝融断，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
(5)盗窃报警本终端设备通过采集与控制部分的开关量检测功能进行开关门检测，一旦检测到开关门信号，就将所得报警信息发送到主站和维修电工手机。
(6)远程送电通过主站发送控制命令控制本终端设备通过采集与控制部分的继电器功能控制外围设备进行送电。
(7)电源电磁兼容性好，工作可靠，电源适应范围宽可适用100V/220V交流输入。
主要技术参数
附图及其具体实施方式
本实用新型的实施例结合附图进一步说明如下
图1为本远程用电现场故障预警终端设备的主要功能框图；图2为本远程用电现场故障预警终端设备的器件组成框图；图3-1、图3-2为本远程用电现场故障预警终端设备具体的电路图。
参见图1-图3，对本实用新型的用电现场服务终端设备详细结构连接组成及功能进行祥细描述所述的终端设备，如图1所示其包括主控部分(U2)，网络操作部分(U1)，采集与控制部分(U3)和系统供电部分(U4)；其中，系统供电部分(U4)是保证终端设备的正常工作而向整个终端设备供电的；主站通过无线网络经由网络操作部分(U1)发送指令帧给主控部分(U2)，主控部分(U2)根据主站的指令控制采集与控制部分(U3)，采集各种信息进行分析得出报警信息，判断是否需要控制，同时通过网络操作部分(U1)将报警信息发送到主站和维修电工手机。
所述的主控部分(U2)，其包括分别与主单片机相连的存储芯片和时钟芯片；其中，所述的主单片机(采用ST公司的uPSD3254BV-24U6单片机)通过标准的IIC口与存储芯片(采用ATMEL公司的AT24C16芯片)电连接并进行数据读写；该主单片机还通过准IIC接口与时钟芯片(采用DALLAS公司的DS1302芯片)电连接并保持时钟一致。所述的主控部分是整个终端设备的大脑，其中主单片机为核心模块，它协调各个功能部分协同工作，并负责数据的运算、分析、存储工作。存储芯片存储终端运行所需参数，并能保证掉电数据永不丢失。
所述的网络操作部分(U1)，其包括无线模块和SIM/UIM卡。该无线模块选用稳定的工业级模块索尼爱立信的GR47，西门子的MC35，BENQ的M22(GPRS)或者CMOTECH公司的CCMG-1X800，BELLWAVE公司的BCM-860(CDMA)。其中，无线模块通过SIM/UIM卡负责切换GSM/GPRS/CDMA信道(无线网络信道/短信信道)，进行无线网络的连接，检测联网状况并及时反馈给主控部分(U2)；即保证主站和主控模块之间的通路畅通，该无线模块还通过标准的UART口与主控部分(U2)的主单片机电连接并进行数据通讯。
所述的采集与控制部分(U3)，其包括分别与主控部分的主单片机电连接的开关量检测电路，强电检测电路，485通讯模块和继电器；其中，开关量检测电路主要采集开关门信号以及其它一些无源信号；强电检测电路主要采集220V/380V强电信号；485模块通过标准的UART接口与主控部分(U2)的主单片机进行通信，该485模块终端还通过内置电表模块对用电现场的电源多功能电能表的数据项进行交流采样，即采集电压、电流、功率的信息；主控部分(U2)的主单片机依据所收集的信息做出报警判断，然后根据所得报警信息以及所预设置的指令对继电器进行控制。
所述的系统供电部分(U4)其由系统电源和镍氢电池组成，镍氢锂电池保证在外接交流电断电时终端至少可以将掉电信息发送到主站以及用户手机。
本领域的普通技术人员都会理解，在本实用新型的保护范围内，对于上述实施例进行修改，添加和替换都是可能的，其都没有超出本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种远程用电现场故障预警终端设备，其包括主控部分和保证终端设备的正常工作而向整个终端设备供电的系统供电部分，其特征在于所述的终端设备还包括网络操作部分和采集与控制部分；即，主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，该主控部分再根据主站的指令控制着与其相连的现场采集与控制部分，该采集与控制部分将与其相连接的多功能电能表的数据和用电现场的信息，再通过主控部分和网络操作部分，将该数据和信息发送到主站或者维修手机。
2.根据权利要求1所述远程用电现场故障预警终端设备，其特征在于所述的主控部分，其包括分别与主单片机相连的存储芯片和时钟芯片；其中，所述的主单片机通过标准的IIC口与存储芯片电连接并进行数据读写；该主单片机还通过准IIC接口与时钟芯片电连接并保持时钟一致。
3.根据权利要求1所述远程用电现场故障预警终端设备，其特征在于所述的网络操作部分，其包括无线模块和SIM/UIM卡；其中，无线模块通过SIM/UIM卡负责切换GSM/GPRS/CDMA信道，进行无线网络的连接，检测联网状况并及时反馈给主控部分；即保证主站和主控模块之间的通路畅通，该无线模块还通过标准的UART口与主控部分的主单片机电连接并进行数据通讯。
4.根据权利要求1所述远程用电现场故障预警终端设备，其特征在于所述的采集与控制部分，其包括分别与主控部分的主单片机电连接的开关量检测电路，强电检测电路，485通讯模块和继电器；其中，开关量检测电路主要采集开关门信号以及其它一些无源信号；强电检测电路主要采集220V/380V等强电信号；485模块通过标准的UART接口与主控部分的主单片机进行通信，该485模块终端还通过内置电表模块对用电现场的电源进行交流采样，即采集电压、电流、功率的信息；主控部分的主单片机依据所收集的信息做出报警判断，然后根据所得报警信息以及所预设置的指令对继电器进行控制。
5.根据权利要求1所述远程用电现场故障预警终端设备，其特征在于所述的系统供电部分，其包括系统交流电源和电池。
专利摘要本实用新型是一种远程用电现场故障预警终端设备，包括主控部分，系统供电部分，网络操作部分和采集与控制部分；主站通过无线网络经由网络操作部分发送指令帧给主控部分，该主控部分根据主站的指令控制着与其相连的现场采集与控制部分，该采集与控制部分将与其相连接的多功能电能表的数据和用电现场的信息，再通过主控部分和网络操作部分，将该数据和信息发送到主站或者维修手机。该设备主要用于配电室/配电柜，满足配电室/配电柜所需的报警以及控制。此设备为电力部门提供实时、安全、准确的故障信息，便于电力部门及时进行用电故障的排除。
文档编号H02J13/00GK2847652SQ20052012646
公开日2006年12月13日 申请日期2005年12月24日 优先权日2005年12月24日
发明者秦万民, 李宝壮, 苏锴, 杨勇 申请人:秦万民