专利名称：基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力参数远程测控仪，尤其是一种用普通电话线作为通信媒介的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪。
背景技术：
在全国大部分有水力资源的地区，基本上都兴建了小型水力发电厂。尤其是水力资源较多的地区，一个县域的水力发电厂就多达几百个。在供电相对紧张的今天，对当地的国民经济发展发挥了巨大的作用。但长期以来，由于没有一种有效的监控手段，这些水电厂几乎是处在无监控的状态之中。尤其是在小网运行时，水电厂成为调节频率和电压的主力军，此时的小系统若处于无监控状态，必然导致系统电源质量变坏，不能满足供电标准，甚至会造成电力设备和家用电器的损坏。因此，安装一套水电厂远程测控系统显得非常有必要。
目前的电力调度自动化系统，功能全面，技术先进，但普遍存在的问题是设备庞大、复杂、造价高、维护性差、可靠性不高。一套监控8个站点的县调自动化系统，投资总额在400万元以上，如要对全县的几十甚至几百个水电厂实施有效监控，采用传统方案，显然不现实。究其原因，除了系统采用了大型的数据采集装置造成价格过高以外，光缆、载波等通信设备及其维护同样花费了大量的费用。
发明内容
本实用新型的目的就是提供一种结构简单、实用、成本低、精度和稳定性高的用普通电话线作传输媒介的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪。
本实用新型的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪包括电压变换模块、电流变换模块、A/D变换及计算模块、CPU、不易挥发存储器、RS-485通信模块、液晶显示模块、电源模块，其特点是它还包括有电话线通信接口模块，电话线通信接口模块分别与CPU和电信局程控交换机接口相连。
所述的“A/D变换及计算模块”是在CPU的控制下，连续对电压、电流变换模块输出的信号采样、转换成数字信号并计算出初步结果；所述的CPU是用以计算各相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率、正反有功电度、正反无功电度、电网频率等参数；所述的“电话线通信接口模块”用于当通信线路有振铃信号来时，产生信号告诉CPU，使CPU能自动识别是数据传输信号还是通话信号，从而达到在一根电话线上数据传输和通话复用的目的。
本实用新型的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪属电力监测与控制领域，适用于电力参数远程监测与控制、电力线路损耗实时计算、电力负荷远程控制，它可组成中小型水电厂电力调度及负荷监控系统，与现有技术相比具有如下优点1、连续对一条线路或一台发电厂出口的电气参数进行实时采集，并计算出各相电压、电流、有功功率、无功功率、正反有功电度、正反无功电度，功率因素、频率等数据，并存储在不易挥发存储器中；2、用普通电话线作数据传输媒介，使远在山区的中小型水电厂的发电运行数据能在调度中心被监控到，从而使网上的发电状况变得有序，用户的用电质量能得到保证；3、由于是采用电话线而不是采用微波、载波、光缆等价格昂贵的设备作数据传输媒介，在起到同样监控作用的情况下，大大地减少了投资费用；4、由于算出了正反有功电度、正反无功电度，使供电局的抄表人员不需每月到远在山区的现场去抄表，不仅减轻了供电部门的抄表费用，还减轻了抄表人员的劳动力强度。
图1为本实用新型的总原理框图；图2为本实用新型的电话通信接口电原理框图；图3为本实用新型的电话通信接口电路原理图；图4为本实用新型的电话通信接口中振铃电路原理图；具体实施方式
一种基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪包括电压变换模块、电流变换模块、A/D变换及计算模块、CPU、不易挥发存储器、RS-485通信模块、液晶显示模块、电源模块，其特点是CPU(STC89C58)通过电话线通信接口模块与电信局程控交换机接口相连，实现电话线的数据传输。
交流采样与计算(如图1)从电流互感器(CT)、电压互感器(PT)来的信号，经电流、电压变换模块变换成标准信号，进入“A/D变换及计算”模块，该模块在CPU(STC89C58)的控制下，连续对这些标准信号采样，并计算出各相电压、电流、系统频率、有功电度、无功电度等转换出的参数。CPU(STC89C58)从“A/D变换及计算”模块读出这些数据，从而计算出实际的各相电流、电压、功率因素、有功功率、无功功率、正、负有功电度、正、负无功电度、电网频率等参数，其结果保存在“不易挥发存储器”中，并在“液晶显示模块”上循环显示或定点显示。
以下结合图2、图3及图4进一步对“电话线通信接口模块”作详细说明
在水电厂，都安装有电信局的普通电话，电话线先接入本实用新型中的电话线通信接口模块，在正常工作时，继电器J2处以动作状态，即继电器J2与外线电话不连接。当电信局发来铃流信号时，铃流信号经R7、C5隔直、D12-D14整流，整成直流脉冲后，驱动“槽形光电耦合器U1”模块，“槽形光电耦合器U1”的输出信号经T4放大后，对C6充电。CPU(STC89C58)通过U17的第3脚检测到铃流信号高电平后，立即启动继电器J1闭合，即自动摘机。T1、R5保持该电话线一个18-28ma的电流负载，程控交换机检测到这个电流存在，即认为该机已摘机，立即接通主叫与被叫。CPU(STC89C58)在一个标准的延时后，命令U3发出一个握手信号，经U2、B1等元件往通信线路。如果是本系统采集数据，则后台的“电力参数测控MODEM”检测到该握手信号后，立即发出采集数据或遥控命令。
在一个有限的时间内，本实用新型的电力参数远程测控仪不断检测U3的接收单元。若收到命令则认为是本系统在工作，CPU(STC89C58)立即把准备好的相关数据，通过U3，变换成DTMF(双音多频)的信号格式，经U2、B1等元件往通信线路发送数据。数据发送完毕并校验无误后，断开继电器J1，从而结束本次数据传输。在这个特定的时间内，若本实用新型的电力参数远程测控仪没收到命令，则把本次振铃认为是普通电话。此时，本实用新型的电力参数远程测控仪一方面通过图4的J3，按标准振铃占空比启动J3，使本地电话机振铃；另一方面通过U4B、U2、B1等元件给电话主叫一个回铃音。当在一定的时间内CPU通过U17的第6脚检测到本地电话机摘机时，CPU立即释放继电器J2，接通主叫与被叫，同时释放继电器J1，完成主叫与被叫的通话功能。在主叫与被叫通话期间，当CPU通过U17的第4脚检测到本地机已挂机时，立即接通继电器J2，从而断开主叫与被叫，本次通话结束。
在正常无数据通信时，装于本实用新型的电力参数远程测控仪上的电话机可以如正常电话机一样使用，其工作原理是在正常状况下，CPU不断扫描U17的第6脚上的信号。当U17的第6脚上的信号变低时，意即有本地电话摘机，CPU立即释放继电器J2，从而接通主叫与被叫；当CPU检测到U17的第4脚上的信号变高时，意即本地电话已挂机，CPU立即接通继电器J2，断开主叫与被叫，从而结束本次通话。
权利要求1.一种基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪包括电压变换模块、电流变换模块、A/D变换及计算模块、CPU、不易挥发存储器、RS-485通信模块、液晶显示模块、电源模块，其特征在于它还包括有电话线通信接口模块，电话线通信接口模块分别与CPU和电信局程控交换机接口相连。
2.根据权利要求1所述的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪，其特征在于所述的电话线通信接口模块中采用槽形光电耦合器作为通信振铃信号的隔离。
3.根据权利要求1所述的基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪，其特征在于所述的电话线通信接口模块中采用高耐压的音频隔离变压器作为通信信号的隔离。
专利摘要一种基于双音多频通信方式的电力参数远程测控仪包括电压变换模块、电流变换模块、A/D变换及计算模块、CPU、RS－485通信模块、液晶显示模块，其特点是它还包括有电话线通信接口模块，电话线通信接口模块分别与CPU和电信局程控交换机接口相连。所述的“电话线通信接口模块”用于当通信线路有振铃信号来时，产生信号通知CPU，使CPU能自动识别是数据传输信号还是通话信号，从而达到在一根电话线上数据传输和通话复用的目的。本实用新型适用于电力参数远程监测与控制、电力线路损耗实时计算、电力负荷远程控制，它能连续对一条线路或一台发电厂出口的电气参数进行实时采集，其结构简单、实用、成本低、精度和稳定性高。
文档编号H04M11/06GK2888768SQ20062009560
公开日2007年4月11日 申请日期2006年3月10日 优先权日2006年3月10日
发明者刘友仁, 陈善基 申请人:刘友仁, 陈善基