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1、(10)申请公布号 CN 103529279 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103529279 A (21)申请号 201310459732.2 (22)申请日 2013.09.25 G01R 19/165(2006.01) (71)申请人 国网安徽省电力公司淮南供电公司 地址 232007 安徽省淮南市舜南路 139 号 (72)发明人 王辉 薛镇 邵荣昭 庄智 陈涛 黄先根 张兵 孙长停 王军 王磊 刘军 袁露露 (74)专利代理机构 北京双收知识产权代理有限 公司 11241 代理人 王菊珍 (54) 发明名称 变压器电压异常报警器 (57) 摘要 本发明为了能够及。
2、时掌握变压器电压异常以 便在第一时间排除异常， 提高供电质量， 提供了一 种变压器电压异常报警器， 包括 ： 电压测量模块、 电压异常判断模块、 SMS 短消息通信模块、 显示设 置模块， 以及自身供电模块 ； 其中， 所述电压测量 模块实时测量电压， 提供数字信号测量结果给电 压异常判断模块 ； 所述电压异常判断模块分析判 断电压是否异常 ； 所述 SMS 短消息通信模块向远 端通信设备发送报警短消息。本发明的报警器能 够在变压器电压异常时立刻进行报警， 故障可以 在最短时间得到解决， 减少因电压异常对用户造 成的影响， 从而大大提高供电的优质服务水平。 (51)Int.Cl. 权利要求书 。
3、1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103529279 A CN 103529279 A 1/1 页 2 1. 一种变压器电压异常报警器， 其特征在于， 包括 ： 电压测量模块、 电压异常判断模 块、 SMS 短消息通信模块、 显示设置模块， 以及自身供电模块 ； 其中， 所述电压测量模块实时测量电压， 提供数字信号测量结果给电压异常判断模块 ； 所述电压异常判断模块分析判断电压是否异常 ； 所述显示设置模块可视化设定电压异常判断标准 ； 所述 SMS 短消息通信模块向。
4、远端通信设备发送报警短消息。 2. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 所述变压器电压异常 报警器与计量用电能表并联接线于电压互感器二次侧， 以获取待监测电压。 3. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 通过设置所述变压器 电压异常报警器的报警条件来监测不同电压等级的电压。 4. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 所述不同电压等级的 电压包括 ： 高供低计计量方式的相电压 220V， 高供高计计量方式的线电压 100V。 5. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 所述变压器电压异常 报警器。
5、的工作电源来自电压互感器二次侧电压。 6. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 所述变压器电压异常 报警器的工作电压为单相交流 220V 或单相交流 100V。 7. 根据权利要求 1 所述的变压器电压异常报警器， 其特征在于， 变压器电压异常报警 器还包括蓄电池， 以使得变压器停电后仍能够实现变压器电压异常报警器的报警功能。 权 利 要 求 书 CN 103529279 A 2 1/4 页 3 变压器电压异常报警器 技术领域 0001 本发明属于变压器故障检测装置领域， 更具体地， 涉及一种变压器电压异常报警 器， 用于供电部门对变压器、 计量点电压的实时监测。 背。
6、景技术 0002 近年来， 供电网络日趋复杂， 供电过程中时常出现因变压器故障等引起的电压异 常 （包括电压过低、 电压过高和停电等） 。电力变压器中的故障可导致广泛的后果， 形式为大 范围客户的电力故障以及形式为必须更换或至少维修该故障变压器。 电压较长时间处于异 常状态运行会对用户造成损失， 严重时会造成设备损坏和产品报废， 产生用电纠纷， 损害供 电企业的形象。在最坏的情况下， 不想要的断开可导致较大范围的停电。 0003 现有技术中， 中国发明专利申请 CN200480039365.X 公开了用于检测由差动保护 所保护的受保护区内的、 作为受保护对象的电力变压器、 自耦变压器或互连电力。
7、线中的故 障的设备， 包括用于测量受保护对象所有的各个瞬间相电流的装置， 以及用于将各个瞬间 相电流计算为基频相量的装置， 所述设备还包括 ： 用于通过补偿受保护区内的最终电力变 压器的相移来计算来自受保护对象的各个边的负序电流对总的负序差动电流的贡献的装 置， 其中所述的受保护对象的各个边是作为受保护对象的电力变压器、 自耦变压器的各级 绕组， 或者是作为受保护对象的互连电力线的各端， 用于当经补偿的来自受保护对象的各 个边的负序电流中的每一个的幅值超过最小值时， 比较复平面内经补偿的来自受保护对象 的各个边的负序电流的相对位置， 以确定负序电流的源， 即故障位置， 是在受保护区内还是 在受。
8、保护区外的装置， 其中经补偿的来自受保护对象的各个边的负序电流中的任意两个的 相反的方向指示负序电流的源在受保护区之外， 所述受保护区以变流器位置来界定， 用于 在确定负序电流的源在受保护区内时断开受保护对象的装置。然而， 上述测量负序电流的 方式在所需要的装置结构上和操作上比较复杂， 不适合大范围推广应用。 发明内容 0004 本发明的目的是 ： 为了能够及时掌握变压器电压异常以便在第一时间排除异常， 提高供电质量。 为了达到上述目的， 本发明提供了一种变压器电压异常报警器， 该装置可集 成地安装在计量箱内， 通过与电能表并联接线于电压互感器二次侧， 实时监测变压器电压， 发现电压异常时立刻。
9、将电压异常报警信息发送给相关变压器的运行维护人员， 运行维护人 员可以在第一时间到现场排除故障。 0005 本发明解决技术问题采用的方案是 ： 0006 一种变压器电压异常报警器， 包括 ： 电压测量模块、 电压异常判断模块、 SMS 短消 息通信模块、 显示设置模块， 以及自身供电模块 ； 其中， 0007 所述电压测量模块实时测量电压， 提供数字信号测量结果给电压异常判断模块 ； 0008 所述电压异常判断模块分析判断电压是否异常 ； 0009 所述显示设置模块可视化设定电压异常判断标准 ； 说 明 书 CN 103529279 A 3 2/4 页 4 0010 所述 SMS 短消息通信模。
10、块向远端通信设备发送报警短消息。 0011 进一步地， 所述变压器电压异常报警器与计量用电能表并联接线于电压互感器二 次侧， 以获取待监测电压。 0012 进一步地， 通过设置所述变压器电压异常报警器的报警条件来监测不同电压等级 的电压。 0013 进一步地， 所述不同电压等级的电压包括 ： 高供低计计量方式的相电压 220V， 高 供高计计量方式的线电压 100V。 0014 进一步地， 所述变压器电压异常报警器的工作电源来自电压互感器二次侧电压。 0015 进一步地， 所述变压器电压异常报警器的工作电压为单相交流 220V 或单相交流 100V。 0016 进一步地， 变压器电压异常报警器。
11、还包括蓄电池， 以使得变压器停电后仍能够实 现变压器电压异常报警器的报警功能。 0017 本发明的有益效果体现在 ： 0018 1、 本发明的变压器电压异常报警器能够在变压器电压异常时立刻进行报警， 故障 可以在最短时间得到解决， 减少因电压异常对用户造成的影响， 从而大大提高供电的优质 服务水平 ； 0019 2、 本发明的变压器电压异常报警器连接于电压互感器二次侧， 通过读写器完成对 于电压异常判断模块的判断标准的设置， 能够以各种标准对不同电压等级的电压进行监测 报警 ； 0020 3、 本发明的变压器电压异常报警器具有蓄电池， 停电情况下依然能够完成报警功 能， 可靠性高 ； 0021。
12、 4、 本发明的变压器电压异常报警器集成度高， 体积小巧， 与电能表并联， 接线简 单， 可直接安装于计量箱内， 便于安装。 附图说明 0022 图 1 为本发明的变压器电压异常报警器的原理框图。 0023 图 2 为本发明的变压器电压异常报警器主要工作部分的电路原理图。 0024 图 3 为本发明的变压器电压异常报警器自身供电模块的电路原理图。 具体实施方式 0025 下面结合附图说明本发明的具体实施例。 0026 参见图 1 的变压器电压异常报警器的原理框图， 变压器电压异常报警器 100 包括 电压测量模块 1、 电压异常判断模块 2、 SMS 短消息通信模块 3、 显示设置模块 4、 。
13、自身供电模 块5和蓄电池6。 在变压器电压异常报警器100的运行环境中， 还包括用于远程通信的远端 通信设备 （例如一个或多个运维人员的手机 7） 、 待监测的变压器 8、 电压互感器 9 和电能表 10。 0027 工作时， 变压器电压异常报警器 100 与电能表 10 并联于互感器 9 的二次侧， 由电 压测量模块 1 实时测量互感器二次侧电压， 并将结果实时传送到电压异常判断模块 2 进行 分析判断， 判定电压异常时通过 SMS 短消息通信模块 3 发出报警信息。 说 明 书 CN 103529279 A 4 3/4 页 5 0028 图 2 示出了变压器电压异常报警器主要工作部分的电路。
14、原理图。下面结合图 2 对 电压测量模块 1、 电压异常判断模块 2、 SMS 短消息通信模块 3、 显示设置模块 4 的具体工作 过程进行详细说明。 0029 电压测量模块 1 包括降压变压器 PTC、 A/D 转换单元 U0、 电压测量单元 U1。首先电 压互感器 9 的二次侧交流电压信号经降压变压器 PTC 降为交流低电压信号， 然后经 A/D 转 换单元 U0 转化为直流电压信号送给电压测量单元 U1， 最后电压测量单元 U1 在电压异常判 断模块 2 的可编程处理器 U2 的控制下对直流电压信号进行测量并将测量结果反馈给可编 程处理器 U2 完成电压测量过程。 0030 电压异常判断。
15、模块2主要包括可编程微处理器U2和存储单元， 所述存储单元在本 实例中是可编程处理器 U2 自身具有的存储单元。当电压测量结果反馈到可编程微处理器 U2 后， 可编程微处理器 U2 按照预先设置好的程序对接收到的电压信号的数字量与存储单 元中存储的标准值或标准范围进行比较， 其比较的结果被记录到存储单元并输出到 SMS 短 消息通信模块 3。在一个优选的实施例中， 仅当所述比较的结果认定为电压不合格时， 才将 该比较的结果输出到 SMS 短消息通信模块 3。 0031 在另一个优选的实施例中， 电压异常判断模块 2 的存储单元包括 EPROM、 EEPROM、 闪存 （flash） 等的一种或。
16、多种。 0032 显示设置模块 4 主要包括设置按键 U3 和显示屏幕 U4， 通过设置按键 U3 的 K1、 K2、 K3键和显示屏幕U4对电压异常判断模块2的电压异常判断标准、 运行方式等进行可视化的 选择、 设定， 并将设定好的判断标准等存储在存储单元中。 0033 在一个优选的实施例中， 所述存储单元存储了多种电压异常判断标准， 例如 ： 0034 1、 高供高计电压合格范围 ： 额定电压的 -7% +7%， 即 9.3kV 10.7kV， 换算表计 端线电压为 93V107V ； 在此范围内的电压即视为合格。 0035 2、 高供低计电压合格范围 ： 相电压 0.22kV 电压监测点。
17、合格范围为额定电压 的 -10% +7%， 换算表计端相电压为 0.198kV 0.2354kV ； 线电压 0.38kV 电压监测点合格 范围为额定电压的 -7% +7%， 换算表计端线电压为 0.3534kV-0.4066kV。其中相电压与线 电压任何一项超出标准即视为电压不合格。 0036 3、 其它根据用电要求确定的特定标准。 0037 在另一个优选的实施例中， 设置按键U3采用矩阵式键盘， 所述显示屏幕U4采用七 段数码管显示屏、 LCD 屏、 LED 屏、 触摸屏等的一种或多种。 0038 当电压异常判断模块2经确认电压超出合格范围后下发指令给SMS短消息通信模 块 3 发送包含变。
18、压器基本信息和当前异常电压信息在内的报警短消息给远端一个或多个 运维人员的手机 7， 完成报警过程。 0039 在一个优选的实施例中， 所述 SMS 短消息通信模块 3 采用 Siemens 公司的 TC35i。 TC35i 新一代无线通信 GSM 模块， 可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据、 语音传输、 短消息服务 (SMS) 和传真。模块的工作电压为 3.3 4.8V， 可以工作在 900MHz 和 1800MHz 两个频段。具有 AT 命令集接口， 支持文本和 PDU 模式的短消息、 传真。此外， 该模块还具有 电话簿功能、 多方通话、 漫游检测功能。该模块功能上与 TC35 兼容，。
19、 且设计紧凑， 体积大大 缩小。通过 40PIN 的 ZIF 连接器， 实现电源连接、 指令、 数据、 语音信号、 及控制信号的双向 传输。模块集射频电路与基带于一体， 其主要组成结构分为 6 个部分 ： GSM 基带处理器、 GSM 说 明 书 CN 103529279 A 5 4/4 页 6 射频模块、 供电模块 (ASIC)、 闪存、 ZIF 连接器及天线接口。作为 TC35i 的核心， 基带处理器 主要处理 GSM 终端内的语音、 数据信号， 并涵盖了蜂窝射频设备中所有的模拟和数字功能。 其详细的设置和外围电路以及 AT 指令集可以从市面公开发行的器件手册中获得。 0040 在变压器电。
20、压异常报警器 100 的安装使用过程中， 通过显示设置模块 4 选择常见 的高供高计与高供低计， 在电压异常判断模块 2 的存储单元中设定监测电压等级、 异常电 压判断标准， 在 SMS 短消息通信模块 3 中设定报警信短信内容和报警对象运行维护人员的 通信地址等。 0041 参见图 3 所示的变压器电压异常报警器自身供电模块 5 的电路原理图。其主要包 括降压变压器 PTC1、 全桥整流单元 U5、 5V 直流稳压芯片 UA7805、 蓄电池 6。 0042 自身供电模块 5 采用宽电压设计 （80V240V） ， 电压互感器 9 的二次电压经降压 变压器 PTC1 降为 8V24V， 然后。
21、经全桥整流单元 U5 整流、 去谐波， 最后经 5V 直流稳压芯片 UA7805 输出稳定的直流 5V 电压。在变压器不停电情况下完成自身供电的同时给蓄电池 6 充电。当变压器停电时， 蓄电池不间断地提供电能保证整个电压报警器正常工作完成报警 功能。 0043 以上的各实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述， 并非对本发明的范围 进行限定， 在不脱离本发明设计精神的前提下， 本领域普通工程技术人员对本发明的技术 方案做出的各种变形和改进， 均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。 说 明 书 CN 103529279 A 6 1/3 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103529279 A 7 2/3 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103529279 A 8 3/3 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103529279 A 9 。