变压器智能型控制装置及远程监控系统 技术领域：
本发明属于电力变压器技术领域，是一种变压器智能型控制装置及远程监控系统。
背景技术：
在公知的技术中，传统的电力变压器仅能实现将高压变换为低压的功能，但在变压器工作时，却无法检测变压器运行过程中电压、电流的变化，尤其是在变压器超负载的情况下，无法进行切断和调整，使变压器只能超负荷运行，超过一定限度后，易造成变压器损坏，影响正常供电，还有可能烧毁用户的电器设备。其次是该电力变压器不具备任何报警及通讯功能，出现故障或盗电现象时无法及时赶到现场进行解决，造成了长时间停电事故或者设备、电能已被盗窃的状况。另外，电度表安装在变压器上，只能由管理人员定期到现场进行抄表，增加了人员的劳动强度。由于现有运行的变压器不具备智能化控制，因此，无法进行变压器的在线检测和远程监控。
发明内容：
本发明的目的是提供一种能够实现对变压器工作运行状态进行在线检测和监控，达到限流、限容、过温报警、自动卸负荷，卸负荷后能自动投切功能，利用安装在监控计算机上的远程监控系统，对变压器的用电情况进行自动监控、自动报警、自动保护、远程计量、远程抄表以及预付费、多费率管理、短信通讯的变压器智能型控制装置及远程监控系统。
实现本发明的目的所采取的技术方案是：在变压器侧部或顶部低压处或旁边，设置有智能控制箱，箱体外部配置有锁控开关，箱体内设置有交流接触器、电流互感器、电子电能表、GSM-IIIB远程抄表分机、控制继电器、显示器等组成，其中，交流接触器接在变压器低压出线端，作为控制线路投切的执行机构，电流互感器通过变压器各相输出线接在GSM-IIIB远程抄表分机与电子式电能表的进线端，显示器与GSM-IIIB远程抄表分机连接。GSM-IIIB远程抄表分机是由电子传感器、抄表报警装置及单片机组成，抄表报警装置通过继电器接点控制输出，并通过RS-485接口与电子式电能表对接，以及通过GSM公共网络与电管员手机及远程监控计算机进行远程通信连接。
变压器远程监控系统是由客户信息管理系统，变压器档案维护系统，变压器工作运行情况监控系统，变压器远程抄表系统，预付费、多费率管理系统，变压器负荷控制系统，变压器遥控断送电系统，控制指令发送系统、变压器工作运行故障信息接收报警系统、数据统计、分析、查询系统，权限设置系统，帮助系统组成，各系统通过在微机上安装的专用信息接收、发送装置，利用短信息功能与变压器智能控制装置和电管员手机进行通信，接收变压器智能控制装置发送的信息，并通过监控软件系统发出指令发送至变压器智能控制装置中，用以控制变压器作出相应的动作，保证变压器的正常安全运行。
按照上述方案制成的变压器智能型控制装置及远程监控系统，具有如下技术效果：一、可实现对远程变压器用电量数据进行自动监控、远程抄表，可以利用手机及远程监控计算机进行移动式遥测、遥控的通讯。二、对变压器的过负荷、过温度、缺相欠压、过压、进行自动报警及自动保护；三、通过电子式电能表，可实现预付费多费率的管理，并且可以实时记录变压器地工作运行状况；四、具有防盗电功能，能够有效的保障变压器设备及用电安全。五、通过安装在专用监控计算机上的远程监控系统，可实现对客户信息的管理。从而实现电管所对电管人员及下属变压器的有效控制。达到改善农村、边远山区及城市区域内用电的状况，提高用电质量，实现无人值守电站的要求。
附图说明：
下面利用附图进一步描述本发明的实施例；
图1是本发明的变压器智能型控制装置的结构示意图；
图2是本发明的变压器智能型控制装置的电路图；
图3是本发明的变压器远程监控系统流程图。
具体实施方式：
参看图1、图2，本发明的变压器智能型控制装置及远程监控系统，是在变压器1的侧部或顶部低压处或旁边，设置有智能控制箱2，箱体外部配置有锁控开关3，可起到保护内部元器件及防盗电的作用；箱体内部由交流接触器4、电流互感器5、GSM-IIIB远程抄表分机6、电子式电能表7、控制继电器8、显示器(图中未示)等电器元件构成，其中，交流接触器4接在变压器1的低压出线端，以实现供电线路的自动投切；电流互感器5通过变压器1各相输出线接在GSM-IIIB远程抄表分机6与电子式电能表7的接线端，用于采集电流信号，并通过GSM-IIIB远程抄表分机6可对变压器的功率、电流、电压、负荷、温度等数据进行采集、分析、并进行相应的处理；显示器与GSM-IIIB远程抄表分机6连接，用于显示变压器1的工作状态是否正常。
GSM-IIIB远程抄表分机6是由电子传感器、抄表报警装置及单片机组成。其中，电子传感器包括温度传感器6-1和开箱传感器6-2，温度传感器6-1置放在变压器中与GSM-IIIB远程抄表分机6接线端相连接，可对变压器1的运行温度数据进行检测分析；开箱传感器6-2连接锁控开关3，只有使用专用钥匙才能打开控制箱；抄表报警装置通过控制继电器8接点控制输出，并通过RS-485接口与电子式电能表7对接，通过电子式电能表7可对变压器用电量进行计量，并由抄表报警装置将电能表的数据及变压器故障信号发送至管理人员和监控微机，以实现电能计量、远程抄表及用电管理。单片机用于存储计算现有变压器的技术数据，并对检测到的数据进行分析处理，发现异常及时报警或控制供电输出通断。在本案中，抄表报警装置和单片机安装在GSM-IIIB远程抄表分机内(图中未示)，抄表报警装置为市场直接购置品，其结构不再赘述。
变压器智能型控制装置及远程监控系统的工作原理：当变压器过负荷、电流或油温高于设定值时，GSM-IIIB远程抄表分机6发出信号，交流接触器4动作，切断供电线路，实现自动卸负荷，达到限流、限容的目的。当负荷或温度达到正常时，则自动或通过通讯控制实现合闸，保证线路正常供电，在过负荷情况下，当交流接触器4连续投切3次后，负荷不能达到正常，GSM-IIIB远程抄表分机6发出信号，切断供电线路，不再进行自动合闸，同时发出报警声，并在显示器上由信号灯显示出是何故障，利用手机短信息功能发信号至管理人员中，同时利用通信功能发信号至远程监控计算机中，由监控人员通知管理人员到现场进行处理，使变压器1恢复正常运行。当变压器1在正常运行时，每隔一定时间可将用电情况通过通信功能发送至监控计算机，对用电峰谷进行分析，并对各时段用电量进行统计，实现远程多费率对用电量的计量，减轻管理人员的劳动强度，减少用电成本。
参看图3，是变压器远程监控系统的流程图。变压器远程监控系统软件采用高级程序语言编写，可安装在现有流行的微软WINDOWS95/98/ME/XP/2000操作系统上，该软件是由客户信息管理系统，变压器档案维护系统，变压器工作运行情况监控系统，变压器远程抄表系统，预付费、多费率管理系统，变压器负荷控制系统，变压器遥控断送电系统，控制指令发送系统、变压器工作运行故障信息接收报警系统、数据统计、分析、查询系统，权限设置系统，帮助系统组成，管理人员进入变压器远程监控软件系统，由监控微机发出读取变压器工况运行情况指令到远程变压器，该指令利用现有GSM网络以手机短信息格式由信息发送装置(通过装置内设置的手机编码)发出，当变压器智能控制装置中的GSM-IIIB远程抄表分机接收到该短信指令，并经单片机编译处理后，将变压器现在运行的三相电压、电流、负荷、环境温度、工作温度等情况及时以手机短信形式反馈至监控微机的信息接收装置，以数据库形式显示在显示屏上面，使管理人员能及时得到变压器的运行工况信息。
变压器远程监控系统流程步骤：
打开监控微机，进入变压器远程监控系统软件，具体步骤为：
一、通过权限设置系统设定密码。
二、进入客户信息管理系统，录入查看用户信息；
三、进入变压器档案维护系统，录入查看变压器信息；
四、进入变压器工作运行情况监控系统或变压器远程抄表系统，预付费多费率管理系统，变压器负荷控制系统，变压器遥控断送电系统，输入相关命令后，进行控制指令发送；
五、将上述控制指令发送至变压器智能控制装置；
六、变压器智能控制装置接收到指令后，将正在运行的变压器相关电压、电流、功率、用电量、温度等参数提取，并通过GSM网络发送回变压器远程监控系统软件或电管员手机中，将显示出的变压器运行数据保存后，通过变压器数据查询、浏览、打印系统对其进行处理；
七、当变压器智能控制装置检测到变压器运行的电压、电流、功率、用电量、温度等参数不符合其内置的变压器正常运行标准参数时，将自动判断是何故障(过负荷、过电压、缺相欠压、断电、过温度、盗窃电、欠电费)并将故障原因通过GSM网络发送回变压器远程监控系统软件中的变压器工作运行故障信息接收报警系统或电管员手机中，将显示出的变压器运行数据保存后，通过在变压器数据查询、浏览、打印系统对其进行处理。
八、操作中有疑问时，可进入帮助系统查看软件使用说明指南。
各系统的功能作用：
客户信息管理系统：用以建立其下属单位的客户信息数据库，存储客户的基本名称、电话等联系方式。
变压器档案维护系统：建立变压器信息数据库，存储每一台变压器的编号、通讯代码等参数。
变压器工作运行情况接收系统；变压器运行时，可随时发送指令读取变压器当时的电压、电流等运行参数，对变压器运行情况进行及时的监控。
变压器远程抄表系统，预付费、多费率管理系统：监控人员可以设定变压器的用电费率，用电量以及用电峰谷的电费价格，远程读取变压器智能控制装置发送来的用电量信息，并且在软件系统内可设置该变压器的预交电费以及峰谷电费，对用户用电情况进行随时统计，当用户用电量接近设定电费时，由系统发出信息通知其进行及时补交。实现远程抄表，减少了电管人员的劳动强度，并加强了用电管理，减少了用电户欠交电费的情况。
变压器负荷控制系统：通过控制指令发送系统，对变压器运行的负荷情况进行统计，可实时抄取变压器运行的三相负荷、电流、有功功率、无功功率等参数，便于管理人员进行管理。通过GSM网络，利用短信息功能相关指令实现对电管人员手机号码的设定，发送相关指令给智能控制箱控制其相关元器件动作，实现投切功能。
变压器遥控断送电系统：在变压器运行发生故障时，可通过监控系统发出断电命令，变压器智能控制装置接道指令后，控制交流接触器断开，当故障排除后，可发出送电指令，交流接触器闭合，恢复供电，实现了远程断送电。
变压器工作运行故障信息接收报警系统，数据统计、分析、查询系统：当变压器运行发生故障时，变压器智能装置内相关元器件动作，对变压器进行自动保护，并采集变压器相关电压、电流、功率、温度等信号，发送至电管员手机和监控微机上，并利用监控软件读入相关数据，显示故障原因并立刻发出报警声。监控人员可以根据变压器在一段时间内发生故障的原因、次数、以及严重程度做出相应的统计、分析，并采取相应的措施，避免故障的再次发生，保证变压器的正常运行。变压器智能控制装置中的GSM-IIIB远程抄表分机内的单片机上内置有变压器运行相关故障发生时参考标准(如过负荷、过电压、缺相欠压、断电、温度过高、发生窃电、欠电费的参数)当变压器运行过程中，其检测到变压器的上述参数达到设定的标准时，发出相关故障信息，以手机短信发送形式将变压器发生故障时的三相电压、电流、负荷、环境温度、工作温度等情况反馈至监控微机的信息发送接收装置(或管理人员的授权手机中)，并由其将信号读入监控微机中，以数据库形式显示在显示屏上面，并由音箱发出报警声，提醒管理人员注意，使管理人员能及时了解变压器的故障情况，从而使其得到及时处理。
变压器运行情况监控系统，变压器工作运行故障信息接收报警系统，数据统计、分析、查询系统，变压器远程抄表系统，预付费、多费率管理系统，变压器负荷控制系统为远程监控系统的主要工作系统，互为并列。
权限设置系统：对监控人员设为系统管理员和一般用户，并设有相应密码。只有系统管理员才能对变压器断、送电等高级控制指令进行发送。一般用户只能利用监控软件对变压器进行监控，而不能对变压器运行进行相关操作。
帮助系统：为本操作系统各项功能进行简单介绍，方便用户使用。
客户信息管理系统、变压器挡案维护系统、权限设置系统、帮助系统为上述功能的辅助系统，用于该监控系统的各项统计、分析、并可加强用户的管理，提高变压器的管理水平。