用于變電站的水位監(jiān)控裝置及其監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于變電站的水位監(jiān)控裝置及其監(jiān)控系統(tǒng)，涉及水位的監(jiān)控裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。所述裝置包括模擬量輸入單元、開關(guān)量輸出單元、中央處理單元、供電單元、開關(guān)量輸入單元、地址控制單元、無線信號收發(fā)單元和模擬量輸出單元。所述監(jiān)控裝置不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測水位信息，控制水泵運(yùn)行，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測運(yùn)行水泵的電流和電壓值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特點(diǎn)。
【專利說明】用于變電站的水位監(jiān)控裝置及其監(jiān)控系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水位的監(jiān)控裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于變電站的水位監(jiān)控裝置 及其監(jiān)控系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力生產(chǎn)中，變電站深水井排水目前一般是人工排水，由于當(dāng)前我國多為無人值 守變電站，所以這種排水方式水位無科學(xué)分級，僅靠目測，發(fā)現(xiàn)水位越限不及時(shí)，報(bào)警不及 時(shí)，排水準(zhǔn)備時(shí)間長，車輛和設(shè)備以及其他人力物力消耗大，對電力生產(chǎn)造成的安全隱患 大，危害大，而且排水記錄項(xiàng)目簡單，統(tǒng)計(jì)效果差，很難形成電力生產(chǎn)技術(shù)改造和升級的決 策依據(jù)。此外還不能及時(shí)對水泵的電流和電壓及時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，具有很大的風(fēng)險(xiǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于變電站的水位監(jiān)控裝置及其監(jiān)控系 統(tǒng)，所述監(jiān)控裝置不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測水位信息，控制水泵運(yùn)行，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測運(yùn)行水泵的 電流和電壓值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特點(diǎn)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種用于變電站的水位監(jiān)控 裝置，其特征在于：包括模擬量輸入單元、開關(guān)量輸出單元、中央處理單元、供電單元、開關(guān) 量輸入單元、地址控制單元、無線信號收發(fā)單元和模擬量輸出單元；模擬量輸入單元與中央 處理單元的輸入端連接，用于將傳感器采集的液位信息以及水泵的電壓和電流信息進(jìn)行轉(zhuǎn) 換，并將上述信息傳送給中央處理單元進(jìn)行處理；開關(guān)量輸入單元與中央處理單元的輸入 端連接，用于采集水泵啟停的開關(guān)量信號，并將該信號發(fā)送至中央處理單元；地址控制單元 與中央處理器單元的地址設(shè)置端連接，用于對監(jiān)控裝置進(jìn)行地址設(shè)置；模擬量輸出單元與 中央處理單元的輸出端連接，用于對中央處理單元輸出的液位、電壓以及電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn) 換并輸出給報(bào)警及顯示單元進(jìn)行顯示；無線信號收發(fā)單元與中央處理器單元雙向連接，用 于上傳或下傳數(shù)據(jù)或控制命令；中央處理單元，用于對接收到的液位、電壓以及電流信號進(jìn) 行處理，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)對水泵進(jìn)行控制；開關(guān)量輸出單元的輸入端與中央處理單元的輸 出端連接，用于將中央處理單元輸出的開關(guān)量信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出給水泵，控制水泵的啟 停；供電單元，用于為監(jiān)控裝置中需要提供電源的單元提供輸入電源；所述報(bào)警及顯示單 元與模擬量輸出單元的輸出端連接，用于顯示數(shù)據(jù)和發(fā)出警報(bào)。
[0005] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述模擬量輸入單元包括電阻R7-R8、電容C3、二極管 D1-D2,電阻R7、電容C3和二極管D2并聯(lián)在模擬量輸入單元的輸入端，二極管D1的正極與 二極管D2的負(fù)極連接，二極管D1負(fù)極接VCC，電阻R8的一端接二極管D1和D2的結(jié)點(diǎn)，電 阻R8的另一端為模擬量輸入單元的輸出端。
[0006] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述開關(guān)量輸出單元包括電阻R19、二極管D1、繼電器JD 和三極管Q4,繼電器JD的線圈一端接電源，另一端接三極管Q4的集電極，續(xù)流二極管D1與 繼電器JD的線圈并聯(lián)，電阻R19的一端為開關(guān)量輸出單元的輸入端，電阻R19的另一端接 三極管Q4的基極，三極管Q4的發(fā)射極接地；繼電器JD的觸點(diǎn)端位于水泵的電源輸入端上。
[0007] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述模擬量輸出單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊IC3、放大器U1 和三極管Q1，電源VCC分別經(jīng)電阻R14、電阻R16和電阻R15接IC3的1腳、2腳和3腳，IC3 的4腳懸空，IC3的8腳和6腳之間設(shè)有滑動(dòng)變阻器Wl，IC3的5腳接地，IC3的7腳經(jīng)電 阻接放大器U1的正向輸入端，放大器U1的正向輸入端經(jīng)電容C1接地，三極管Q1的發(fā)射極 與放大器U1的反向輸入端連接，放大器U1的輸出端經(jīng)電阻R6接三極管Q1的基極，IC3的 1腳、2腳和3腳為模擬量輸出單元的輸入端，三極管Q1的集電極為模擬量輸出單元的輸出 端。
[0008] 本發(fā)明還公開了一種水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括若干個(gè)上述水位 監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置以及監(jiān)控電腦，所述水位監(jiān)控裝置與數(shù)據(jù)收發(fā)裝置之間通過無線 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與監(jiān)控電腦之間通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。
[0009] 進(jìn)一步的技術(shù)方案在于：所述有線網(wǎng)絡(luò)為光纖或以太網(wǎng)。
[0010] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：模擬量輸入單元負(fù)責(zé)監(jiān)控液位和水泵 運(yùn)行的電壓、電流量，并將上述信號發(fā)送至中央處理單元，中央處理單元根據(jù)液位信號通過 開關(guān)量輸出單元控制水泵的啟停，并分別將電壓、電流等信號通過無線收發(fā)單元發(fā)送至后 監(jiān)控電腦上；且通過模擬量輸出單元將現(xiàn)場采集到的液位、電壓、電流數(shù)據(jù)通過報(bào)警及顯示 單元顯示出來，發(fā)現(xiàn)水泵出現(xiàn)意外情況還能及時(shí)報(bào)警。電源單元為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，開關(guān) 量輸入單元現(xiàn)場采集水泵啟停的開關(guān)量信號，并將信號發(fā)送至中央處理單元，中央處理單 元通過無線信號收發(fā)單元將信號發(fā)送至監(jiān)控電腦上。地址控制單元，可對不同的水位監(jiān)控 裝置設(shè)定不同的地址碼。所述監(jiān)控裝置不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控水位信息，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控運(yùn)行 水泵的電流和電壓值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵是否正常工作，具有使用安全和可靠的特點(diǎn)。
[0011] 監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控到水泵電壓、啟動(dòng)電流值，電壓缺相、電流過大發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信 號。系統(tǒng)設(shè)置"啟動(dòng)水泵"、"停止水泵"按鈕，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。通過水位監(jiān)控裝置，模擬顯 示水位柱形，越紅線報(bào)警，按設(shè)定值啟動(dòng)、停止排水泵的工作，并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號。排水啟 動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)畫顯示，可以檢測自動(dòng)排水裝置的運(yùn)行情況，失電報(bào)警。系統(tǒng)具有用戶調(diào)試界 面，用戶通過密碼口令后可以對水泵啟動(dòng)的定值等進(jìn)行修改。
[0012] 本發(fā)明解決了長期困擾變電站的積水問題，特別是操作班不易觀察到的電纜溝 (井）積水問題，避免了設(shè)備受潮發(fā)生接地短路的情況出現(xiàn)，為無人值班變電站運(yùn)行提供了 安全保障。該發(fā)明不需大規(guī)模放電纜，全部在原位置改建，節(jié)省設(shè)備、施工范圍小，安全經(jīng) 濟(jì)，實(shí)用性較強(qiáng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014] 圖1是本發(fā)明的原理框圖； 圖2是圖1中模擬量輸入單元的原理圖； 圖3是圖1中開關(guān)量輸出單元的原理圖； 圖4是圖1中中央處理單元的原理框圖； 圖5是圖1中供電單元的原理框圖； 圖6是圖1中開關(guān)量輸入單元的原理框圖； 圖7是圖1中地址控制單元的原理框圖； 圖8是圖1中無線信號收發(fā)單元的原理框圖； 圖9是圖1中模擬量輸出單元的原理框圖； 圖10是監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以 采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的 情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0017] 如圖1所示，本發(fā)明公開了一種用于變電站的水位監(jiān)控裝置，包括模擬量輸入單 元、開關(guān)量輸出單元、中央處理單元、供電單元、開關(guān)量輸入單元、地址控制單元、無線信號 收發(fā)單元和模擬量輸出單元。
[0018] 模擬量輸入單元與中央處理單元的輸入端連接，用于將傳感器采集的液位信息以 及水泵的電壓和電流信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將上述信息傳送給中央處理單元進(jìn)行處理；開關(guān)量 輸入單元與中央處理單元的輸入端連接，用于采集水泵啟停的開關(guān)量信號，并將該信號發(fā) 送至中央處理單元；地址控制單元與中央處理器單元的地址設(shè)置端連接，用于對監(jiān)控裝置 進(jìn)行地址設(shè)置；模擬量輸出單元與中央處理單元的輸出端連接，用于對中央處理單元輸出 的液位、電壓以及電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出給報(bào)警及顯示單元進(jìn)行顯示；無線信號收發(fā)單 元與中央處理器單元雙向連接，用于上傳或下傳數(shù)據(jù)或控制命令；中央處理單元，用于對接 收到的液位、電壓以及電流信號進(jìn)行處理，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)對水泵進(jìn)行控制；開關(guān)量輸出單 元的輸入端與中央處理單元的輸出端連接，用于將中央處理單元輸出的開關(guān)量信息進(jìn)行轉(zhuǎn) 換并輸出給水泵，控制水泵的啟停；供電單元，用于為監(jiān)控裝置中需要提供電源的單元提供 輸入電源；所述報(bào)警及顯示單元與模擬量輸出單元的輸出端連接，用于顯示數(shù)據(jù)和發(fā)出警 報(bào)。
[0019] 如圖2所示，所述模擬量輸入單元包括電阻R7-R8、電容C3、二極管D1-D2,電阻 R7、電容C3和二極管D2并聯(lián)在模擬量輸入單元的輸入端，二極管D1的正極與二極管D2的 負(fù)極連接，二極管D1負(fù)極接VCC，電阻R8的一端接二極管D1和D2的結(jié)點(diǎn)，電阻R8的另一 端為模擬量輸入單元的輸出端。
[0020] 如圖3所示，所述開關(guān)量輸出單元包括電阻R19、二極管D1、繼電器JD和三極管 Q4,繼電器JD的線圈一端接電源，另一端接三極管Q4的集電極，續(xù)流二極管D1與繼電器JD 的線圈并聯(lián)，電阻R19的一端為開關(guān)量輸出單元的輸入端，電阻R19的另一端接三極管Q4 的基極，三極管Q4的發(fā)射極接地；繼電器JD的觸點(diǎn)端位于水泵的電源輸入端上。
[0021] 如圖9所示，所述模擬量輸出單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊IC3、放大器U1和三極管Q1， 電源VCC分別經(jīng)電阻R14、電阻R16和電阻R15接IC3的1腳、2腳和3腳，IC3的4腳懸空， IC3的8腳和6腳之間設(shè)有滑動(dòng)變阻器Wl，IC3的5腳接地，IC3的7腳經(jīng)電阻接放大器U1 的正向輸入端，放大器U1的正向輸入端經(jīng)電容Cl接地，三極管Q1的發(fā)射極與放大器U1的 反向輸入端連接，放大器U1的輸出端經(jīng)電阻R6接三極管Q1的基極，IC3的1腳、2腳和3 腳為模擬量輸出單元的輸入端，三極管Q1的集電極為模擬量輸出單元的輸出端。
[0022] 如圖10所示，本發(fā)明還公開了一種用于變電站的水位監(jiān)控系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括若 干上述水位監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置以及監(jiān)控電腦，所述水位監(jiān)控裝置與數(shù)據(jù)收發(fā)裝置之 間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與監(jiān)控電腦之間通過有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，所 述有線網(wǎng)絡(luò)為光纖或以太網(wǎng)。
[0023] 模擬量輸入單元負(fù)責(zé)監(jiān)控液位和水泵運(yùn)行的電壓、電流量，并將上述信號發(fā)送至 中央處理單元，中央處理單元根據(jù)液位信號通過開關(guān)量輸出單元控制水泵的啟停，并分別 將電壓、電流等信號通過無線收發(fā)單元發(fā)送至后監(jiān)控電腦上；且通過模擬量輸出單元將現(xiàn) 場采集到的液位、電壓、電流數(shù)據(jù)通過報(bào)警及顯示單元顯示出來，發(fā)現(xiàn)水泵出現(xiàn)意外情況還 能及時(shí)報(bào)警。電源單元為整個(gè)系統(tǒng)提供電源，開關(guān)量輸入單元現(xiàn)場采集水泵啟停的開關(guān)量 信號，并將信號發(fā)送至中央處理單元，中央處理單元通過無線信號收發(fā)單元將信號發(fā)送至 監(jiān)控電腦上。地址控制單元，可對不同的水位監(jiān)控裝置設(shè)定不同的地址碼。所述監(jiān)控裝置 不僅能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控水位信息，還能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控運(yùn)行水泵的電流和電壓值，及時(shí)發(fā)現(xiàn)水泵是 否正常工作，具有使用安全和可靠的特點(diǎn)。
[0024] 監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控到水泵電壓、啟動(dòng)電流值，電壓缺相、電流過大發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信 號。系統(tǒng)設(shè)置"啟動(dòng)水泵"、"停止水泵"按鈕，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。通過水位監(jiān)控裝置，模擬顯 示水位柱形，越紅線報(bào)警，按設(shè)定值啟動(dòng)、停止排水泵的工作，并發(fā)出相應(yīng)報(bào)警信號。排水啟 動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)動(dòng)畫顯示，可以檢測自動(dòng)排水裝置的運(yùn)行情況，失電報(bào)警。系統(tǒng)具有用戶調(diào)試界 面，用戶通過密碼口令后可以對水泵啟動(dòng)的定值等進(jìn)行修改。
[0025] 本發(fā)明解決了長期困擾變電站的積水問題，特別是操作班不易觀察到的電纜溝 (井）積水問題，避免了設(shè)備受潮發(fā)生接地短路的情況出現(xiàn)，為無人值班變電站運(yùn)行提供了 安全保障。該發(fā)明不需大規(guī)模放電纜，全部在原位置改建，節(jié)省設(shè)備、施工范圍小，安全經(jīng) 濟(jì)，實(shí)用性較強(qiáng)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于變電站的水位監(jiān)控裝置，其特征在于：包括模擬量輸入單元、開關(guān)量輸出 單元、中央處理單元、供電單元、開關(guān)量輸入單元、地址控制單元、無線信號收發(fā)單元和模擬 量輸出單元；模擬量輸入單元與中央處理單元的輸入端連接，用于將傳感器采集的液位信 息以及水泵的電壓和電流信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將上述信息傳送給中央處理單元進(jìn)行處理；開 關(guān)量輸入單元與中央處理單元的輸入端連接，用于采集水泵啟停的開關(guān)量信號，并將該信 號發(fā)送至中央處理單元；地址控制單元與中央處理器單元的地址設(shè)置端連接，用于對監(jiān)控 裝置進(jìn)行地址設(shè)置；模擬量輸出單元與中央處理單元的輸出端連接，用于對中央處理單元 輸出的液位、電壓以及電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換并輸出給報(bào)警及顯示單元進(jìn)行顯示；無線信號收 發(fā)單元與中央處理器單元雙向連接，用于上傳或下傳數(shù)據(jù)或控制命令；中央處理單元，用于 對接收到的液位、電壓以及電流信號進(jìn)行處理，并根據(jù)上述數(shù)據(jù)對水泵進(jìn)行控制；開關(guān)量輸 出單元的輸入端與中央處理單元的輸出端連接，用于將中央處理單元輸出的開關(guān)量信息進(jìn) 行轉(zhuǎn)換并輸出給水泵，控制水泵的啟停；供電單元，用于為監(jiān)控裝置中需要提供電源的單元 提供輸入電源；所述報(bào)警及顯示單元與模擬量輸出單元的輸出端連接，用于顯示數(shù)據(jù)和發(fā) 出警報(bào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變電站的水位監(jiān)控裝置，其特征在于：所述模擬量輸入 單元包括電阻R7-R8、電容C3、二極管D1-D2,電阻R7、電容C3和二極管D2并聯(lián)在模擬量輸 入單元的輸入端，二極管D1的正極與二極管D2的負(fù)極連接，二極管D1負(fù)極接VCC，電阻R8 的一端接二極管D1和D2的結(jié)點(diǎn)，電阻R8的另一端為模擬量輸入單元的輸出端。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變電站的水位監(jiān)控裝置，其特征在于：所述開關(guān)量輸出 單元包括電阻R19、二極管D1、繼電器JD和三極管Q4,繼電器JD的線圈一端接電源，另一端 接三極管Q4的集電極，續(xù)流二極管D1與繼電器JD的線圈并聯(lián)，電阻R19的一端為開關(guān)量 輸出單元的輸入端，電阻R19的另一端接三極管Q4的基極，三極管Q4的發(fā)射極接地；繼電 器JD的觸點(diǎn)端位于水泵的電源輸入端上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變電站的水位監(jiān)控裝置，其特征在于：所述模擬量輸出 單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊IC3、放大器U1和三極管Q1，電源VCC分別經(jīng)電阻R14、電阻R16和 電阻R15接IC3的1腳、2腳和3腳，IC3的4腳懸空，IC3的8腳和6腳之間設(shè)有滑動(dòng)變阻 器Wl，IC3的5腳接地，IC3的7腳經(jīng)電阻接放大器U1的正向輸入端，放大器U1的正向輸 入端經(jīng)電容C1接地，三極管Q1的發(fā)射極與放大器U1的反向輸入端連接，放大器U1的輸出 端經(jīng)電阻R6接三極管Q1的基極，IC3的1腳、2腳和3腳為模擬量輸出單元的輸入端，三極 管Q1的集電極為模擬量輸出單元的輸出端。
5. -種用于變電站的水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括若干個(gè)如權(quán)利要求 1-4中任意一項(xiàng)所述的水位監(jiān)控裝置、數(shù)據(jù)收發(fā)裝置以及監(jiān)控電腦，所述水位監(jiān)控裝置與數(shù) 據(jù)收發(fā)裝置之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)收發(fā)裝置與監(jiān)控電腦之間通過有線網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于變電站的水位監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：所述有線網(wǎng)絡(luò)為 光纖或以太網(wǎng)。
【文檔編號】G05D9/12GK104102239SQ201410338290
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】陳超 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司, 國網(wǎng)河北邯鄲縣供電公司