一种基于GPRS的电缆载流量预警系统技术方案

本实用新型专利技术属于自动装置开发领域，特别涉及一种基于GPRS的电缆载流量预警系统。该预警系统包括电源模块、传感和调理模块、数据采集模块、数据通信模块、系统控制模块。电源模块通过穿心式电流互感器经电阻采样变为交流电压，再对电压量进行整流处理，进而提供电源；预警系统使用不同的传感和调理电路获得温度和电流两个变量，将传感和调理的信号送入片选芯片，由单片机控制芯片将采集信号经A/D转换器转为数字信号，数字信号经GPRS模块传至上位机控制系统，经上位机计算获得线芯温度和电流的变化情况。本实用新型专利技术测量误差小，可以由控制端远程实现对电缆载流量预测和预警的功能，减少人力物力投资，结构简单，方便简洁。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动装置开发领域，特别涉及一种基于GPRS的电缆载流量预警系统。
技术介绍
随着国民经济的迅速发展，人们对生活环境的要求越来越高，对电能的需求尤为突出。人们不仅要求电能可以安全稳定的输送至用户手中，对发电总量的需求也越来越高。同时随风能、太阳能等新能源的兴起，电力电缆作为孤岛供电和风电传输的唯一方式，电力电缆得到了广泛的应用。因此电力系统在提高发电总量的同时，也增加了电缆总量的铺设。电缆铺设量的增加导致电缆在城市电网中的比重越来越高，电网人员在电力电缆的监测、管理和维护上的投入越来越大。这一问题已经成为现代城市电网的普遍特点之一。为了提高电力电缆的的输送能力，并且保证电力电缆的运行环境安全可靠，必须对工作中的电缆进行监测，这可以有效提高电网工作人员对电网实时工作状态的掌控能力，让系统调度人员可以在分配负荷时做出更合理的决策，让系统在局部出现状况时得到有效的应对策略。本技术利用电网提供系统所需要的电源，通过对电缆的运行温度和载流量进行监测，将实时数据经GPRS传送至控制端，通过单片机处理对整个系统实现监测和预警，最终使电缆可靠有效的运行；整个装置结构简单，效果明显，节省资源。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于GPRS的电缆载流量预警系统，通过以下技术方案来实现：主要包括电源模块、传感和调理模块、数据采集模块、数据通信模块、系统控制模块。各部分之间的连接关系为：电源模块通过穿心式电流互感器经电阻采样变为交流电压，再对电压量进行整流处理，进而提供电源；预警系统使用不同的传感和调理电路获得温度和电流两个变量，将传感和调理的信号送入片选芯片，由单片机控制芯片将采集信号经A/D转换器转为数字信号，数字信号经GPRS模块传至单片机控制系统，经单片机计算获得线芯温度和电流的变化情况。所述电源模块为AC/DC模块，拟用穿心式电流互感器结构，将感应电流经电阻采样后变成交流电压量，再对交流电压量进行整流处理，得到所需的电源电压。+5V/DC电压为系统控制模块、GPRS模块和数据采集模块的供电电源；±12V/DC为传感和调理模块供电电源。所述传感和调理模块包括温度和电流传感和调理两部分。采用双AD590测量平均温度，下接阻值5K电阻将信号转换为电压信号，后接OP07运放芯片隔离前端输入干扰信号，稳定电压信号；使用电阻分压电路，使电阻和电位器串联接地，使用LM336-5作为电位器的稳压源，调节电位器输出电压2.73V（代表0℃温度信号的电压），测得的电压信号与电位器电压作差动输入，对应关系为T=10V0；电流信号经互感器采集后进行整流，将直流信号经A/D转换通过PIN口送入采集电路，经采样电阻后变为电压信号；信号经电压跟随器的隔离，通过二极管和电阻的反馈电路实现整流，同时可以通过电阻控制信号的大小。所述数据采集模块包括片选电路和A/D转换电路，将待测信号按照预警系统的要求转换为数字量；预警系统利用片选芯片CD4051设计了量程选择电路，不同的电流量程范围对应相应的传输通道；信号经A/D电路传输至单片机系统，电路芯片为AD7895，转换时间为3.8微秒，最小可分辨电压为1.22mV。所述数据通讯模块包括GPRS模块和基于RS232的串口通讯模块及其外围电路；GPRS采用TC35模块，利用GSM网络发送信息，覆盖面广，成本低，可靠性高；接口芯片使用MAX232，其可以按照不同标准的高电平进行数据通讯，准确实现单片机与上位机的通讯。所述系统控制模块使用单片机STC89C52RC，具有很强的抗干扰性。附图说明图1是所述一种基于GPRS的电缆载流量预警系统功能框图。图2是所述一种基于GPRS的电缆载流量预警系统的软件流程图。具体实施方式本技术提供了一种基于GPRS的电缆载流量预警系统。下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步说明。图1所示为所述电缆载流量预警系统功能框图，主要包括电源模块、传感和调理模块、数据采集模块、数据通信模块、系统控制模块。如图1所示，所述电源模块为AC/DC模块，拟用穿心式电流互感器结构，将感应电流经电阻采样后变成交流电压量，再对交流电压量进行整流处理，得到所需的电源电压。+5V/DC电压为系统控制模块、GPRS模块和数据采集模块的供电电源；±12V/DC为传感和调理模块供电电源；预警系统使用不同的传感和调理电路获得温度和电流两个变量，传感和调理的信号经片选电路和A/D转换电路，将待测信号按照预警系统的要求转换为数字量；预警系统利用片选芯片CD4051设计了量程选择电路，不同的电流量程范围对应相应的传输通道；信号经A/D电路传输至单片机系统。单片机系统经数据通信模块实现与上位机的数据传输。图2所示为所述电缆载流量预警系统的软件流程图。初始化单片机后不断读取采集与调理的温度与电流信号，对监测到的信号与正常运行时电缆的温度与电流限值进行对比，判断此时电缆的运行情况；若此时电缆运行出现故障，上位机系统控制模块进行程序预警，调度人员进行调度安排；若监测电缆运行温度与载流量在限值以内，则停止预警。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于GPRS的电缆载流量预警系统，其特征在于：包括电源模块、传感和调理模块、数据采集模块、数据通信模块、系统控制模块；各部分之间的连接关系为：电源模块通过穿心式电流互感器经电阻采样变为交流电压，再对电压量进行整流处理，进而提供电源；预警系统使用不同的传感和调理电路获得温度和电流两个变量，将传感和调理的信号送入片选芯片，由单片机控制芯片将采集信号经A/D转换器转为数字信号，数字信号经GPRS模块传至单片机控制系统，经单片机计算获得线芯温度和电流的变化情况。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPRS的电缆载流量预警系统，其特征在于：包括电源模块、传感和调理模块、数据采集模块、数据通信模块、系统控制模块；
各部分之间的连接关系为：电源模块通过穿心式电流互感器经电阻采样变为交流电压，再对电压量进行整流处理，进而提供电源；预警系统使用不同的传感和调理电路获得温度和电流两个变量，将传感和调理的信号送入片选芯片，由单片机控制芯片将采集信号经A/D转换器转为数字信号，数字信号经GPRS模块传至单片机控制系统，经单片机计算获得线芯温度和电流的变化情况。
2.根据权利要求1所述的一种基于GPRS的电缆载流量预警系统，其特征在于：所述温度传感器模块型号为AD590。
3.根据权利要求1所述的一种基于GPRS的电缆载流量预警系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫国，高寒，贾国滨，李志超，陈艳，欧阳洁，
申请(专利权)人：华北电力大学，欧阳洁，
类型：新型
国别省市：北京;11