手持式智能变电站报文转发装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种手持式智能变电站报文转发装置。其特点是：包括单片机，该单片机分别与外部A/D转换器、充电模块、USB接口模块、光纤接口模块、以太网接口模块和无线传输模块连接。本实用新型专利技术可以在无需使用多个设备或装置的情况下，便捷获取智能变电站典型报文(MMS报文、GOOSE报文、SV报文)，获取的报文能够准确及时，不丢帧。

Handheld intelligent substation message forwarding device

The utility model relates to a handheld intelligent substation message forwarding device. Its characteristics are as follows: single chip microcomputer, which is connected with external A/D converter, charging module, USB interface module, fiber interface module, Ethernet interface module and wireless transmission module. The utility model can easily obtain the typical message of the intelligent substation (MMS message, GOOSE message, SV message) without using a number of devices or devices, and the message obtained can be accurate and timely, without losing the frame.

【技术实现步骤摘要】
手持式智能变电站报文转发装置
本技术涉及一种手持式智能变电站报文转发装置。
技术介绍
从事智能变电站现场调试工作时，为了分析和解决智能变电站智能电子设备出现的故障，提高工作效率和工程调试质量，往往需要获取相关数据报文进行分析。在现场由于无法改变的技术原因，模拟量与数字量不能直接实现通信，必须依靠光纤、网线连接待测设备，再利用光电转换器进行数模转换，之后在笔记本电脑中获取并进行分析。因现场环境复杂、试验设备过大或过重，携带不方便，相关的电子文件无法及时保存等原因，影响了报文获取效率，比如为了获取报文，笔记本电脑需长时间要捧在手里，还要携带光电转换器和光纤、U盘等必备工具。再加上因故障点不同需要在现场户内、户外来回奔波走动以及因笔记本电脑长时间待机电池供电不足等问题，给工作人员带来极大不便。因此迫切需要研发一种集光电转换、存储、转发功能整合为一体，携带轻巧方便，电池耐用，并可准确获取报文的装置解决上述问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种手持式智能变电站报文转发装置，能够显著提高现场工作效率。一种手持式智能变电站报文转发装置，其特别之处在于：包括单片机，该单片机分别与外部A/D转换器、充电模块、USB接口模块、光纤接口模块、以太网接口模块和无线传输模块连接。其中A/D转换器采用PCF8591芯片，并且该A/D转换器分别与光纤接口模块和以太网接口模块连接从而完成模数转换功能以获取相关报文；其中光纤接口模块采用ZG-100M-SS1310-LC型光模块；其中以太网接口模块采用RisymLAN8720网络模块；其中充电模块采用1A锂电池充电与保护一体板。其中还包括铝合金型材的外壳，在该外壳上开有散热孔。本技术可以在无需使用多个设备或装置的情况下，便捷获取智能变电站典型报文(MMS报文、GOOSE报文、SV报文)，获取的报文能够准确及时，不丢帧。报文需能够正确反映智能电子设备故障原因，获取后的报文可快速存储，快速调取，从而实现快速分析，提高工作效率，为现场排障工作提供方便。本技术装置的有益效果还包括：(1)、携带方便，提高现场工作效率。(2)、超长待机时间，提高现场工作效率。(3)、终端设备不受系统限制，苹果、安卓系统手机、笔记本电脑均可调阅。(4)、存储量大，报文存储可实现本机存储，无线或在线终端存储。(5)、A/D转换功能强大，不丢帧。附图说明附图1为本技术的逻辑原理框图。具体实施方式如图1所示，本技术提供了一种手持式智能变电站报文转发装置，包括单片机，该单片机分别与外部A/D转换器、充电模块(带USB接口)、光纤接口模块、以太网接口模块和无线传输模块连接。本装置的A/D转换模块功能为模数转换，即将模拟量转换成数字量，完成数据报文的采集。主要芯片型号为PCF8591。它是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bitCMOS数据获取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和1个串行I2C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0,A1和A2可用于硬件地址编程，允许在同个I2C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。A/D转换模块一端连接光纤接口模块，一端连接以太网接口模块，完成模/数转换功能，从而获取相关报文。本装置采用的光纤接口模块为ZG-100M-SS1310-LC型光模块。可直接插入硬件母槽，更换方便。与A/D转换器、以太网接口模块配合使用，作为输出数字信号的主要传输模块。本装置以太网接口模块，主要采用RisymLAN8720网络模块ETH，即以太网收发器。与A/D转换器、光纤接口模块配合使用，作为输出模拟量信号的主要输入模块。主要参数为芯片采用24引脚QFN封装，无铅。灵活的电源管理构架。输出电压方位：+1.6V至+3.6V。本装置充电模块主要采用MICROUSB版，即1A锂电池充电与保护一体板，输入端带有MINIUSB母座，可直接通过充电器来给锂电池充电。并且依然保留有输入电压接线焊点，可以非常方便的DIY。主要参数为：充电电压5V，充电截止电压4.2V，最大充电电流1000mA，过电压保护2.5V，过电流保护3A。实施例1：本技术的产品结构为一体式设计。为方便现场携带，故将装置的尺寸设定为宽60MM，长180MM的长方形实体。考虑到操作手感，装置上壳表面为高亮金属外壳，嵌入电容式感应电子屏目。装置下壳表面采用6063-T5工业挤压铝合金型材，喷砂氧化，防静电材质。装置集光电转换、无线或有线传输数据为一体。故在侧面加装了用于数据采集和转换的光纤专用光口(LC型)、R45电口。另外，为防止装置功率消耗过大，影响使用寿命，故在装置侧面设计了一个长方形散热孔。为防止装置在使用时电量不足，故在装置侧面设计了一个USB2.0充电口，此充电口还有一个功能，即是与其他终端设备连接，完成数据传送或调取。在选取充电模块时，考虑到安全可靠，体型符合要求。故选择输入端带有MICROUSB母座模板，并可以非常方便的DIY。此模块技术参数如下：输入电压：5V充电截止电压：4.2V±1％最大充电电流：1000mA电池过放保护电压：2.5V电池过流保护电流：3A以下是充电模块的使用说明：第一次接入电池时，可能OUT+和OUT-之间无电压输出，这时接入5V电压充一下电就可以激活保护电路了，电池从B+B-上短开再接上的话也需要充一下电以激活保护电路。当使用手机充电器来做输入时注意充电器必须要能输出1A或以上的，不然可能会不能正常充电MICROUSB母座及其旁边的+-焊盘为电源输入端，接入5V电压。B+接锂电池的正极，B-接锂电池的负极。OUT+和OUT-接负载，比如接移动升压板正负极或者是其它负载。接好电池到B+B-，插入手机充电器到USB母座，红灯亮为正在充电，绿灯亮为充满。本装置采用的充电原理：220V交流输入，一端经过一个4007半波整流，另一端经过一个10欧的电阻后，由10uF电容滤波。这个10欧的电阻用来做保护的，如果后面出现故障等导致过流，那么这个电阻将被烧断，从而避免引起更大的故障。右边的4007、4700pF电容、82KΩ电阻，构成一个高压吸收电路，当开关管13003关断时，负责吸收线圈上的感应电压，从而防止高压加到开关管13003上而导致击穿。13003为开关管(完整的名应该是MJE13003)，用来控制原边绕组与电源之间的通、断。当原边绕组不停的通断时，就会在开关变压器中形成变化的磁场，从而在次级绕组中产生感应电压。这个电源应该是反激式的。左端的510KΩ为启动电阻，给开关管提供启动用的基极电流。13003下方的10Ω电阻为电流取样电阻，电流经取样后变成电压(其值为10*I)，这电压经二极管4148后，加至三极管C945的基极上。当取样电压大约大于1.4V，即开关管电流大于0.14A时，三极管C945导通，从而将开关管13003的基极电压拉低，从而集电极电流减小，这样就限制了开关的电流，防止电流过大而烧毁(其实这是一个恒流结构，将开关管的最大电流限制在140mA左右)。变压器左下方的绕组(取样绕组)的感应电压经整流二极管4148整流，22uF电容滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手持式智能变电站报文转发装置，其特征在于：包括单片机，该单片机分别与外部A/D转换器、充电模块、USB接口模块、光纤接口模块、以太网接口模块和无线传输模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种手持式智能变电站报文转发装置，其特征在于：包括单片机，该单片机分别与外部A/D转换器、充电模块、USB接口模块、光纤接口模块、以太网接口模块和无线传输模块连接。2.如权利要求1所述的手持式智能变电站报文转发装置，其特征在于：其中A/D转换器采用PCF8591芯片，并且该A/D转换器分别与光纤接口模块和以太网接...

【专利技术属性】
技术研发人员：何彦昊，王小立，温靖华，王玉怀，杜永涛，邢哲，孙海文，黄继东，马宁，张云宁，郑敏，王栋，丁明辉，马骥，姜楠，夏坤，冯应军，
申请(专利权)人：国家电网公司，宁夏送变电工程公司，
类型：新型
国别省市：北京,11