本發明涉及一種變壓器擋位控制調節裝置，尤其涉及一種新型配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置。

背景技術：

目前，鄉鎮及廠用的中小型配變大都未安裝有載調壓裝置，變壓器調擋普遍采用人工調節的方式，這種做法的缺點是：當配網及配電線路負荷變化大時，跟不上頻繁調節的需要且工作效率低，影響線路末端電壓質量，極易引發客戶供電輿情。測控裝置輸出點和有載調壓擋位控制器回路組合后共同控制主變壓器有載調壓機構。由于配網電壓的變化快且頻繁，導致配變擋位調節非常頻繁，有的變壓器一天需要調節擋位十幾次，極易造成有載調壓擋位控制器的損壞，大大縮減變壓器及控制器的使用壽命。控制器損壞后，主變壓器有載調壓擋位無法操作，嚴重影響了電壓合格率等指標水平。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種提供調節方式靈活多樣、易于操作、便于監測、運行安全可靠的智能化變壓器擋位調節裝置。該裝置配屬無線通訊模塊后，還具有數據傳輸、遠程監控、電壓質量報警等功能。

為解決上述問題，本發明所采用的技術方案是：

配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置，外殼體，所述外殼體內安裝有電源模塊，所述電源模塊連接有電機控制電路，所述電機控制電路連接有驅動電機，所述驅動電機連接有擋位傳動軸，所述擋位傳動軸連接在變壓器擋位轉換齒輪上。所述電機控制電路還連接有擋位控制及顯示裝置，所述擋位控制及顯示裝置連接有遙信采集模塊，所述遙信采集模塊連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊通過無線網絡連接有配網智能監控服務器。

所述電機控制電路，包括：繼電器電路，連接在所述繼電器電路的輸入端的驅動電路，連接在所述繼電器電路保護端的保護電路，連接在所述繼電器電路采樣端的采樣電路以及單片機；所述單片機的輸入端連接至所述采樣電路的輸出端，所述單片機的輸出端連接至所述驅動電路的輸入端；

所述繼電器電路包括：第一繼電器單元以及N個并聯連接的第二繼電器單元，所述第一繼電器單元包括：第一二極管以及第一繼電器，所述第一二極管的陽極接地，所述第一二極管的陰極連接至所述驅動電路的輸出端，所述第一繼電器中的線圈連接在所述第一二極管的兩端；

所述第二繼電器單元包括：第二二極管以及第二繼電器，所述第二二極管的陽極作為所述繼電器電路的保護端，所述第二二極管的陰極連接至所述驅動電路的輸出端；

所述第二繼電器中的線圈連接在所述第二二極管的兩端；

所述第二繼電器的公共端通過一直流電機連接至所述第一繼電器的公共端，所述第二繼電器的常開端與所述第一繼電器的常開端連接后作為所述繼電器電路的采樣端，所述第二繼電器的常閉端連接至所述第一繼電器的常閉端后再連接至電源；

所述N為大于等于2的正整數。

作為一種改進：

還包括無線遙控器，所述無線遙控器對應配合遙信采集模塊，所述遙信采集模塊的信號輸出端連接有的遙控感應器，所述遙控感應器位于驅動電機上，所述遙控感應器的信號輸出端連接有電機控制電路。

作為一種改進：

所述電源模塊輸入端連接有變壓器互感器220V電源，所述電源模塊包括太陽能電池板、電池，所述電池分別連接有所述驅動電機、所述無線通訊模塊、所述電機控制電路和所述遙控感應器。

作為一種改進：

所述電機控制電路輸出端通過RJ45以太網口連接擋位控制及顯示裝置，可以就地實時監控與調節變壓器擋位。

作為一種改進：

所述遙信采集模塊的信號輸出端還連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接遠方配網智能監控服務器，可以遠程傳輸擋位信息和操作配變擋位。

作為一種改進：

所述變壓器擋位操作有以下兩種方式實現：

方式一：通過擋位控制及顯示裝置觸發所述電機控制電路，從而驅動電機帶動擋位傳動軸，實現變壓器擋位的調節，可以就地實時監控與調節變壓器擋位。

方式二：通過無線遙控器與對應配合所述遙信采集模塊，向位于驅動電機的遙控感應器下發指令，通過電機控制電路驅動電機帶動擋位傳動軸，實現變壓器擋位的調節。

方式三：遠程操作人員運用配網智能監控服務器的內嵌擋位調節軟件，通過無線通訊模塊、遙信采集模塊，向位于驅動電機的遙控感應器下發指令，通過電機控制電路驅動電機帶動擋位傳動軸，從而實現配變擋位的遠程調節。

由于采用了上述技術方案，與現有技術相比，本發明由于采用了上述技術方案，配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置，包括外殼體，所述外殼體內安裝有電源模塊，所述電源模塊連接有電機控制電路，所述電機控制電路連接有驅動電機，所述驅動電機連接有擋位傳動軸，所述擋位傳動軸連接在變壓器擋位轉換齒輪上。所述電機控制電路還連接有擋位控制及顯示裝置，所述擋位控制及顯示裝置連接有遙信采集模塊，所述遙信采集模塊連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊通過無線網絡連接有配網智能監控服務器。所述無線遙控器與對應配合所述遙信采集模塊，所述遙信采集模塊的信號輸出端連接有位于驅動電機的遙控感應器，所述遙控感應器的信號輸出端連接有電機控制電路。所述電源模塊輸入端連接有變壓器互感器220V電源，所述電源模塊包括太陽能電池板、電池，所述電池分別連接有所述驅動電機、所述無線通訊模塊、所述電機控制電路和所述遙控感應器。所述電機控制電路輸出端通過RJ45以太網口連接擋位控制及顯示裝置，可以就地實時監控與調節變壓器擋位。所述遙信采集模塊的信號輸出端還連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接遠方配網智能監控服務器，可以遠程傳輸擋位信息和操作配變擋位。

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

附圖說明

圖1是本發明配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置的結構框圖；

圖2是本發明配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置的直流電機控制電路示意圖；

圖3是本發明實施例提供的電機控制電路中繼電器電路的電路圖；

圖4是本發明實施例提供的控制電機的控制電路的電路圖。

具體實施方式

實施例：

如圖1-4所示，配電變壓器便攜式擋位控制調節裝置，包括外殼體，所述外殼體內安裝有電源模塊，所述電源模塊連接有電機控制電路，所述電機控制電路連接有驅動電機，所述驅動電機連接有擋位傳動軸，所述擋位傳動軸連接在變壓器擋位轉換齒輪上。所述電機控制電路還連接有擋位控制及顯示裝置，所述擋位控制及顯示裝置連接有遙信采集模塊，所述遙信采集模塊連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊通過無線網絡連接有配網智能監控服務器。所述無線遙控器與對應配合所述遙信采集模塊，所述遙信采集模塊的信號輸出端連接有位于驅動電機的遙控感應器，所述遙控感應器的信號輸出端連接有電機控制電路。所述電源模塊輸入端連接有變壓器互感器220V電源，所述電源模塊包括太陽能電池板、電池，所述電池分別連接有所述驅動電機、所述無線通訊模塊、所述電機控制電路和所述遙控感應器。所述電機控制電路輸出端通過RJ45以太網口連接擋位控制及顯示裝置，可以就地實時監控與調節變壓器擋位。所述遙信采集模塊的信號輸出端還連接有無線通訊模塊，所述無線通訊模塊連接遠方配網智能監控服務器，可以遠程傳輸擋位信息和操作配變擋位。

本實施例具有體積小、安裝方便、易操控、可遠程傳輸控制等優點，縮短人工進行變壓器擋位調節的時間，提高檢修工作的效率，降低人員的勞動強度，保證作業安全。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征及本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。

在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。

本發明實施例提供的電機控制電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。

直流電機控制電路包括：單片機1、驅動電路2、繼電器電路3、采樣電路4和保護電路5；其中，單片機1的輸出端連接至驅動電路2的輸入端，驅動電路2的輸出端連接至繼電器電路3的輸入端，繼電器電路3的采樣端連接至采樣電路4的輸入端，繼電器電路3的保護端連接保護電路5，繼電器電路3的輸出端連接直流電機6；采樣電路4的輸出端連接至單片機1的輸入端；單片機1根據采樣電路4采集的直流電機的狀態信息輸出控制信號，通過驅動電路2控制繼電器對直流電機進行進一步控制。

本發明實施例提供的直流電機控制電路主要是通過對繼電器電路3的連接方式進行改進，從而解決了多電機控制系統中繼電器和控制信號線過多的問題，減少了電路板面積和成本。繼電器電路3的具體電路圖如圖2所示，為了便于說明，僅示出了與本發明實施例相關的部分，詳述如下。

繼電器電路3包括：第一繼電器單元31以及N個并聯連接的第二繼電器單元32；其中，第一繼電器單元31包括：第一二極管D0以及第一繼電器K0，第一二極管D0的陽極接地，第一二極管D0的陰極連接至驅動電路2的輸出端；第一繼電器K0中的線圈L0的兩端連接在第一二極管D0的兩端；第二繼電器單元32包括：第二二極管D1以及第二繼電器K1，第二二極管D1的陽極作為繼電器電路3的保護端，其中第二二極管D1的陰極連接至驅動電路2的輸出端；第二繼電器K1中的線圈L1的兩端連接在第二二極管D1的兩端；第二繼電器K1的公共端通過一個直流電機6連接至第一繼電器K0的公共端，第二繼電器K1的常開端與第一繼電器K0的常開端連接后作為繼電器電路3的采樣端，第二繼電器K1的常閉端連接至第一繼電器K0的常閉端后再連接至電源VCC(12V)；N為大于等于2的正整數。

在本發明實施例中，驅動電路2包括：第一驅動單元以及N個第二驅動單元；其中第一驅動單元包括：第一MOS管QA0、第二MOS管Q0和電阻R7；第一MOS管QA0的漏極連接至第一二極管D0的陰極，第一MOS管QA0的柵極連接至第二MOS管Q0的漏極，第一MOS管QA0的源極連接至電源VCC(12V)；第二MOS管Q0的源極接地，第二MOS管的柵極連接至單片機1的輸出端；電阻R7連接在第一MOS管QA0的源極與第一MOS管QA0的柵極之間；第二驅動單元包括：第三MOS管QA1、第四MOS管Q1和電阻R8；第三MOS管QA1的漏極連接至第二二極管D1的陰極，第三MOS管QA1的柵極連接至第四MOS管Q1的漏極，第三MOS管QA1的源極連接至電源VCC(12V)；第四MOS管Q1的源極接地，第四MOS管Q1的柵極連接至單片機1的輸出端；電阻R8連接在第三MOS管QA1的源極與第三MOS管QA1的柵極之間。

在本發明實施例中，采樣電路4包括：電阻R6，其中電阻R6的一端連接至繼電器電路3的采樣端P1，電阻R6的一端還連接至單片機1的輸入端，電阻R6的另一端接地。

在本發明實施例中，保護電路5包括：N個并聯連接的開關保護單元；其中開關保護單元包括：連接在電源VCC與第二二極管D1的陽極之間的第一行程開關，依次串聯連接在地與第二二極管D1的陽極之間的第二行程開關和第一保險絲。作為本發明的一個實施例，開關保護單元還包括：連接在第二二極管D1的陽極與地之間的電阻R1，以及連接在保險絲與第二行程開關之間的電阻R13。

為了更進一步說明本發明實施例提供的直流電機控制電路，現以四個直流電機M1、M2、M3、M4為例，結合圖4所示的電路圖詳述如下。

繼電器電路3包括：二極管D0、二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4、繼電器K0、繼電器K1、繼電器K2、繼電器K3和繼電器K4；其中二極管D0的陽極接地，繼電器K0的線圈L0的兩端連接在二極管D0的兩極；繼電器K1的線圈L1的兩端連接在二極管D1的兩極；繼電器K2的線圈L2的兩端連接在二極管D2的兩極；繼電器K3的線圈L3的兩端連接在二極管D3的兩極；繼電器K4的線圈L4的兩端連接在二極管D4的兩極；繼電器K1的公共端通過直流電機M1連接至繼電器K0的公共端，繼電器K1的常閉端連接至電源VCC；繼電器K2的公共端通過直流電機M2連接至繼電器K0的公共端，繼電器K2的常閉端連接至電源VCC；繼電器K3的公共端通過直流電機M3連接至繼電器K0的公共端，繼電器K3的常閉端連接至電源VCC；繼電器K4的公共端通過直流電機M4連接至繼電器K0的公共端，繼電器K4的常閉端連接至電源VCC；繼電器K1的常開端與繼電器K2的常開端、繼電器K3的常開端、繼電器K4的常開端連接后作為繼電器電路3的采樣端。

驅動電路2包括：MOS管QA0、MOS管QA1、MOS管QA2、MOS管QA3、MOS管QA4、MOS管Q0、MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10和電阻R11；其中MOS管QA0的漏極連接至二極管D0的陰極，MOS管QA0的柵極通過電阻R7連接至MOS管QA0的源極，MOS管QA0的源極連接至電源VCC，MOS管QA0的柵極還連接至MOS管Q0的漏極，MOS管Q0的源極接地，MOS管Q0的柵極連接至單片機1的輸出端；MOS管QA1的漏極連接至二極管D1的陰極，MOS管QA1的柵極通過電阻R8連接至MOS管QA1的源極，MOS管QA1的源極還連接至電源VCC，MOS管QA1的柵極還連接至MOS管Q1的漏極，MOS管Q1的源極接地，MOS管Q1的柵極連接至單片機1的輸出端；MOS管QA2的漏極連接至二極管D2的陰極，MOS管QA2的柵極通過電阻R9連接至MOS管QA2的源極，MOS管QA2的源極還連接至電源VCC，MOS管QA2的柵極還連接至MOS管Q2的漏極，MOS管Q2的源極接地，MOS管Q2的柵極連接至單片機1的輸出端；MOS管QA3的漏極連接至二極管D3的陰極，MOS管QA3的柵極通過電阻R10連接至MOS管QA3的源極，MOS管QA3的源極還連接至電源VCC，MOS管QA3的柵極還連接至MOS管Q3的漏極，MOS管Q3的源極接地，MOS管Q3的柵極連接至單片機1的輸出端；MOS管QA4的漏極連接至二極管D4的陰極，MOS管QA4的柵極通過電阻R11連接至MOS管QA4的源極，MOS管QA4的源極還連接至電源VCC，MOS管QA4的柵極還連接至MOS管Q4的漏極，MOS管Q4的源極接地，MOS管Q4的柵極連接至單片機1的輸出端。

采樣電路4中的電阻R6是一個大功率的小電阻，用于采集直流電機的運行信息，信息通過單片機1處理，就可以大概知道這四個直流電機的運行狀態，在出現故障時，單片機能夠及時的做出相應處理，增加了系統的安全性和可靠性。

保護電路5包括：行程開關S1、行程開關S2、行程開關S3、行程開關S4、行程開關S5、行程開關S6、行程開關S7、行程開關S8、保險絲F1、保險絲F2、保險絲F3、保險絲F4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R13、電阻R14、電阻R15和電阻R16；其中行程開關S1連接在電源VCC與二極管D1的陽極之間，電阻R1連接在二極管D1的陽極與地之間，行程開關S2的一端接地，行程開關S2的另一端通過依次串聯連接的電阻R13和保險絲F1連接至二極管D1的陽極；行程開關S3連接在電源VCC與二極管D2的陽極之間，電阻R2連接在二極管D2的陽極與地之間，行程開關S4的一端接地，行程開關S4的另一端通過依次串聯連接的電阻R14和保險絲F2連接至二極管D2的陽極；行程開關S5連接在電源VCC與二極管D3的陽極之間，電阻R3連接在二極管D3的陽極與地之間，行程開關S6的一端接地，行程開關S6的另一端通過依次串聯連接的電阻R15和保險絲F3連接至二極管D3的陽極；行程開關S7連接在電源VCC與二極管D4的陽極之間，電阻R4連接在二極管D4的陽極與地之間，行程開關S8的一端接地，行程開關S8的另一端通過依次串聯連接的電阻R16和保險絲F4連接至二極管D4的陽極。

在本發明實施例中，行程開關選擇的是常開模式，起到限制作用，以行程開關S1和S2為例進行說明如下：行程開關S1和S2在正常工作中不會同時導通，它們代表對直流電機M1的正轉和反轉方向的轉動限制，當直流電機M1正轉運動到一定角度時，繼電器K0接通高電平，繼電器K1接通低電平；行程開關S1關閉，拉高二極管D1左邊(正向)電壓12V，MOS管QA1導通，輸入的電壓也是12V，二極管D1兩端不存在電壓差，從而繼電器K1接通高電平，限制直流電機M1正向轉動，從而它只能反向轉動和停轉。但是存在一個問題：當直流電機M1需要反轉時，K0接通的是低電平，K2接通的是高電平，而直流電機M1本應該是不轉的(設定在同一時間只能控制一個電機)，但是K1此時也是接通高電平，直流電機M1也會反轉。這個反轉對電機和繼電器是有益的，因為這個反轉轉動一個小角度，行程開關S1斷開，繼電器K1重新接通低電平，直流電機M1不再轉動，這樣就延長了行程開關的壽命和節約了能量。作為本發明的一個實施例，電阻R13、電阻R14、電阻R15、電阻R16、保險絲F1、保險絲F2、保險絲F3和保險絲F4起保護作用，為了防止人為因素導致同一組的行程開關同時導通。

在本發明實施例中，由于單片機的驅動能力有限，以12V電壓來驅動電機為例，所以要他們共同來驅動，當單片機給定一個電機的旋轉信號時候，例如當單片機的第1引腳輸出為高電平時，MOS管Q0導通，MOS管QA0也導通，有12V電壓輸入到繼電器驅動的一端；反之，QA0截止，沒有電流通過。

四個直流電機M1、M2、M3、M4有一端共同連接在繼電器K0的公共端，通過改變繼電器K0、K1、K2、K3、K4的電壓值來達到直流電機M1、M2、M3、M4的正轉、反轉或不轉。設定繼電器接通12V電壓定位“1”，接通地線定位“0”；知直流電機M1、M2、M3、M4的運轉狀態：

通過5個繼電器K0、K1、K2、K3、K4和5條控制信號線可以完全實現4個直流電機M1、M2、M3、M4的正轉、反轉和不轉；與傳統的控制方式相比，控制功能相同，信號控制線減少了3條，繼電器減少了3個。控制的直流電機的個數越多，采用本發明實施例提供的繼電器電路3的這種連接方式實現其功能越簡單、繼電器和控制信號線的數量也越節省。如個是控制N個直流電機正轉和反轉，用到的繼電器和控制信號線數量可以表示成：“N+1”；而傳統的控制方式則需要2N個繼電器，因此節省的繼電器和控制信號線數量可以表示成”2N-(N+1)＝N-1”；隨著直流電機個數N的增加，節省的繼電器的個數和信號線的數量也增加；因此本發明實施例提供的繼電器電路3應用于多個直流電機控制系統中，效果更好。

本發明實施例提供的直流電機控制電路通過一個第一繼電器單元和N個并聯連接的第二繼電器單元結合控制N個直流電機的正轉和反轉，減少了繼電器的數量，減少了信號控制線的數量，節約了成本，且電路簡單可靠。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。