一种基于物联网的智能配电系统装置制造方法
【专利摘要】一种基于物联网的智能配电系统装置，包括进线柜、出线柜、电容柜，所述进线柜上设置有进线柜监测模块，所述电容柜上设置有电容柜监测模块，所述出线柜上设置有出线柜监测模块，所述进线柜监测模块、电容柜监测模块和出线柜监测模块之上均连接有ZIGBEE无线发射模块，所述ZIGBEE无线发射模块通过ZIGBEE无线网络与ZIGBEE无线接收模块进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接。本实用新型的有益效果：在数据的采集和通信上本实用新型采取了有线通信和无线通讯相结合的方式，在发生通讯故障的情况下，不会出现查找问题困难，并影响整个配电系统的网络通信的问题。
【专利说明】—种基于物联网的智能配电系统装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能配电【技术领域】，具体涉及一种基于物联网的智能配电系统装置。
【背景技术】
[0002]目前的智能配电主要是以多功能的网络电力仪表为底层采集单元，结合计算机技术和后台的上位机组态以及HMI界面实现的。但是多功能网络电力仪表所能采集的电力参数还是有限的，对于开关的分合闸状态、主母线的温度等主要参数是不能采集和监测的。另夕卜，目前采集所用的电力仪表和采集模块的通讯方式都是以有线的方式为主，布线比较繁琐，一但有故障不方便检查。因此还需要借助具备无线通讯功能并且集成采集功能的采集单元来补充和实现完整的智能配电。
[0003]智能型配电革命性地改变了传统开关柜的概念；具有多功能、数字化、网络化、智能化、结构紧凑、易于维护等特点，它可以满足电力工业未来的需求，具有预防、避免事故发生、强化企业内部能源考核、减少设备维护和检修时间、实现数据资源共享等诸多优点，为企事业单位的现代化管理提供了坚实、可靠的基础，“一次投资，终身受益”，真正保证用户的投资利益不受损害。
[0004]然而实现这些功能都需要现场监控单元对配电室的数据进行实时采集，包括:三相电压、三相电流、功率、功率因数、频率、电度、温度等参数，同时对每一回路的断路器状态等参数进行实时监测并上传，执行上位系统下达的命令，包括报警设置、修改参数等。监控单元采集的数据及信息都通过通讯口实时传送给主机。各监控单元采用RS485现场总线方式或ZIGBEE无线通讯方式与监控中心主机相连。
[0005]目前现有的采集模块功能都比较单一，要想实现智能配电多类型数据的采集，必须得选择多种不同类型和功能的模块，这样造价就比较高。另外现有的采集模块通讯多为有线的传输方式，在采集设备比较多的情况下，组网比较复杂，布线比较繁琐，工程和成本造价相对较高，更为重要的一点是，一但发生通讯故障，查找问题困难，有可能因为一个问题影响整个通讯网络。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于针对上述的问题，本实用新型提供一种基于物联网的智能配电系统装置。
[0007]为实现上述目的，采用以下技术方案:
[0008]一种基于物联网的智能配电系统装置，包括进线柜、出线柜、电容柜，其特征在于，所述进线柜上设置有进线柜监测模块，所述电容柜上设置有电容柜监测模块，所述出线柜上设置有出线柜监测模块，所述进线柜监测模块、电容柜监测模块和出线柜监测模块之上均连接有ZIGBEE无线发射模块，所述ZIGBEE无线发射模块通过ZIGBEE无线网络与ZIGBEE无线接收模块进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接。
[0009]优选地，所述进线柜监测模块、电容柜监测模块和出线柜监测模块之上均连接有RS-485通讯网络，所述RS-485通讯网络与监控中心连接。
[0010]优选地，所述进线柜、电容柜、出现柜上分别设置有ZIGBEE无线监测模块，所述ZIGBEE无线监测模块通过ZIGBEE无线网络与ZIGBEE无线接收模块进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接。
[0011]本实用新型的有益效果:本实用新型由于设置了 ZIGBEE无线发射模块、ZIGBEE无线网络、ZIGBEE无线接收模块，所以能够实现无线数据通信，并且ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接，同时设置有RS-485通讯网络，在数据的采集和通信上本实用新型采取了有线通信和无线通讯相结合的方式，在发生通讯故障的情况下，不会出现查找问题困难，并影响整个配电系统的网络通信的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]下面根据实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明。
[0013]图1是本实用新型各个组成部分的关系示意图；
[0014]图2是本实用新型的组成结构连接关系示意图。
[0015]图中:
[0016]1、进线柜；2、电容柜；3、出线柜；4、进线柜监测模块；5、电容柜监测模块；6、出线柜监测模块；7、ZIGBEE无线发射模块；8、RS-485通讯网络；9、ZIGBEE无线接收模块；10、ZIGBEE无线网络；11、监控中心；12、ZIGBEE监测模块。
【具体实施方式】
[0017]本实用新型提供了一种基于物联网的智能配电系统装置，如图1至图2所示，包括进线柜1、出线柜3、电容柜2，进线柜1、出线柜3、电容柜2是智能配电系统装置中的配电设备，所述进线柜I上设置有进线柜监测模块4，所述电容柜2上设置有电容柜监测模块5，所述出线柜3上设置有出线柜监测模块4，所述进线柜监测模块4、电容柜监测模块5和出线柜监测模块6之上均含有无线监测模块和有线监测模块，因此，进线柜监测模块4、电容柜监测模块5和出线柜监测模块6之上均连接有ZIGBEE无线发射模块7，所述ZIGBEE无线发射模块7通过ZIGBEE无线网络10与ZIGBEE无线接收模块9进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块9与数据采集及存储并显示的监控中心11连接。
[0018]优选地，所述进线柜监测模块4、电容柜监测模块5和出线柜监测模块6之上均连接有RS-485通讯网络8，所述RS-485通讯网络8与数据采集及存储并显示的监控中心11连接。
[0019]优选地，进线柜1、电容柜2、出线柜3上分别设置有ZIGBEE监测模块12，所述ZIGBEE监测模块12通过ZIGBEE无线网络10与ZIGBEE无线接收模块9进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块9与数据采集及存储并显示的监控中心连接11。
[0020]本实用新型在工作时，被采集设备包括:进线柜1，电容柜2，出线柜3，进线柜3包括主汇流母线和断路器触点的温度、进线柜的实时电力参数(电压、电流、功率、频率、电度等)，并可远程控制断路器的分合闸操作。[0021]电容柜2包括电容柜的实时电力参数(电压、电流、功率、频率、功率因数等)，电容器的实时工作温度，电容器的投切工作状态。
[0022]出线柜3包括各出线回路的实时电力参数(电压、电流、功率、频率、电度等)，各出线断路器的分合状态，主要回路的实时工作温度。
[0023]采集设备包括进线柜监测模块4，电容柜监测模块5，出线柜监测模块6。不同的采集模块相互配合完成整个配电系统的数据采集工作。所有的采集模块都具备标准的RS-485通讯接口和ZIGBEE无线组网功能，可以同时实现有线和无线的相结合的通讯方式。
[0024]进线柜监测模块4、电容柜监测模块5和出线柜监测模块6或者ZIGBEE监测模块12对配电设备的数据进行实时采集，包括:三相电压、三相电流、功率、功率因数、频率、电度等参数，同时对每一回路的断路器状态等参数进行实时监测并上传，执行上位系统下达的命令，包括报警设置、修改参数等。
[0025]所采集的数据及信息都通过RS-485通讯网络8或者ZIGBEE无线网络10实时传送给监控中心11的主机中。RS-485以现场总线的方式，均以MODBUS通讯协议与监控中心11的主机相连。
[0026]采集设备对配电室的数据进行实时采集，包括:三相电压、三相电流、功率、功率因数、频率、电度、温度等参数，同时对每一回路的断路器状态等参数进行实时监测并上传，执行上位系统下达的命令，包括报警设置、修改参数等。采集设备所采集的数据及信息都通过通讯口实时传送给监控中心11的主机。
[0027]本实用新型的通讯层主要包括两部分，一部分是建立在以两芯屏蔽双绞线为介质的通讯方式，采集设备的数据经过RS485的物理接口，在由双绞线传输给监控中心11，监控中心11对接收到的信号进行处理。实际上每条通道的信号是独立与主站之间进行传输的，这种方式既保证了通讯效率，又保证了通讯质量和通讯可靠性，且投资适中，对于低压监控系统来讲是一种优选方式；另外一部分是建立在ZIGBEE无线网络基础之上，所有的采集设备完全具备ZIGBEE的组网功能，这样就可以节省通讯线缆的缚设，减少工程成本和故障点，如果采集设备不具备ZIGBEE无线组网的功能，作为优选可以外加一个ZIGBEE通讯模块，将所有采集设备加入无线网络中，完成配电系统的通讯组网。
[0028]监控中心11是负责收集所有设备的数据，并且通过系统软件进行统一的处理、分类、归纳和总结，它是整个配电监控系统的核心，它不仅要将设备的数据进行采集及存储，同时要将计算机语言表现为人类语言(HMI)，它负责对整个供电系统实现集中、全面、实时的远程监测。监控中心11主要是作为一个调度中心，汇总数，并将所有数据对外发布，做到管理透明化。具体功能如下:
[0029]1、电力系统的运行监视
[0030]读取高低压配电系统图，读取电力参数，显示断路器工作状态，显示各回路的温度变化。
[0031]2、远程控制
[0032]可依据用户要求对断路器实现上位逻辑互锁。
[0033]3、电能质量管理
[0034]采集、分析并显示电力品质，包括谐波含量、三相不对称度、总谐波畸变系数等。
[0035]4、报警和事件管理[0036]依据用户要求设置不同报警值和报警方式，进行各类故障分析与事故预警，依据用户要求记录、打印系统故障状态和事故报表。
[0037]5、实时和历史数据管理
[0038]系统会自动生成实时的数据报表并存储至数据库，用户可根据需求调用历史数据，同时生成实时和历史数据的曲线。
[0039]6、电能使用管理
[0040]系统为用户提供了电能消耗统计和管理功能，可以进行日、月、季、年的统计与记录，峰谷平统计与记录，并可以进行显示、打印、查询。
[0041]7、报表管理
[0042]系统对采集的参数进行统计、分析并存入数据库，根据用户的需求生成相应的报表。
[0043]8、用户管理
[0044]可根据用户的管理和操作权限不同设置不同访问级别，保证系统运行的安全性。
[0045]通过综上所述的实施方式，基于ZIGBEE的智能采集模块，要具备综合的采集功能，同时还要具备传统的有线通讯方式(RS-485)和基于ZIGBEE的无线通讯方式。真正做到集采集和数据传输为一体的多功能采集设备。
[0046]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于物联网的智能配电系统装置，包括进线柜、出线柜、电容柜，其特征在于，所述进线柜上设置有进线柜监测模块，所述电容柜上设置有电容柜监测模块，所述出线柜上设置有出线柜监测模块，所述进线柜监测模块、电容柜监测模块和出线柜监测模块之上均连接有ZIGBEE无线发射模块，所述ZIGBEE无线发射模块通过ZIGBEE无线网络与ZIGBEE无线接收模块进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接。
2.如权利要求1所述的基于物联网的智能配电系统装置，其特征在于，所述进线柜监测模块、电容柜监测模块和出线柜监测模块之上均连接有RS-485通讯网络，所述RS-485通讯网络与监控中心连接。
3.如权利要求1所述的基于物联网的智能配电系统装置，其特征在于，所述进线柜、电容柜、出现柜上分别设置有ZIGBEE无线监测模块，所述ZIGBEE无线监测模块通过ZIGBEE无线网络与ZIGBEE无线接收模块进行通信，所述ZIGBEE无线接收模块与数据采集及存储并显示的监控中心连接。
【文档编号】H02J13/00GK203491796SQ201320668877
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】尹晓亮, 陈岩, 刘航 申请人:北京能源通电气技术有限公司