一种基于物联网的低压配电开关系统.docx

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1、CN 114256985 A说明书11/13 页一种基于物联网的低压配电开关系统技术领域0001本公开的实施例总体上涉及低压配电领域，并且更具体地，涉及一种基于物联网的低压配电开关系统。背景技术0002常见的低压配电开关系统，一般包括进线柜（也称受电柜，用于从电网上接受电能）、修柜（也称馈电柜或配电柜，用于分配电能）、电耕M尝柜（也称电容器柜、补偿柜，用于改善功率因数）、无功补尝柜（也称SVG柜，即静止无功发生器static var generator,简称SVG ,用于改善功率因数）、有源滤波柜（也称APF柜，有源电力滤波器Active PowerFilter,简楸PF,用于滤波）、用联柜（

2、也称联络柜、母线联络柜、母线分断柜，用于连接两段母线）。0003目前广泛使用的低压配电开关系统中，各柜没有网络物联能力，因此数据收集和传输能力差，大量的配电运行数据没有采集和上传，导致运行保障及日常管理手段落后，无法实现智能化。例如，目前现有的柜体经常使用面板仪表来显示少量随机数据，无法全面掌握柜体的运另一端与所述馈出线相连接；其中，所述第一人机界面上能够显示进线柜动态组态图，以便用动态图形式来展示所述进线柜的电气原理图和实时工作状态；所述第二人机界面上能够显示出线柜动态组态图，以便用动态图形式来展示所述出线柜的电气原理图和实时工作状态。0007 根据本发明的示例性实施例，所述进线柜的电气原理

3、图上用不同颜色示出所述第一断路器的开关状态；所述进线柜的实时工作状态包括以下各项中的至少一项：分相电流、有功功率、柜内温度；所述出线柜的电气原理图上用不同颜色示出所述第二断路器的开关状态；所述出线柜的实时工作状态包括以下各项中的至少一项：分相电流、有功功率、柜内温度。0008根据本发明的示例性实施例，所述第一断路器的开关状态包括用红色表示的合闸状态、以及用绿色表示的分闸状态；所述第二断路器的开关状态包括用红色表示的合闸状态、以及用绿色表示的分闸状态。0009 根据本发明的示例性实施例，所述第一测控模块包括以下各项中的至少一项：第一测量回路、第三电压测量回路、以及第三温度测量回路；无功补偿柜，其

4、包括与所述第一主母线连接的第四进线、与所述第四进线相连接的第四断路器、与所述第四断路器连接的SVG模块、以及用于对所述第四断路器与所述SVG模块之间的第四连接线进行测量的第四测控模块；其中,所述SVG模块包括与所述第四断路器连接的第一电感、与所述第一电感连接的第一IGBT、以及与所述第一 1GBT连接的支撑电容；所述第四测控模块包括与所述第一通讯模块相连接的无功柜通讯接口、第四电流测量回路、第四电压测量回路、以及第四温度测量回路；有源滤波柜，其包括与所述第一主母线连接的第五进线、与所述第五进线相连接的第五断路器、与所述第五断路器连接的APF模块、以及用于对所述第五断路器与所述APF模块之间的第

5、五连接线进行测量的第五测控模块；其中，所述APF模块包括与所述第五断路器连接的第二电感、与所述第二电感连接的第二IGBT、以及与所述第二IGBT连接的支撑电容；所述第五测控模块包括与所述第一通讯模块相连接的有源柜通讯接口、第五电流测量回路、第五电压测量回路、以及第五温度测量回路；母联柜，其用于将所述第一主母线与第二主母线相互连接，所述母联柜包括与所述第一主00170018001900200021002200230024002500260027002800290030003100320033（单线图形式）。（电路图形式）。（电路图形式）。（单线图形式）。（电路图形式）。（电路图形式）。（单线图形

6、式）。（电路图形式）。（单线图形式）。（电路图形式）。（单线图形式）。（电路图形式）。附图说明0016为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例的基于物联网的低压配电开关系统的结构示意图。图2为本发明实施例的进线柜的部分电气结构示意图图3为本发明实施例的进线柜的部分电气结构示意图图4为本发明实施例的进线柜的部分电气结构示意图图5为本发明实施例的出线柜的部分电气结构示意图图6为本发明实施例的出线

7、柜的部分电气结构示意图图7为本发明实施例的出线柜的部分电气结构示意图图8为本发明实施例的进线柜中第一人机界面的进线柜动态组态图。图9为本发明实施例的出线柜中第二人机界面的出线柜动态组态图。图10为本发明实施例的电容补偿柜的部分电气结构示意图图11为本发明实施例的电容补偿柜的部分电气结构示意图图12为本发明实施例的无功补偿柜的部分电气结构示意图图13为本发明实施例的无功补偿柜的部分电气结构示意图图14为本发明实施例的有源滤波柜的部分电气结构示意图图15为本发明实施例的有源滤波柜的部分电气结构示意图图16为本发明实施例的母联柜的部分电气结构示意图（单线图形式）。图17为本发明实施例的母联柜的部分电

8、气结构示意图（电路图形式）。具体实施方式0034下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，不是全部的实施例，基于本发明中的实以称为基于物联网的低压成套开关柜、基于物联网的低压成套开关设备），包括进线柜100（也称受电柜、电源进线柜，用于从电网上接受电能，如图2中虚线框所示）以及出线柜200（也称馈电柜或配电柜，用于分配电能，如图5中虚线框所示）。可以理解，通过进线柜100和出线柜200的结构，可以将输入的低压电（通常为输电网中的10KV经变压器降压之后获得的220V或者380V电压）分配给例如负荷或负载（例如家庭

9、用、或者工业用的各种负荷或负载）。又例如，低压配电开关系统中的进线柜100、出线柜200等结构都可以采用抽出式低压开关柜的形式（其中出线柜200可以是抽屉式开关柜），使用和维修都更为方便。0037如图2图4所示，进线柜100包括接收低压电源输入（该低压电源输入例如可以由变压器2000对高压电源输入1000进行变压之后来获得，例如将10KV的高压经变压器2000降压之后获得220V或者380V电压）的第一进线101、与所述第一进线101相连接的第一断路器102 （第一断路器102的详细结构如图3中右上方所示，此为电气制图的示图方式）、与所述第一断路器102相连接的第一主母线103、用于对所述第一

10、主母线103进行测量的第一测控模块104、用于将所述第一测控模块104获得的测量结果传输到网络端105的第一通讯模块106、以及与操作者交互的第一人机界面107。其中，所述第一断路器102的一端1021与所述第一进线101相连接，另一端1022与所述第一主母线103相连接。0038 作为示例，进线柜100可以是低压成套开关柜的电源进线管控节点。第一断路器106,并且在出线柜200中设置第二测控模块204和第二通讯模块206,因此使得各柜（包括进线柜100和出线柜200）具有物联网能力，能够实时采集柜体内的各种数据（例如电流、电压、温度等大量数据），并通过网络上传至网络端105 （实现例如存储、

11、分析等功能），从而使得各柜分别都具有物联网能力，能够实现一种基于物联网的彳氐压配电开关系统。这样以来，可以实现配电室本地无人值守或少人值守，并且多个配电室可以集约化网络监控，从而减少工作强度,提高工作效率（实现集约化管理条件），降低了运营成本。在出现运行异常时，可以快速报警、快速故障定位，防止损失扩大，为事件处理提供了原始数据追溯。而且由于可以上传和存储大量的历史数据和实时数据，因此能够实时地进行分析，可以为整个配电系统的故障诊断和改进完善提供有力支持。止匕外，本发明的基于物联网的低压配电开关系统还可以联动视频设备，对配电过程中的各个管控节点的操作进行同步录像截图，这样可以提供操作图像的记录。

12、0042如图8-图9所示，本发明的基于物联网的低压配电开关系统的实施例中，进线柜100的第一人机界面107上能够显示进线柜动态组态图108,以便用动态图形式来展示所述进线柜的电气原理图109和实时工作状态110（图8中显示有两路进线柜100,分别对应1#变压器和2#变压器；同时还显示有两路SVG柜、以及母联柜的动态组态图，方便集成和观察且成本更低。还可点击“详细数据”查看更详细的柜体运行数据）。出线柜200的第二人机界面207上能够显示出线柜动态组态图208 （图9中馈线柜/出线柜中示出有多路馈出线，对应于多路负荷或负载，此时可以通过点击“详细数据”查看每路馈出线上的电气运行情况），以便用动态

13、图形式来展示所述出线柜的电气原理图209和实时工作状态210。0043 根据示例性实施例，本发明进线柜100的电气原理图109上用不同颜色示出所述第一断路器102的开关状态；所述进线柜100的实时工作状态110包括以下各项中的至少一项：分相电流、有功功率、柜内温度。所述出线柜200的电气原理图209上用不同颜色示出所述第二断路器202的开关状态；所述出线柜200的实时工作状态210包括以下各项中的至少一项：分相电流、有功功率、柜内温度。此外，动态组态图除了可以显示开关状态之外，还可以显示预警、报警等信息。作为示例，所述第一断路器102的开关状态包括用红色表示的合闸状态、以及用绿色表示的分闸状态

14、；所述第二断路器202的开关状态包括用红色表示的合闸状态、以及用绿色表示的分闸状态。0044可以理解，由于本发明中创新性地使用了进线柜动态组态图108和出线柜动态组态图208的方式来分别显示出进线柜和出线柜的电气原理图和实时工作状态，因此无需通过人工抄表记录来进行监测，人机交互非常方便直观，使得本发明的低压配电开关系统中各柜口电压，经熔断器1045 （FU2,FU3,FU4）传送至第一测控模块104。第一主母线103的温度也可以由温度传感器1046 （例如数字温度传感器）采集第一断路器102的温度来实现并传送至第一测控模块104。此外，第一断路器102的开关状态可以通过采集第一断路器102的辅

15、助接点信号来获得，并传送至第一测控模块104。第一断路器102可以受第一测控模块104控制，例如第一测控模块104可以将控制信号传送至第一断路器102的控制接点，从而控制开关状态，进而管理并控制进线电源（例如第一进线101的输入电源）。0047根据本发明的示例性实施例，所述第二测控模块204包括以下各项中的至少一项：第二电流测量回路2041,采用电流互感器2044对所述馈出线203的电流进行测量；第二电压测量回路2042,经熔断器2045与所述馈出线203相互连接以用于测量电压；第二温度测量回路2043,采用温度传感器2046对所述馈出线203的温度进行测量；剩余电流互感器2047，用网所困费监切03的剩余电流进行测量。0048 例如，馈出线203的电流可以由第二断路器202下口的电流互感器2044 （TAa、TAb、TAc）采集，并传送至第二测控模块204。馈出线203的电压可以采集第二断路器202下口的电压,经熔断器2045 （FU1、FU2、