CN105281430A - 模块化遥控设备 - Google Patents

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Abstract

一种遥控设备项(10)，适于监测在变压器变电站水平的MV网络(3)和可能在发生故障情况下的其中的控制元件(5)。根据本发明，设备项(10)包括同样用于监测LV网络(4)的装置(400)。优选地，设备项(10)包括LV监测模块(400)、电源模块(100)、通信模块(200)以及用于要被监测的每个线路的MV监测模块(300i)。对模块的不同部件进行优化，以适应于设备项(100)所安装在其上的网络(3、4)，并且允许更新。

Description

模块化遥控设备
技术领域
本发明涉及一种遥控设备架构，其允许对所述设备实施于其中的网络实现优化适应性。特别地，根据本发明的遥控设备适于监测低压网络。
背景技术
电网络1通常设计有多级结构，第一网络用于远距离从发电站输送和分配极高电压。之后是HVA或MV中压配电网络3，用于小规模输送至工业类型的客户端或将电力供给至低能源需求客户的低压LV网络4(同样参见图1A)。
在配电网络3级(通常为1至35千伏，更具体地在法国为15或20千伏)，对于HVA开关5来说，通常能够从远程站6(通常在MV/LV变压器变电站)进行远程控制。因此，法国电力(EdF)使用400A开关远程控制接口10或ITI，以通过使用GPRS(通用分组无线服务技术)模拟或数字无线网络、公共交换电话网PSTN、专用电话链路(或租用链路LS)、或其他类型的计算机网络来控制多达八个开关5。
因此，直接在LVAC网络4上被供电的ITI10允许与网络控制站6电通信，操纵开关5的电气控制，检测HVA故障，在检测到故障馈线时自动打开开关5，自动切换电源，记录操纵并对标以日期的事件发出信号。此外，在AC电源损失的情况下，ITI10必须确保这些所谓的主要功能；为此，其包括从常用外部AC电源接管的独立电源。
更一般地，这种所谓的“遥控”类型的设备10或FRTU(馈线自动化远程终端单元)位于MV/LV变电站6，并且确保测量、通信和控制功能，连接到传感器7的下游以及SCADA(监控和数据采集)类型的远程管理监控器8的上游。
规范管理遥控设备的构成元件，其可能显著变化，因为网络的环境(地下/空中)、其密度(待监测的馈线的数量)、其接地、通信可能性(无线电、GSM等)、传感器或覆盖区约束的特定功能，还不算上当地的规范性要求。因此，期望一种模块化产品，使得能够构造遥控设备10以最好地满足客户的需求，除其他事项外，这便于技术管理和组织工作，同时允许可能的改变。然后，期望的是促进这种产品的模块之间的连接。
此外，将分散生产装置(具有光伏板、风力发电场和小型发电站)插入LV网络4和MV网络3显著增加它们的复杂性，具有其参量波动应得到管理的双向非恒定能量分布。特别地，除了MV3故障检测和控制功能之外，期望的是，将FRTU10的功能延伸到中压3电压计划的管理和低压网络4的管理。
发明内容
本发明涉及一种用于MV/LV变电站的遥控设备项，包括用于从LV网络并且从电池类型的辅助源的其电源的第一装置、用于监测MV网络的装置和用于监测LV网络的装置、以及用于将监测信息传送到外界的第二装置。
用于监测LV网络的装置可以包括使得能够测量低压网络的电流、电压、能量和/或功率的电子装置，以指示故障转换、监测负载平衡和/或测量LV网络中的频率，以监测所述变电站的变压器，用于监测LV网络的装置联接到置于LV网络的线路上的合适传感器，特别是电压和/或电流传感器。有利地，LV监测装置与可以放置在低压网络的线路上的一组三个电流传感器相关，优选的是若干个类似的组，所述传感器是自供电的并且无线通信。优选地，监测装置的电子装置然后适于同步来自传感器组的测量，使得第四装置能够监测LV网络的许多线路。
用于遥控设备项的不同装置的电源优选地由串联连接产生，第一装置特别链接到第二装置，然后第二装置相继链接到监测装置。类似地，通信由与第一电源装置并且优选通过串联连接与监测装置链接的第二装置确保。第二通信装置有利地包括用于内部通信和在遥控设备项下游通信的电子通信组件和旨在翻译信息来将其传达给管理中心的至少一个通信盒，根据管理中心，所述盒是可拆卸的并且是可更换的。
有利地，遥控设备项是以模块化形式，第一装置、第二装置、LV监测装置和/或MV监测装置是以容纳功能电子装置的独立壳体的形式，有利的是能够通过适当的方式来更新，壳体包括具有使得能够指示相关模块的主要功能的人/机接口的鼻或帽。特别地，MV监测装置可以是以多个类似壳体的形式，每个管理一个线路。优选地，监测装置和通信装置适于并排地对齐在DIN导轨上，具有相似的轮廓和恒定的节距，所述导轨有利地定位在电源模块的壳体的前表面上，使得电源用作支撑设备项的模块。
附图说明
根据本发明的特定实施例的以下说明，其它优点和特征将更清楚地显现，实施例以说明性和非限制性的方式给出，示于附图中。
图1A和1B示意性地示出了根据本发明优选实施例的遥控设备项及其在电网络中的位置。
图2A和2B表示连接跳线。
图3A、3B和3C示出了用于根据本发明优选实施例的遥控设备项的动力装置的不同元件。
图4示出了根据本发明优选实施例的遥控设备模块壳体的一般形式。
图5A和5B表示根据本发明优选实施例的遥控设备通信模块。
图6和7示出了用于根据本发明优选实施例的遥控设备项的MV和LV网络的监测模块。
图8示意性地示出了安装在待监测的MV/LV变电站上的根据本发明一实施例的设备项。
具体实施方式
为了简化说明，下面就设备项10的使用位置对各种元件进行描述，该设备项在垂直壁上于MV/LV变电站6安装在箱体20中。然而要理解的是，位置术语比如“水平”、“横向”、“底部”绝不是限制本发明的目的。此外，几何术语比如“正交”等应在其接受的机械方面理解，也就是说从严格的数学定义容忍偏差：例如，根据本发明，“矩形”可以四舍五入，并且可以具有与90°略有不同的软化角度。
如图1A所示，遥控设备项10包括用于其电源的第一模块100、用作通信接口的第二模块200以及用于监测或控制/命令中压MV网络3的至少一个第三模块300。此外，设备项10可以包括至少一个第四模块400i，旨在监测低压LV网络4，使用与MV监测模块300i相同的通信模块200。根据本发明的优选实施例，每个模块100、200、300、400由容纳功能元件的单独壳体形成，且因此可以与其他分离，例如用于更换；模块100、200、300、400与适当装置连在一起，以确保通信及能量的供给。
同样如图1B所示，遥控设备项10通常安装在专用箱体20中，即使其它选项是可能的。箱体20部分地标准化，特别是就其尺寸及其必须容纳的元件来说，用于其部分的所述元件施加一定的相对绝缘约束：例如参见专利申请FR1356645。特别地，箱体20容纳电池105(由于重量的原因，通常在箱体的底部)、熔断器座22、无线电类型的外部通信24、以及遥控设备项10。
有利地，远程设备项10位于在箱体20的顶部，并且形成排，通信模块200和监测模块300、400特别是并排对齐。优选地，对齐模块的轮廓是相似的，以形成连贯的组件，具有的宽度等于固定节距或是其若干倍，从而便于其组装、线缆的运行、连接、以及接口的访问和显示。
在优选的实施例中，通信模块200位于所述对齐的一端，例如便于其连接到外部管理系统8，比如SCADA站。由于通信模块200须功能性地连接到FRTU10的其它模块100、300、400，并且为了简化这些连接，优选的是使用串联连接或“菊花链”型的连接，也就是说，通信信息的传输通过适当的装置210例如优选的是RJ45型的连接系统从通信模块200逐步完成。该解决方案提供的额外优点是可能添加/移除监测模块300i、400i，而没有限制。在监测模块300i、400i和通信模块200并排放置的优选实施例中，对于每个模块200、300、400的连接端子205来说有利的是被放置在距它们壳体边缘相同的距离处，使得分开它们的距离是恒定的，例如是26mm。因此，能够提供适当的连接装置210，其两个连接器212由优化长度的铜相连，其进一步提供的外观没有任何悬空线缆。
在图2所示的优选实施例中，用于菊花链连接的连接系统210是刚性的，以跳线的形式。这两个连接器212由U形底座214相连，特别是包括护套线缆芯216，特别是如果连接器212是RJ45端子的话为8股。为了尽量减小连接系统210的大小，增加线缆216的弯曲半径，并且将集电器218安装在每个连接器212的端部，以便保护斜靠在其边缘上的所述线缆216。
如图所示，RJ45型以太网连接最适于信息在模块化遥控设备项10内的输送。然而，最小化线缆216长度的选择在处理阳以太网端口212方面的确产生困难，该端口包括闩锁220和特别在提取时要被推动的翼片222。根据优选的实施例，这两个连接器212因此置于相互平行，它们的翼片222在连接系统210的相同侧上，且按钮224装配成同时致动这两个翼片222。按钮224最好通过绕轴枢转而动起来，有利的是其通过延伸具有两个柱226的板而与按钮224一体形成。按钮224与U形部分包覆成型228相配合。
事实上，由连接器212的端部、线缆216和集电器218形成的组件采用塑料包覆成型，包覆成型228设置有两个孔眼230(不管是否露出)，以容纳按钮224的柱226。在没有任何应力的情况下，按钮224相邻于以太网端口212的翼片222，而不会按压在其上；优选地，按钮224的一部分搁置在形成于所述包覆成型中的表面232上，包覆成型228从而形成空隙234于按钮224的另一部分之下，位于轴226的另一侧上。在空隙234的侧面上的按钮224上的压力致使围绕轴226枢转，使得按钮224的所述部分(相邻于翼片222)同时且相同地按压在两个翼片222上来释放RJ45连接器的机械闩锁220，以便从其在它们之间确保相连的相邻模块插入或提取跳线210。因此，该操作在单个步骤中且只用一只手进行。
优选地，连接系统210的包覆成型部分228包括用于使其部分柔性的装置，特别是波纹管236。这种柔性使得能够例如在组装跳线210时很容易地将柱226插入孔眼230，并且能够在它们插入模块的端子205时调整连接器212，以接受并排模块200、300、400之间的高度或间距的轻微偏移。
连接系统210提供的主要优点是，其因为两个连接翼片222的同时致动而易于实现各模块彼此的连接/断开。另外，所述配置因模块200、300、400之间的连接而使得能够限制覆盖区，同时允许实际连接的美观。然而，应当理解的是，还可以使用其它类型的连接用于FRTU10的该菊花链连接。
此外，每个监测模块300i、400i和通信模块200连接到用于供给能量的电源模块100。遥控设备项10的电源模块100可以适于用作发电设备，设计成用于控制和命令所有的变电站6，包括MV5、甚至LV9、开关的机动化。至于任何遥控设备项，发电设备100设计成被供电于LV网络4上以及能够监测(电荷水平、温度等)的电池105上，特别是当主网络有故障时，以同时供给许多电压电平来驱动FRTU10的不同功能(机动开关5的通信、测量、控制)等：电子装置，优选地以印刷电路板的形式，形成发电设备100的相应功能部分。
鉴于这样的发电设备100的体积和重量的限制，特别是对于为变压器、散热器等施加最小尺寸的高功率电平来说，要满足的一个挑战是合并在由某些处方者(prescriber)所施加的受限体积中，用于容纳对于遥控所必需的设备的箱体20。根据本发明，已经开发出不同于已知替代品的解决方案(独立的固体电源块、与电池壳体相关的管理板、或添加在DIN导轨上用作iRIO范围内的低功率模块)，以便满足机械的(最大尺寸的FRTU10外壳)、热的(过热问题)和电磁的(不同水平和不同频率的电子信号的共存)约束，同时并入所开发的模块化产品10。
因此，如图1B示意性地所示，根据本发明优选实施例的电源模块100设计成用作通信模块200和监测模块300、400对齐中的支撑：电源模块100是扁平的，放置成平行于壁座架，例如经由一个或多个DIN导轨固定，并且其壳体110在前面上包括旨在支撑遥控设备项10的其他模块200、300、400的装置。特别地，电源模块100具有的厚度小于85mm，例如70-74mm+固定导轨的7mm，对于所占壁面积小于200mm×300mm，例如190×270(±1)mm2。因此，空间的损失得以最小，用于维持发电设备100的机械约束很低，电压电平的分布变得容易且不受限。
此外，为了保证其人/机接口的良好可见度和良好访问其他连接系统，发电设备100包括功能接口裙板112，例如位于壳体110的底部。为了增加模块化并减少连接，FRTU10的模块200、300、400的电源同样逐步产生，经由菊花链，类似于所述模块之间的信息的输送：只有一个模块(优选的是通信头部模块200)经由功能裙板112上的连接供电，其余模块经由连接系统，其可以联接至数据传输连接系统，或者优选地，与专用电源线缆240分离，可能是以跳线的形式，如果电源端子245满足与对于输送端子205所述的相类似的间距标准。
在图3所示的优选实施例中，电源模块100因而包括以两部分的壳体110，除了功能裙板112之外，具有大致为矩形的平行六面主壳体部分114。该壳体包括基座116，有利的是折叠钢板，形成主壳体部分114的侧壁118和模块100的后表面120。所述后表面120旨在被固定到例如箱体20的垂直壁上，并且有利地包括冲压部分122，其使得能够被挂到DIN导轨124上，优选地到存在于壁座架上的两个水平DIN导轨上；有利地，凸起126也被形成，以便被压到所述导轨124上，以允许平行于壁的定位，和/或孔128适于容纳到至少一个DIN导轨124上的锁定130。
壳体110由第一盖132(特别是折叠钢板)封闭，形成容纳其它模块200、300、400的前表面134和主壳体部分114的顶面和底面136。顶面和底面136各自设置有通风百叶窗138，其优化自然对流以及容纳在壳体110中的电源部件的冷却；前表面134设置有用于固定设备项100的其他模块200、300、400的装置，有利的是DIN导轨140。
在功能接口裙板112的水平的壳体110由第二帽142封闭，其设置有用于装配人/机接口的连接器和显示元件所必需的孔144；鉴于此配置，要理解的是，第一帽132的底面比顶面更窄。有利地，第二帽142由绝缘或塑料材料制成，以便保证在连接器水平的绝缘。
壳体110容纳用于转换由模块100接收到的能量的装置，以印刷电路的形式，其通过适当的装置与金属帽132绝缘，特别是对壳体110的三个壁衬里的底部绝缘体146和增大绝缘距离的中间绝缘体148，有利地由塑料制成。优选地，对于确保发电设备100的操作所必需的装置是以单个印刷电路板150的形式，其将被放置成平行于遥控设备项10的底座120的底部，所有的功能元件位于限制机械及生产约束的所述板150的一个且相同的表面上；此外，单板电子器件允许部件参考及其布局规划的更简单的管理。
板150承载需要确保电源模块100操作的各种装置，以及确保优选功能特别是用于控制这些参数的元件。特别地，板150包括LV隔离变压器、从220VAC供给12VDC电压的整流和转换电路、以及用于对电池105充电的电路。此外，根据需要，板150包括用于测量和控制输入输出电流及电压的电路。有利地，板150还包括监督微处理器和使得能够供给不同的电流特别是给MV开关5的充电器电路、以及适于监测电池以及散热片或其它冷却元件的装置。
这些元件由在接口帽142的水平的它们的访问补充，通过：
-装置170，用于连接到LV电源，特别是单相；
-装置172，用于连接到电池105；
-连接装置245，用于将电源特别是12V分配至智能电子设备或IED，本文中是设备项的其它模块，特别是通信模块200；
-连接装置174，用于向标准化的通信设备比如无线电24供电，特别是以12V；
-连接装置，用于另一个电源，特别是24或48V，例如用于MV开关5的机动化；
-连接器，至传感器，例如温度探头；
-连接器，至输入/输出；
-专用连接装置，用于在外部负载上的电池测试；
-寻址装置，例如通过编码器轮；
-发光二极管176，用于指示状态(电池、模块与连接器之一的连接等)。
特别地，电源模块包括端口180，专用于直接与通信模块200通信，特别是用于Modbus链接的连接器，其例如可以允许监测/控制处理器的更新；取决于电源模块100是否合并在通信回路210中，还可以提供另一RJ45通信端子205。
因此，电源模块100是扁平的，用作用于其它功能的机械支撑。在后表面上固定到两个平行的DIN导轨130上(一个通过挂钩，另一个通过闩锁)使得能够将发电设备100安装在其支撑上和从该支撑卸载，而没有特定的工具。此外，在帽132的顶部和底部存在的百叶窗138允许发电设备100在没有风扇的情况下自然对流，同时保证IP2x保护指数。取决于由应用、处方者、国家(country)等的绝缘的水平，电源模块100的后表面120可以用来通过使用热密封将设备项用作散热器。
将通信模块200和监测模块300、400布置在前表面上的DIN导轨140上以及发电设备100的连接系统裙板112允许简化连接，这可以很容易地访问和看见，通过将所有的连接系统集中在电源的底部。因为在所有的情况下模块200、300、400需要电源，事实在于后者机械地支撑它们便于通过限定通用的架构来使其一体化，包括如果菊花链选项未被保持。与通常的解决方案相比，模块200、300、400沿深度方向在箱体中重叠在电源100上使得能够节省空间，鉴于使用的深度、最少使用的尺寸，并且这使得能够节省功能体积。
特别地，基于装配在DIN导轨上的不同已知的电气装置，模块200、300、400都具有相似的轮廓。然而，所希望的是，模块200、300、400必须优选地适于显示人/机接口，并且允许显著数量的连接。特别地，如图4所示并且根据优选的实施例，为了增加连接表面面积，模块200、300、400的壳体30的轮廓不是矩形的，而是包括倾斜部分。
更具体地，模块200、300、400的壳体的一般形式30包括：后壁32，其设置有用于固定在导轨上特别是在电源模块100的DIN导轨140上的装置34；前壁36，其与后壁32相对并且旨在显示信息，特别是容纳模块的人/机接口38；以及旨在连接在一起的两个相似的侧壁40。顶壁42可以直接位于箱体20的壁之下(参见图1B)，且优选的是水平的。如上述规定，有利的是，对于将每个壳体30的两个侧壁40分开的距离来说是一个且相同值的多倍，特别是观察45mm的间距；此外，为了满足处方者的最大覆盖区标准，并且考虑到所加入至其的电源模块100的厚度，优选的是，对于将后壁32与前壁36分开的距离小于140mm；壳体的高度(对应于后壁32的高度)有利地为140mm的量级，这使得足够访问到电源模块100的裙板112，无论是用于连接还是用于显示对所述模块100特有的接口。
更具体地，底壁44旨在用于连接。为了增加其表面面积且便于所述连接，根据优选的实施例，底壁44分为三个部分。前部46(大致水平)设置有用于菊花链的连接端子205，优选地位于与侧壁40在角落的水平距其相应边缘恒定的距离：特别是如果使用关于图2所示的连接器210，则连接很容易。底部48(同样大致水平)包括接近用于固定到导轨上的装置34的锁定拉片34'和用于电源的连接端子245。在底部48和前部46之间，中间部50最好倾斜，从而增加其长度，并且用于对模块200、300、400的特定连接。
壳体30的体积必须保持显著，以容纳各种功能元件，优选地，底壁44的底部48和中间部50之间的角度α是160°的量级。前壁36足够长，以便能够将可读的人/机接口38(特别是77.5mm高)插入其中。在有利的实施例中，前壁36和人/机接口38形成部分的功能组件或鼻52，一旦后者被组装其就被夹到壳体的其余部分上：同样参见图5B。
因此，在优选的实施例中，适当地间隔开(例如中心到中心的距离为100mm)的两个DIN导轨124用作壁座架。发电设备100被钩到顶部导轨上，然后通过使用锁130固定，固定至壳体110的金属底座116到下导轨上。一旦固定到座架上，电源模块100就可以在位于前表面134上的其DIN导轨140上容纳根据本发明的设备项10的各种模块200、300、400。
如果模块的数量超过所述导轨140的容纳能力(有利地6倍节距，即一个双模块200和四个监测模块300i、400i)，可以将另一导轨直接添加到壁座架上，或在电源模块100的扩展或之下。
然后，发电设备100连接至其电源4和105、至其可能供电的外部通信装置、至要被供电和控制的开关5的机动化、以及至遥控设备项10的其他模块200、300、400；如所指出，优选地，发电设备100连接成仅对通信模块200供电，其将逐步地输送能量，优选的是通过跳线系统240。此外，发电设备100由专用的Modbus链路180链接到所述通信模块200，用于交流有关遥控设备项10固有的监测和控制的特定信息。
事实上，第二模块200将监测模块300、400链接在一起以及与外界：此元件200在上游通信(至SCADA控制中心8、至技术人员、至存储系统)而且还在下游通信即监测模块300、400之间的通信与发电设备100、与变电站6中的第三方设备项5、9相互作用。
如在用于管理MV电网络3的传统遥控产品中，通信装置200可以使用许多媒介(以太网、USB、GPRS、3G、无线电等)以及多种协议(根据IEC标准、或Modbus/TCP、或甚至以符合IEC62351标准的网络安全模式)，以便访问远程测量和信息，并且将命令传递至开关5以重新配置(跟随故障、关于维修的操作计划的变化、在超载变压器之前的馈线甩负荷等)。所实施的通信装置200可以管理至控制中心8的远程通信、用于现场配置要求、用于维修、甚至与位于同一变电站6中的其他设备项如网关特别是与用于产品10的内部交流的网的交流的本地通信。
同样在本文中，通信装置容纳在形成通信模块200的一个且相同的壳体250中，其轮廓类似于根据图4的其它模块，其宽度通常大于节距，尤其是90mm。
事实上，根据优选实施例，由通信模块200所确保的功能被分为两块：上游通信，其涉及信息的传输，特别是至集中的管理系统8或至无线电24等，并且剩下的，等同于下游通信，因此其涉及遥控设备项10的模块之间的所有通信，以及与MV/LV变电站6的元件。
上游通信由设备项10的客户确定，根据他或她对协议及媒介的选择(例如，比如通过公共交换电话网的通信、或GSM、或无线电；3G或FSK通信)，并且可以与协议或专用开关的更新对调。根据本发明的优选实施例，与上游通信有关的元件，也就是说最终，用于传输接收或输送的数据的“翻译”实施在可以从通信模块200移除的盒252中。因此，根据设备项10的布局和/或其更新，选择适当的盒252，插入到壳体250的合适外壳254中，使得通信可以立即根据正确的协议而得以确保。盒252包括其功能所必需的装置，根据该情况，与绝缘相关，并且优选的是彼此类似的人/机接口256，特别是指示通信故障、传输和接收、以及某些特定功能(如用于GSM盒的附件发光二极管)、有线连接装置258或可能的天线258'。有利地，通信模块200的壳体250包括用于插入盒252的两个槽254，其中的一个可以保持不被使用，因而增加模块200的宽度，但是允许使用的更大灵活性和通用性，同时在媒介之一出现故障的情况下提供冗余的可能性。
就其本身而言，下游通信由适当的电子装置来实施，特别是电子卡的组件260，例如每个专用于功能或功能块。优选地，为了允许适应通信模块200甚至其所连接到的监测模块300、400和电源模块100，电子组件260包括微处理器，其适于提供各种服务并且可以被更新和/或从外部得到重新配置。
特别地，板260的组件支承的装置适于：
-管理更新；
-管理中断和故障(启动、测试、故障后分析)；
-管理电源、输入/输出，包括外部灯和任何温度探头、人/机接口、以及电力，使得能够控制模块的消耗和给定的信息；
-实施网络安全；
-管理通信盒252；
-实施辅助通信，比如WiFi或USB或以太网局域网(LAN)通信，例如至基本的网络服务器，提供用于安装或维护的模块的内部数据的概览，或者至要被管理的“从”设备；
-当然，与遥控设备项10的其它模块100、300、400通信。
组件260的板的布置通过并入壳体250而制成，该壳体的一部分须能够保持为“空”，形成用于容纳盒252的外壳254，该盒可能会或可能不会被壳体壁限制。壳体250因此以围绕电子组件260的多个部分250A、250B、250C被夹紧在一起，优选的是与可拆卸的接口鼻52。电子组件260的连接装置通过上文所述的斜边50从壳体出来；由于存在外壳254，所述倾斜连接侧50可以在鼻52及人/机接口的扩展中仅存在于模块200的厚度的一部分上；位于盒252水平的另一部分可以被简化，并且旨在用于连接到第三方设备项262或广域网WAN262'，独立于遥控设备项10的具体操作。此外，还可以提供USB端口264，以延伸微处理器的存储器或用于视频摄像机：一次性连接优选地置于在用于盒252的外壳254的水平可访问的板260的组件的一部分上。
除了无线通信装置比如WiFi连接之外，还可能是除了至第三方设备项的有线连接装置262、264之外，电子组件260的连接和显示装置优选地在其底面44上全都从壳体250出来，特别是：用于与发电设备100链接的Modbus端口266、用于传感器(比如温度探头或门传感器)或继电器等的输入/输出268。
模块200、300、400共同的两个分别是通信205、电源245的端口分别被放置在底壁44的前部46、底部48上，端口205、245中的至少一个位于距壳体250的边缘预定的距离，其将与监测模块300、400并排放置，以便使用连接跳线210、240；第二通信端口205'旨在通过以太网线缆关闭通信回路，第二电源端口245'旨在与发电设备100连接：因此他们可以位于不同的距离，连接跳线210、240不能够被使用。本文中明显有利的是，包括槽254的壳体的部分是位于遥控设备项10的排的头部的部分。
通信模块的人/机接口270适于使用户能够查看在通信模块200中实现且通过其的不同功能的状态，特别是通过发光二极管，比如通信功能的状态(存在WiFi、报警等)、电源模块100的主要功能的状态(存在不同的电压、电池故障等)、其它模块的操作等。按键允许激活或去激活、以及手动执行自动化网络功能，比如源切换装置。
此外，根据优选实施例的通信模块200配置成能够自身与允许软件及某些配置更新的外部工具通信：用于连接配置工具的USB端口272被并入，优选的是在前表面及人/机接口270上。有利地，USB端口272由可移动且圈住的柔性密封件274隐藏。一些二极管可以通过USB端口272由微处理器配置。
由USB端口272及该重新配置所提供的这一功能还允许数据比如事件、报警、测量日志的远程恢复，为了在电网络上跟随这些事件诊断的目的，其还提供所安装基础的跟踪及硬件管理的可能性。这个选项以及上游通信盒252的选择使得能够升级通信模块200，并且更一般的是遥控装置10，满足技术进步(比如新通信协议的定义)、客户要求(比如至智能电话)，而且满足对网络1的架构修改，通过能够考虑到增加新的监测模块300、400或其它模块。虽然对这些未来的变化是开放的，但该产品保持可靠和安全，特别是在网络安全方面，因为事实在于所有的通信通过专用模块200。
事实上，除了对外部及电源模块100的通信之外，通信模块200当然管理对于MV网络3的遥控所必需的信息。其接收由MV监测模块300收集的数据并且将管理网络3所必需的任何信息输送至它们：实际上，遥控产品旨在检测MV网络3中的故障，特别是短路型的，并且通过至少一个开关5干预网络，例如以便绝缘网络的失效部分，并且重新配置网络3，以尽量减少受事件影响的客户的数量。特别地，当开关5机动化时，电源模块100适于对他们的操作供电(例如通过转换及24或48V连接)，只是因为通信模块200可以将指示发送到涉及致动的监测模块300；可替代地，电源可以通过受到24或48V电源链接的控制/命令模块300或通信模块200制成，例如同样在菊花链配置中。
更一般地，遥控设备项包括MV控制/命令装置，适于产生在线路上所需的功能，也就是说，线路之一包括如图1A所示的开关5之一，它们通过与置于其上的MV传感器7的链接监测，即：
-检测短路型(相对相或相对地)的故障；
-管理网络的存在/不存在；
-管理开关5的设置；
-控制(本地或远程)开关5的关闭和打开；
-可能考虑到网络自动化功能，比如自动电源切换PASA或分散的报警自动化功能(ADA)；
-监测MV电流和电压、功率和能量。
根据本发明的优选实施例，为了最好地使用遥控设备项10的模块化架构，每个控制/命令模块300仅监测一条线路：这通过避免连接错误便于连接；此外，虽然通常的处方是常规的4线路(至MV/LV变电站6的主进线和备用进线以及至后续变电站的馈线和至另一变电站的可能线路)，最终实际上使用很少的线路，这导致在毫无意义的体积和成本，其中装置用于此默认处方。此外，单线路MV控制/命令模块300的壳体310足够窄，以便能够很容易地将它们中的三/四个对齐在电源模块100上，前提是如果必要的话。
此外，已知的是，用于检测故障的装置和方法取决于许多因素：空中或地下网络、三或四线网络、中性网络的接地、存在次级网络、存在或不存在MV电流和/或电压传感器7。此外，传感器7的类型根据网络3变化，正如开关5可被机动化与否。根据本发明的优选实施例，用于处理由监测模块300拾取的信号的电子装置适于根据它们所在的网络进行配置：它们可以包括一个或多个故障检测算法，优选的是从在文献EP2169799或EP2687860中所描述的那些，例如具有用于在安装时选择的装置；可替代地，算法可以经由链接来更新，比如可通过除去鼻52或经由通信模块200访问的USB端口。
对于MV监测模块300的功能特定的微处理器有利地使用与通信模块200相同的系统，特别是关于配置管理、电源、测试、更新、用于分析故障的维护。
特别地，电子装置包括具有合适连接装置322的电流板、具有合适连接装置324的电压板、以及设置有合适连接装置326的开关控制板5，可能与用于相关马达328的控制装置相关。用于确定开关控制即故障检测的装置可以是专用的板的对象，或者可以位于控制板中，或另一种解决方案；用于更新/选择的连接可以直接设置在MV控制/命令模块300上(特别是通过去除鼻52)或经由通信模块200。当然，实际上，壳体310还容纳适于电源245和通信205的元件，特别是通过菊花链。
MV监测模块300还包括人/机接口，最好是与壳体310的鼻52相关联。人/机接口340适于允许用户查看在MV监测模块300中实施并且由其的不同功能的状态，特别是通过发光二极管342，比如状态、报警、网络自动化、本地或远程控制状态等。人/机接口340优选示意性地表示网络344，由通过颜色指示各种元件的状态(接地主开关、开关、电压存在)。按钮346使得能够激活或禁用，并且手动执行在相关MV开关5上的本地命令。一些二极管342可以通过USB端口或通过通信模块200经由微处理器配置。
因此，遥控设备项10包括标准化监测和甚至控制模块300，其以简化的方式适用于任何网络1、3，无论是就要使用的模块300i的数量而言还是就要实施的故障检测和控制或/命令系统来说。
此外，根据本发明优选实施例的遥控设备项还使得能够监测LV网络4。事实上，在配电网络1的遥控的领域中，通常仅考虑MV网络3的管理，问题主要是分布的连续性和质量：因为LV4中的故障仅影响非常有限数量的客户，与MV3中的相同故障不同，有时仅实施LV网络4的被动观察，往往是由客户端计数器发出的数据的聚集。然而，显而易见的是，鉴于有关能源效率的问题，分散可再生能源的整合、相的平衡或LV电压计划的管理可能会变得至关重要。
在MV和LV功能的一个且相同产品内的共存通常由于绝缘的原因而被排除：通常在MV和LV组之间要求10kV绝缘。在根据本发明的遥控设备项10中，监测功能的LV网络4通过使用无线通信(优选地根据ZigBee协议)的独立的LV传感器410而被并入。因此，观察到形成该架构的模块群之间的绝缘。如图7所示，所使用的传感器410优选地以三联体开口环形412的形式，其中的每个可以在不中断线路线缆之一上的网络的情况下进行安装，特别是通过适于达27mm的4A、4B、4C线缆。优选地，一组传感器410的三个环形412与通信底座414相关，其还可以包括显示接口416，例如检查Zigbee通信的状态。有利地，对于经由Zigbee协议用于无线数据交换配对的配置的特定的元件和在制造的测试过程中的访问点被屏蔽在可移除密封件418下方。
来自一组传感器410的数据被发送到LV监测模块400，其因此包括其壳体430内部的ZigBee接收装置420；优选地，LV监测模块400还包括装置432，用于连接到有线电流传感器9'，监测MV/LV变压器的次级的电流，以便确保其连续测量来允许变压器监测功能，不同于传感器410，其可以表现出通信至模块400的可能不连续的测量，因为电流电平不足以保证自供电。
为了实现其功能，LV监测模块400还包括用于连接到LV网络4的电压传感器的装置434，优选的是用于连接到温度探头的装置436。事实上，LV网络400的控制/命令模块，除了用作Zigbee通信网关用于其传感器410之外，适于满足以下功能的一些或全部：
-管理传感器410；
-根据在LV4进线和馈线上所示的规范，测量电流、电压、功率(或功率因数)和能量(起作用的、无功的和视得的；总的和每相的)，以便更好地管理且更好地平衡负载计划；
-检测熔断LV保险丝的存在/不存在电压的临界中性；
-监测负载的平衡；
-记录波形；
-指示短路型的LV故障过渡，无论线缆4A、4B、4C和对于任何接地系统；
-根据例如在文献FR2976363中记载的原则的抵抗接地故障或破碎导体的中压检测；
-测量真正的LV频率。
为此，以类似于低压监测壳体310的形式，LV监测模块400将当然包括用于通信和电源菊花链的连接装置205、245、和可能的USB更新端口(特别是可通过去除鼻52访问)、以及电子装置(特别是以板的形式)容纳在其壳体430中，适于实现上述功能。
LV监测模块400的电子装置可以适于通过关于MV模块300所描述的微处理器被更新或修改，同样经由通过通信模块200的直接通信。除了对于LV监测模块400特定的这些功能之外，电子装置实际上包括，就MV监测模块300来说，用于启动模块400的装置、使得能够管理处理器更新及配置的装置、用于对付硬件故障的装置(经由自检)、用于相对于设备10的供电模式(电池105或网络4)监测模块消耗的装置、用于分析(在故障之后)内部事件并给予诊断的装置、用于与其它模块通信的装置、甚至用于给予远程服务器模块400的内部数据的概览的装置。
在所要实现的功能中，还能够给出关于变电站6的变压器的信息、将被通信至中央管理器8的信息，如测量其温度、通过监测温度和负载对其寿命终点进行预测、通过监测LV电压电平对其设定的位置进行控制。
此外，通过实施在相同遥控设备项10内测量和监测LV和MV电流，熔融变压器保险丝的检测变得容易，LV和MV电流可直接经由通信205而得到：这种检测可以实施在LV模块400和/或MV模块300中或直接在中央控制器8中。
优选地，电子装置适于同步来自接收装置420的信号，以便能够管理多个馈线，并且例如实施在专利申请FR1361222中描述的方法，允许采用单个电压测量对多个LV馈线监测功率和能量。因此，能够对同一模块400上的多个低压线路进行集中控制。
此外，如果LV面板的进线和/或馈线4配备有开关和断路器9，则有可能经由专用通信来控制它们，例如通过经由通信模块200的菊花链或集成命令。LV控制/命令模块400最终还包括人/机接口，优选地与模块430的鼻52相关。人/机接口440适于允许用户查看在LV监测模块400中实现且通过其的不同功能的状态，特别是通过发光二极管442，比如状态、报警、Zigbee通信状态等。人/机接口440优选示意性地表示网络444，由通过颜色指示各种元件的状态(接地开关、开关、电压存在)。优选地，低压模块400的人/机接口440采用与MV模块300的接口340相同的形式，除了按钮346，以便由用户来简化数据的解释。
因此，通过根据优选实施例的技术选择，能够并入的功能是用于采用单个LV监测模块400监测遥控设备项10中多达十二个三相传出的LV馈线。绝缘问题特别地通过使用无线通信自供电传感器而得到解决。
更一般地，在优选实施例中所采取的不同选择使得能够提供满足现代“智能”配电网络1(或“智能电网”)的新问题的遥控设备项10。所呈现的模块化产品便于不同应用环境(地下网络与空中网络，包括分布式能源资源，监督从MV域延伸至LV域等)之间的范围的一致性，同时保留升级的可能性，在软件及硬件水平。软件及硬件模块的选择反映在各个构成元件的结构中，而且还有它们的布置(例如电源的分布)和它们的相互操作性(模块之间的信息交换)。
特别地，遥控设备项10包括电源装置100、通信装置200、MV监测装置300和LV监测装置400。这些装置100、200、300、400中的每一个优选地容纳在功能壳体110、250、310、430中，这些模块是DIN格式的并且具有相同的轮廓30用于对齐的那些，从而便于它们的组装和优化解决方案的连接系统的布线，这有利地通过对于大多数连接来说彼此类似的以太网跳线210完成：解决方案既不固定也不受限于箱体20，而被认为是实施中“普通的”。
特别地，图8的实施例中所提出及所示的解决方案取决于：
-发电设备100，其采用所需的电压电平供电所有的功能(电子、无线电/GSM、开关的机动化)，从LV网络4以及从由电池105确保的辅助源，其为该电池处理管理(充电、监测)；该发电设备100的壳体110用作用于其它模块的机械支撑，通过将DIN导轨140并入在前表面上；
-通信模块200，其将所述模块彼此连接，而且还与外界(至控制中心8、至“云”和数据存储应用用于监测、至计算机用于技术人员、至变电站6中的第三方设备项等)；该模块支持不同类型的通信和不同协议，并且确保网络安全的功能；其进一步支持数据库，以及通过可编程逻辑自动工作台的系统功能；
-至少一个模块300i，用于控制和命令支持相对于MV传出馈线3的所有功能的MV开关5；
-至少一个LV监测模块400，与自供电无线通信传感器410的单元相关，或若干个。
用于模块200、300、400的电源以及它们之间的通信优选的是通过菊花链输送，这进一步增加了升级和适应的可能性，同时便于安装和实施。关于网络安全和数据加密的要求从而可以直接并入管理所有交流的通信模块200。此外，提供了用于实施控制、监测、命令以及通信的不同装置，以便能够适应于现场客户的需要，根据通过软件设施的网络(包括如果其是双向网络)以及经由公共平台更新，特别是在可连接到任何配置工具的通信模块200中的处理器，使得设备项10可以并入在其寿命期间所开发的新的功能。从安装，设备项10在所有情况下优选地包括用于使用可得到的不同媒介和通信协议的装置，通过提供更好的比特率、通信网络出现故障的情况下冗余的增加的带宽及可能性。提供与第三方设备的连接，为的是通过转移和定期备份本地和/或远程地增加存储数据(事件、报警的测量及记录)。
此外，在最佳实施例中，通过使用对微处理器的“节能”模式或使用自供电原则，并入设备项10的消耗的优化管理。此外，在不同的模块100、200、300、400中实施的电子系统可以兼顾局部控制逻辑的限定，以便确保新的治疗功能(比如跟随故障的自愈)或预防性功能(比如消耗高峰时的减载、或者依靠附近的分散生产以减轻主网络的可能性)，而不必系统地回报给控制中心8。
虽然已经参照优化的遥控设备项对本发明进行了说明，但其并不局限于此：在优选的设备项中实施的不同选择可以适于其它电气设备，并且对于某些优选的元件来说，遥控设备项还可以包括变体。

Claims (15)

1.一种用于中压网络(3)和低压网络(4)之间的MV/LV变电站(6)的遥控设备(10)，包括：
-第一装置(100)，用于从所述低压网络(4)并且从辅助源(105)对所述设备(10)供电；
-第二装置(200)，用于将由所述设备(10)收集的信息传送到外部；
-第三装置(300)，用于在所述变电站(6)水平监测所述中压网络(3)；
-第四装置(400)，用于在所述变电站(6)水平监测所述低压网络(4)。
2.根据权利要求1所述的遥控设备，其中，所述第一装置(100)和/或所述第二装置(200)和/或所述第三装置(300)和/或所述第四装置(400)由包括容纳适于实现相应装置(100、200、300、400)的功能的电子装置的壳体(110、250、310、430)的模块形成。
3.根据权利要求2所述的遥控设备，其中，所述电子装置包括用于能够被更新的装置。
4.根据权利要求2和3中任一项所述的遥控设备，其中，所述第三装置(300)由多个类似的模块形成，其中的每个都包括容纳适于监测所述中压网络(3)的线路的电子装置的壳体(310)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的遥控设备，其中，所述第二、第三和第四装置(200、300、400)包括壳体(250、310、430)，所述壳体设置有用于固定到DIN导轨(34)上的装置，并且它们的轮廓是类似的，所述壳体能够根据恒定的节距而被连接以形成排。
6.根据权利要求5所述的遥控设备，其中，所述第一装置(100)包括壳体(110)，所述壳体设置有用于固定在壁座架上的装置(122、128)，并且设置在与所述固定装置相对的面(116)上，具有所述第二、第三和第四装置(200、300、400)的壳体(250、310、430)能够安装到其上的DIN导轨(140)。
7.根据权利要求5和6中任一项所述的遥控设备，其中，所述第二、第三和第四装置(200、300、400)的壳体(250、310、430)包括与用于固定到所述DIN导轨(34)上的装置相对的鼻(52)，所述鼻(52)包括使得能够指示相应模块主要功能的人/机接口(268、340、440)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的遥控设备，其中，所述第四装置(400)包括使得能够测量所述低压网络(4)的电流、电压、能量和/或功率的电子装置。
9.根据权利要求8所述的遥控设备，其中，所述第四装置(400)与能够放置在所述低压网络(4A、4B、4C)的线路上的一组三个电流传感器(410)相关，所述传感器(410)是自供电的，并且与所述第四装置(400)无线通信。
10.根据权利要求9所述的遥控设备，其中，所述第四装置与多个类似组的三个电流传感器(410)相关，并且所述第四装置(400)的电子装置适于同步所述组(410)的测量，使得所述第四装置(400)能够监测所述LV网络(4)的多个线路。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的遥控设备，其中，所述第四装置(400)的电子装置适于指示故障转换、监测负载平衡和/或测量所述LV网络(4)中的频率。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的遥控设备，其中，所述第四装置(400)的电子装置适于监测所述变电站(6)的变压器。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的遥控设备，包括从所述第一装置(100)至所述第二、第三和第四装置(200、300、400)的串联电源连接系统，所述第二装置(200)用作用于所述第三和第四装置(300、400)的电源的继电器。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的遥控设备，其中，所述第一、第三和第四装置(100、300、400)中的每个通过串联连接链接到所述第二装置(200)，所述第二装置(200)确保在所述遥控设备(100)内以及与外界的通信。
15.根据权利要求14所述的遥控设备，其中，所述第二装置(200)包括电子通信组件(260)和用于通信至管理中心(8)的至少一个盒(252)，根据用于所述管理中心(8)的媒介和协议，所述盒(252)是可拆卸的并且是可互换的。
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