CN106908639A - 一种智能数字化计量柜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能数字化计量柜，包括柜体和设置在柜体内的安装结构，还包括若干插箱式/嵌入式结构的数字化电能表、插箱式/嵌入式结构的交换机和插箱式/嵌入式结构的工控机，所述安装结构上设置有若干插槽，所有数字化电能表、交换机和工控机均插在对应的插槽内，所有数字化电能表均通过交换机与工控机连接。本发明是集电子化、智能化、功能化、集成化、标准化功能于一体的新型电子成套设备，与纯粹的机械式传统计量柜有着质的区别，可满足智能化变电站智能化内涵需求，是电能计量设备、技术的重大创新。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能数字化计量柜，属于测量设备技术领域。
背景技术
智能化变电站在电网中愈来愈多，其相应的电能计量装置由电子式互感器、合并单元、网络通讯装置、数字化电能表组成。电子式互感器为电能信号的测量与模数化转换装置；合并单元为互感器或互感器组的二次加工装置，它接受互感器输出的模拟或数字信号，再进行信号或数据打包，生成IEC61850协议格式报文，并通过点对点或组网方式输出到变电站内各间隔层设备；数字化电能表为一个纯数字信号处理及计算型设备、IT终端，它获取合并单元报文数据并解析出互感器采样的电流、电压离散的瞬时采样值，直接通过数值计算得到相应的功率/电能值。而其中数字化电能表是成组并安装于一个封闭金属柜体中，简称计量柜。
目前智能变电站计量柜仍采用传统电能计量柜型式，计量柜仅仅是个机械挂表体（挂表架），是机械式屏柜，其更多属性体现为一种机械装置，缺乏电气、电子产品属性，缺乏智能化功能，屏柜内数字化电能表采用的是外挂式安装表，其电气接口都在电能表下端，而接入数字化电能表的光纤、通讯导线在计量柜中都排布在柜体背面，因此需从屏柜安装板穿孔、引出背后光纤或通讯导线，再插入或接入电能表下端电气接口。此种结构计量柜不仅美观性差，而且弯曲的光纤、导线对其寿命及运行的可靠性也有影响，并且与同排的其它专业功能屏柜电气型式差异甚大，极不协调，愈发显其技术落后，挂式结构柜体成本高，也不符合经济环保原则。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种智能数字化计量柜。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种智能数字化计量柜，包括柜体和设置在柜体内的安装结构，还包括若干插箱式/嵌入式结构的数字化电能表、插箱式/嵌入式结构的交换机和插箱式/嵌入式结构的工控机，所述安装结构上设置有若干插槽，所有数字化电能表、交换机和工控机均插在对应的插槽内，所有数字化电能表均通过交换机与工控机连接。
所有数字化电能表、交换机和工控机的后面板上均设置有插针/插片，插槽内设置有与插针/插片匹配的插孔，将插针/插片插入插孔内，实现数字化电能表与交换机以及交换机与工控机的连接。
交换机和工控机位于安装结构的上端，所有数字化电能表均匀分布在安装结构的下端。
所述安装结构上还设置有若干通信接口。
还包括移动视频采集装置，移动视频采集装置包括设置在安装结构上的导轨，所述导轨上滑移连接有滑块，所述滑块上安装有摄像头，所述安装结构上还设置有带动滑块滑移的电机，所述工控机控制电机。
导轨包括横向导轨和纵向导轨。
导轨两侧的安装结构上均设置有滑槽，滑槽开口处设置有上挡片，所述上挡片的底部设置有防滑纹，滑块的两侧均设置有电缸，所述电缸的伸缩杆伸入滑槽，所述伸缩杆的端部横向设置有下挡片，所述下挡片的顶面上设置有防滑纹。
所述工控机内部安装有控制系统及计量管理系统，所述控制系统包括移动视频控制采集模块和远程控制模块；所述计量管理系统包括电能信息监测模块、设备状态监测模块、电能质量监测模块、电能信息应用模块、现场/远程校验模块、信息管理维护模块和告警模块；
所述移动视频控制采集模块，用以驱动控制移动视频采集装置，并采集器拍摄的信息；
所述远程控制模块，用以接受远程控制命令并进行信息上传；
所述电能信息监测模块，用以实时监测数字化电能表上送的电能信息；
所述设备状态监测模块，用以实时检测智能计量柜所有设备的工作状态；
所述电能质量监测模块，用以根据电能信息实时监测电能质量；
所述电能信息应用模块，用以电能安全性和可靠性分析、电能平衡/线损统计分析、三相负荷不平衡分析、功率因数及负荷状况分析、电能质量和谐波统计分析以及分析结果输出；
所述现场/远程校验模块，用以实现数字化电能表现场/远程检验；
所述信息管理维护模块，用以对智能计量柜所有设备参数设置、日常管理和维护；
所述告警模块，用以当检测的电能信息、工作状态、电能质量异常时，发出告警。
分析结果以图形和报表的形式输出。
本发明所达到的有益效果：1、本发明采用插箱式/嵌入式结构，避免了挂式结构影响美观和可靠性的问题；2、本发明设置有工控机，实现对柜内设备智能化管理；3、本发明是集电子化、智能化、功能化、集成化、标准化功能于一体的新型电子成套设备，与纯粹的机械式传统计量柜有着质的区别，可满足智能化变电站智能化内涵需求，是电能计量设备、技术的重大创新；4、本发明简化电能计量系统设计（同时也降低设计成本），电能计量系统设计工作变成设备集成、产品化工作，并由电能表厂家完成；设计工作变为设备的配置，设计部门或用户则仅提供简单参数、测量点数、配置选项即可；设备的选购由电能表、计量柜、配套装置等多项选购变为计量装置单项选购；5、本发明可方便组成计量网络系统，根据电压等级、被测对象的分布、电能量平衡导则设置测量点、组建测量单元、配置相应电能子柜和组柜；6、本发明设置有移动视频采集装置，可读取到电表柜中的电表数据信息以及柜中电气接线情况，代替远程巡检、抄表，实现电能管理技术进步；7、移动视频采集装置在采集时，静止在导轨上，通过电缸带动下挡片，使下挡片与上挡片帖靠，保证滑块稳定，不会出现视频采集失真。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为移动视频采集装置的剖视图；
图3为管理系统的功能模块图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1，一种智能数字化计量柜，包括柜体和设置在柜体内的安装结构，安装结构为现有柜体内的结构，可以是安装板、安装支架等，还包括若干插箱式/嵌入式结构的数字化电能表1、插箱式/嵌入式结构的交换机2、插箱式/嵌入式结构的工控机3和移动视频采集装置，安装结构上设置有若干插槽和若干通信接口，所有数字化电能表1、交换机2和工控机3均插在对应的插槽内，所有数字化电能表1均通过交换机2与工控机3连接，通信接口为以太网、RS485、RS232等通信接口。
为了避免连接导线和光纤弯折，所有数字化电能表1、交换机2和工控机3的后面板上均设置有插针/插片，安装结构的插槽内设置有与插针/插片匹配的插孔，将插针/插片插入插孔内，实现数字化电能表1与交换机2以及交换机2与工控机3的连接。
为了计量柜中美观以及操作方便，将交换机2和工控机3位于安装结构的上端，所有数字化电能表1均匀分布在安装结构的下端。
移动视频采集装置包括设置在安装结构上的导轨5，导轨5包括横向导轨和纵向导轨，导轨5上滑移有滑块7，滑块7上安装有摄像头4，安装结构上还设置有带动滑块7滑移的电机6，工控机3控制电机6，如图2所示，导轨5两侧的安装结构上均设置有滑槽8，滑槽8开口处设置有上挡片9，上挡片9的底部设置有防滑纹，滑块6的两侧均设置有电缸10，电缸10的伸缩杆伸入滑槽8，伸缩杆的端部横向设置有下挡片11，下挡片11的顶面上设置有防滑纹。在电机6的带动下摄像头4在导轨5上移动，在采集时，静止在导轨5上，通过电缸10带动下挡片11，使下挡片11与上挡片9帖靠，保证滑块稳定，不会出现视频采集失真，通过视频可读取到电表柜中的电表数据信息以及柜中的电气接线情况，代替远程巡检、抄表，实现电能管理技术进步，避免了每日对计量柜进行例行巡检与人工抄表、现场观测计量柜运行状况。
工控机3为本地管理机，又是电能数据采集器，还是数字标准功率源、数字电能标准表、本地/远程计量校准器，其内部安装有控制系统及计量管理系统，控制系统包括移动视频控制采集模块和远程控制模块；如图3所示，计量管理系统包括电能信息监测模块、设备状态监测模块、电能质量监测模块、电能信息应用模块、现场/远程校验模块、信息管理维护模块和告警模块。
各模块的功能如下：
移动视频控制采集模块：用以驱动控制移动视频采集装置，并采集器拍摄的信息。
远程控制模块：用以接受远程控制命令并进行信息上传。
电能信息监测模块：用以实时监测数字化电能表1上送的电能信息，如电参数、电能值、潮流方向等。
设备状态监测模块：用以实时检测智能计量柜所有设备的工作状态。
电能质量监测模块：用以根据电能信息实时监测电能质量。
电能信息应用模块：用以电能安全性和可靠性分析、电能平衡/线损统计分析、三相负荷不平衡分析、功率因数及负荷状况分析、电能质量和谐波统计分析以及分析结果输出，分析结果以图形（参数波形、谐波柱状图、能量分布图、负荷曲线）和报表的形式输出。
现场/远程校验模块：可在线通过工控机3内虚拟数字化电能表1或离线状态下通过工控机3内虚拟数字功率源，实现数字化电能表1现场/远程检验，满足无人值守变电站、智能化计量监督工作需求。
信息管理维护模块：用以对智能计量柜所有设备参数设置、日常管理和维护；
告警模块，用以当检测的电能信息、工作状态、电能质量异常时，发出告警。
当然该管理系统还人机交互模块，用以实现人机交互。
上述计量柜的各部件采用插箱式结构，避免了挂式结构影响美观和可靠性的问题；上述计量柜设置有工控机3，实现对柜内设备智能化管理。
上述计量柜是集电子化、智能化、功能化、集成化、标准化功能于一体的新型电子成套设备，与纯粹的机械式传统计量柜有着质的区别，可满足智能化变电站智能化内涵需求，是电能计量设备、技术的重大创新；简化了电能计量系统设计（同时也降低设计成本），电能计量系统设计工作变成设备集成、产品化工作，并由电能表厂家完成，设计工作变为设备的配置，设计部门或用户则仅提供简单参数、测量点数、配置选项即可，设备的选购由电能表、计量柜、配套装置等多项选购变为计量装置单项选购；同时可方便组成计量网络系统，根据电压等级、被测对象的分布、电能量平衡导则设置测量点、组建测量单元、配置相应电能子柜和组柜。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种智能数字化计量柜，包括柜体和设置在柜体内的安装结构，其特征在于：还包括若干插箱式/嵌入式结构的数字化电能表、插箱式/嵌入式结构的交换机和插箱式/嵌入式结构的工控机，所述安装结构上设置有若干插槽，所有数字化电能表、交换机和工控机均插在对应的插槽内，所有数字化电能表均通过交换机与工控机连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：所有数字化电能表、交换机和工控机的后面板上均设置有插针/插片，插槽内设置有与插针/插片匹配的插孔，将插针/插片插入插孔内，实现数字化电能表与交换机以及交换机与工控机的连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：交换机和工控机位于安装结构的上端，所有数字化电能表均匀分布在安装结构的下端。
4.根据权利要求1所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：所述安装结构上还设置有若干通信接口。
5.根据权利要求1所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：还包括移动视频采集装置，移动视频采集装置包括设置在安装结构上的导轨，所述导轨上滑移连接有滑块，所述滑块上安装有摄像头，所述安装结构上还设置有带动滑块滑移的电机，所述工控机控制电机。
6.根据权利要求5所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：导轨包括横向导轨和纵向导轨。
7.根据权利要求5所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：导轨两侧的安装结构上均设置有滑槽，滑槽开口处设置有上挡片，所述上挡片的底部设置有防滑纹，滑块的两侧均设置有电缸，所述电缸的伸缩杆伸入滑槽，所述伸缩杆的端部横向设置有下挡片，所述下挡片的顶面上设置有防滑纹。
8.根据权利要求5所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：所述工控机内部安装有控制系统及计量管理系统，所述控制系统包括移动视频控制采集模块和远程控制模块；所述计量管理系统包括电能信息监测模块、设备状态监测模块、电能质量监测模块、电能信息应用模块、现场/远程校验模块、信息管理维护模块和告警模块；
所述移动视频控制采集模块，用以驱动控制移动视频采集装置，并采集器拍摄的信息；
所述远程控制模块，用以接受远程控制命令并进行信息上传；
所述电能信息监测模块，用以实时监测数字化电能表上送的电能信息；
所述设备状态监测模块，用以实时检测智能计量柜所有设备的工作状态；
所述电能质量监测模块，用以根据电能信息实时监测电能质量；
所述电能信息应用模块，用以电能安全性和可靠性分析、电能平衡/线损统计分析、三相负荷不平衡分析、功率因数及负荷状况分析、电能质量和谐波统计分析以及分析结果输出；
所述现场/远程校验模块，用以实现数字化电能表现场/远程检验；
所述信息管理维护模块，用以对智能计量柜所有设备参数设置、日常管理和维护；
所述告警模块，用以当检测的电能信息、工作状态、电能质量异常时，发出告警。
9.根据权利要求8所述的一种智能数字化计量柜，其特征在于：分析结果以图形和报表的形式输出。
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