CN210490558U - 一种模块化的电力信息监控系统 - Google Patents

Abstract

一种模块化的电力信息监控系统，包括智能监控单元（1）、支路开关（2）；所述智能监控单元（1）包括具有信号连接的底盒模块（11）、分接模块（12）；所述分接模块（12）包括控制模组（12d）；所述支路开关（2）可拆卸地固定安装在底盒模块（11）上，且包括支开分析处理模块；所述支开分析处理模块（23）与控制模组（12d）采用内部总线的方式进行通信智能监控单元（1）接收支路开关（2）传递的电压、电流等信息，并通过内部算法生成监测结果，智能监控单元（1）将监测结果传输至上级数据控制设备。本实用新型可对用户用电过程中的电力信息进行监控同时还具有保证用电安全的功能，实现配电电网与终端用户的信息交互。

Description

一种模块化的电力信息监控系统

技术领域

本实用新型涉及电力信息监控技术领域，尤其涉及一种模块化的电力信息监控系统。

背景技术

为加快推进“三型两网、世界一流”战略的落地，国网对建设泛在物联网做了部署安排。泛在物联网的明显特征是全面感知，泛在连接，多传感协同。智能传感及智能终端、网络信息安全、一体化通信技术、人工智能等是其重要的核心技术。

据调研，2018年我国的智能家居产品市场规模已达到2815亿元。未来，居民可以通过移动终端，对电力设备的实时状态的运行监测，并实现对各类电器设备的控制和查询，居民甚至希望智能家居系统基于所采集的数据和新的技术，让他们更加低成本的用能，更加舒适的用能。

基于已有的产品积累，如专利一种电力及家居信息监控系统、方法、设备及介质申请号ZL201910690796.0，一种多信息带通信的智能监控单元、方法及电能表箱申请号ZL201910690783.3。在此背景下，以电力用户侧电表箱为切入点，提出了切合国网公司智慧物联体系布局的解决方案。以智能感知终端为固定终端，对电力用户进行信息采集和交互，并采用加密、强隔离等算法和模块，保证用户信息安全的前提下，与国网公司电力无线专网、配电台区、或物联云平台等进行双向交互，同时基于自有云平台，结合物联网、人工智能等新技术，为用户提供智慧用电移动终端交互、能源数据服务、安全用电报警联动等人性化的用能服务。

发明内容

为了解决以上问题的至少之一，本实用新型的提供了一种模块化的电力信息监控系统，对用户用电过程中的电力信息进行监控以保证用电安全，一种模块化的电力信息监控系统具备边缘计算能力，结合统一的物模型和源端数据融合，在产生数据的源头实现就地集成和聚合计算，支撑故障实时研判、区域能源自治等应用，大幅提升业务即时性。实现配电电网与终端用户的信息交互。

一种模块化的电力信息监控系统，包括智能监控单元、支路开关；所述智能监控单元包括具有信号连接的底盒模块、分接模块；

所述分接模块包括控制模组；所述支路开关可拆卸地固定安装在底盒模块上，且包括支开分析处理模块；

所述支开分析处理模块与控制模组采用内部总线的方式进行通信。

优选的，所述分接模块安装于所述底盒模块的上面或者侧面，形成可拆卸地固定连接结构及有线通信和/或信号连接。

优选的，分接模块独立位于底盒模块的外部，和所述底盒模块形成有线和/或无线的通信和/或信号连接。

优选的，所述底盒模块包括第一底盒模块和第二底盒模块，所述第一底盒模块与所述第二底盒模块相互拼接。

优选的，所述底盒模块包括第三底盒模块；第三底盒模块具有自拼接特征，任意数量的第三底盒模块拼接后可分别与第一底盒模块、第二底盒模块进一步拼接。

优选的，所述分接模块包括分接模块壳体，分接模块壳体容纳电源模组通信模组、控制模组中的任意一种或两种及以上的组合。

优选的，所述分接模块壳体包括分接模块内部信号接口与安装接口，所述内部信号接口为插接件，所述安装接口为凹槽定位特征与固定件的凸台安装特征配合。

优选的，所述分接模块壳体容纳人机交互模组。

优选的，分接模块壳体为至少一个封闭的外壳。

优选的，所述底盒模块包括与支路开关连接的支开接口；所述底盒模块包括与分接模块连接的插模接口，分别与支路开关和分接模块的内部信号接口连接。

优选的，电流互感器设置在底盒模块中，所述电流互感器外径大于36mm。

优选的，还包括连接件，所述底盒模块上设有让连接件串过多个第三底盒模块、第一底盒模块、第二底盒模块的加固孔。

优选的，还包括带有蓝牙通信的电能表。

优选的，支路开关设置有电动操作机构和电流采集器。

优选的，支路开关可以紧挨着并排放置，也可留出空隙，支路开关之间设置有间隙，间隙处放置隔板，隔板填充部分间隙。间隙的作用是便于支路开关散热，保证支路开关运行的可靠性；空隙的存在使得支路开关发生扰动时，接口连接处连接质量易变差，信号传递易出现问题，因此设置隔板，阻止支路开关扰动，保证支路开关连接的支开接口和分接模块连接的插模接口连接处连接质量。

优选的，分接模块数量可为多个，智能监控单元处理的信息会更多，分接模块与底盒模块、支路开关的通信方式为有线或无线，其中，无线通信包括4G/5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa等通信方式，有线通信包括HPLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet、Profibus、I2C、SPI等通信方式。

底盒模块的作用是汇总支路开关采集的信息提供给分接模块。

优选的，当省略底盒模块时，支路开关和分接模块通信方式采用无线通信。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供了一种模块化的电力信息监控系统，智能监控单元具备非侵入式负荷识别边缘计算能力，结合统一的物理模型和源端数据融合，在产生数据的源头实现就地集成和聚合计算，支撑故障实时研判、区域能源自治等应用，大幅提升业务即时性。实现配电电网与终端用户的信息交互。保证从配电电网到终端用户输配电过程所有节点之间的信息双向流动。充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展。

控制模组包括处理非侵入式负荷分解识别分析、故障电弧保护、支持处理拓扑自动成图分析、支持线损分析、支持窃电保护分析，支持故障快速定位等，执行赋能保护的算法及发出控制指令使相应的支路开关实现F/B型剩余电流保护功能。

非侵入式负荷分解识别分析，采集供电线路中的电压、电流、零序电流信号等传递给控制模组，控制模组采用分级及混合算法，进行数据处理离散化和初步分析运算、事件探测负荷用电状态、特征提取混合算法对负荷分解计算特征值，如功率坐标、功率增量值∆P等、分解辨识和多级辨识，新增对剩余电流层级的分级辨识，对负荷进行初步分类，以提高辨识速度和准确度，与本地负荷辨识特征库对比出分解结果。若分解辨识时未能匹配到合适特征库中的数据，控制模组将信息通过通信模组传递到上级数据控制设备或配电变压器监测终端TTU，通过app或短信等方式通知负荷辨识特征库维护人员。特征库的维护人员根据传递的信息更新完善特征库，并自动分发到各个控制模组的本地库进行更新。

负荷分解辨识监测可以为电力企业、电力用户、相关家电制造商和整个社会带来多方面效益。对于电力企业来说，将居民用电细节收集到数据管理系统中，可以增加规划方案的合理性和保障电网的安全运行，合理分布用电资源；帮助电力公司更合理地制定峰时、谷时电价，使其符合电力用户需求的激励政策、评估电力公司的项目以及更合理分拨资金。对于居民来说，居民可以自行检测每个电器消耗的功率及其所在的工作状态；对于想节约用电的居民而言，可根据这些信息自行改变和优化用电方案，从而达到节约用电以及节约电费目的，同时帮助居民迅速精确地检查和排除电器故障；居民将使用低能耗电器产品来替代低效能电器。对于家电企业而言，家居用电信息可以促使制造商加快高效能设备的研究，引导家用电器市场的改变和帮助相关部门合理地制定指导方针，实现提高能效，减少污染物的排放和减缓温室效应的目标。对于全社会而言，当电力公司对错峰用电试行优惠，提高用电的经济性，家电制造商能够提供低能耗、高效能的电器，居民拥有较强的节电意识，全社会就将会把提高生态文明的意识付诸实践，创造低碳、环保的生活环境。此外，负荷分解辨识监测功能还可实现电网负荷趋势预测，通过大数据分析电网负荷的历史数据和实时数据，展示全网实时负荷状态，可以预测电网负荷变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。

故障电弧保护，控制模组实现故障电弧识别功能时，接收供电线路中的电流信号、剩余电流信号和电压信号，控制模组进行电流均值、电流均方根、频率、谐波等信号的分析，辨别电弧的特征。控制模组需要得到一系列的信号特性或者信号的变化证据证明电弧存在，并与本地电弧辨识特征库对比，处理后的信息与上级数据控制设备进行通信，并接收上级数据控制设备的AI指令及更新下载更新的电弧辨识特征库。

1. 分接模块和底盒模块配合位置灵活，分接模块可位于底盒模块的上面或者侧面或者分接模块为独立结构，且分接模块维修及更换便捷。

2. 模块化的底座结构，可扩展性大，方便根据实际使用情况，选用支路开关数量并拼接相应的底盒模块；

3. 支路开关和分接模块为拼插部件，允许现场软件升级和更换；

4. 选用测量范围较大的电流互感器，并放入第三底盒模块。扩大了电流互感器的测量范围，可测量电路中更多的电流信息；

5.底盒模块设置有控制端口，可反馈电能表指令；

6. 智能监控单元具备负荷识别边缘计算能力。

7. 分接模块数量至少一个，随着分接模块数量的增多，可处理更多支路开关信息、即处理更多家居用户的用电信息。

8.拓扑自动成图分析，通过实现对分支线路、表前、表后各级电气量高频采集及保护，各级故障精准研判。

9. 分段线损分析，在输送和分配电能过程中，电网中各元件产生的功率损失和电能损失以及其他损失。

10. 窃电保护分析及报警，对采集的用电数据实时分析对比，通过设定合适的判据，即可查找出异常用户。

11. 故障快速定位与抢修，为确定故障根源，将诊断、测试及监测获得的数据结合起来进行分析。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型的电力及家居监控设备整体结构示意图。

图2为本实用新型的电力及家居监控设备的另一实施例整体结构示意图。

图3为本实用新型的电力及家居监控设备的又一实施例整体结构示意图。

图4为本实用新型的电力及家居监控设备的再一实施例整体结构示意图。

图5为本实用新型的底盒模块结构示意图。

图6为本实用新型的第三底盒模块结构示意图。

图7为本实用新型的底盒模块分解结构示意图。

图8为本实用新型的分接模块与固定件连接示意图。

图9为本实用新型的固定件结构示意图。

图10为本实用新型的分接模块的内部模块示意图。

图11为本实用新型的分接模块整体结构示意图。

图12为本实用新型的分接模块另一实施例整体结构示意图。

图13为本实用新型的支路开关内部信号接口示意图。

图14为本实用新型的电流互感器放入底盒模块示意图。

图15为本实用新型的多个分接模块示意图。

图16为本实用新型的设有电能表的系统示意图。

图17为本实用新型的底盒模块设置进线端和出线端的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。本实用新型决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊。

第一实施例

如图1所示，本实施例公开了一种模块化的电力信息监控系统，所述监控系统包括智能监控单元1和至少一个支路开关2，所述智能监控单元1包括底盒模块11和分接模块12，底盒模块11的作用是汇总支路开关2采集的信息提供给分接模块12，且所述分接模块12和底盒模块11之间可以进行信号连接，所述信号包括但不限于工作电源、费控信号、存储、加密、向上通信、向下通信、指示等。在本实施例中所述分接模块12位于所述底盒模块11的上方且连接在一起，形成可拆卸地固定连接结构及有线通信和/或信号连接。将所述分接模块12和所述底盒模块11设置成模块化的插接结构，易于实现全生命周期分接模块12的快速更换。

当然，所述分接模块12和所述底盒模块11除可设置为上下形式的拼接结构外，还可设置为其他形式。请参考图2所示，在另一实施例中，所述分接模块12位于所述底盒模块11的侧面，与所述底盒模块11的一侧面通过插接的方式相连；当然，在又一实施例中，也可将所述分接模块12设置为一独立的结构，如图3所示，所述分接模块12和所述底盒模块11分别单独设置，且二者之间通过排线相连并通过有线方式进行通信，所述有线方式包括但不限于有线通信包括HPLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet、Profibus、I2C、SPI等通信方式；在再一实施例中，如图4所示，所述分接模块12和所述底盒模块11相互独立，所述支路开关2与所述底盒模块11可拆卸的固定在一起。所述分接模块12和所述底盒模块11通过无线的方式实现通信，所述无线通信方式包括但不限于4G/5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa等通信方式。上述不同的布局方式可根据现场的应用环境进行选择，所述分接模块12设于所述底盒模块11的上方的布局方式好处是监控设备内部元器件通信距离最短；所述分接模块12位于所述底盒模块11的侧面的布局方式的好处在于监控设备高度具有一定适应性，可在安装空间高度受限的区域采用此种方案；将分接模块12和所述底盒模块11设为独立结构的布局方案的优势在于监控设备安装布局灵活性高，受空间限制相对来说比较小。

下面以所述底盒模块11和所述分接模块12为上下结构的布局方式为例详细说明如下。

如图5所示，所述底盒模块11包括第一底盒模块11a和第二底盒模块11b，所述第一底盒模块11a与所述第二底盒模块11b相互拼接，采用此方式可实现多种支路数量时，组合模块化结构件简单归一化，以最少的零件种类实现组合目标种类最大化。底盒模块11的作用是连接支路开关2和分接模块12，通过底盒模块11内部的电子线路板使得支路开关2和分接模块12实现信息共享，底盒模块11起信号连接的作用。

所述底盒模块11包括支开接口11d、插模接口11e，所述支开接口11d与支路开关2上设置的内部信号接口21连接，所述插模接口11e与所述分接模块12上设置的内部信号接口12a1连接。所述支开接口11d和所述插模接口11e的作用是提供数据接口，分别实现所述底盒模块11与所述支路开关2之间和所述底盒模块11和所述分接模块12之间的信息传递。

请继续参考图5所示，所述底盒模块11上设置有控制端口11f，所述控制端口11f与所述支路开关2相连，起到反馈电表信息、控制支路开关2的作用，所述分接模块12根据电能表传递过来的信息，如接收到电能表欠费停电指令时，可通过所述控制端口11f将停电指令发送给与欠费的电能表对应的支路开关2，所述支路开关2执行分闸操作，从而实现欠费跳闸；同样的，续购电费后所述分接模块12通过所述控制端口11f将送电指令发送给与续购电费的电能表对应的支路开关2，所述支路开关2执行合闸操作，从而实现复电，优选的，一个分接模块12可对应多个支路开关2。

如图6所示，所述底盒模块11还包括第三底盒模块11c，所述第三底盒模块11c具有自拼接特征，任意数量的第三底盒模块11c拼接后可分别与第一底盒模块11a和/或第二底盒模块11b进一步拼接；连接方式采用拼接，更便于根据实际使用情况选定合适数量的支路开关2及拼装相应的底盒模块11。用此方式，可实现多种支路数量时，组合模块化结构件简单归一化，以最少的零件种类实现组合目标种类最大化。

下面针对底盒模块11的拼装特征详细描述如下：

如图7所示，底盒模块11为拼接结构，第一底盒模块11a包括第一底盒模块上盖11a1和第一底盒模块下盖11a2；第一底盒模块上盖11a1包括凹槽11a11、通孔11a12、连接孔11a13，凸台11a14；第一底盒模块下盖11a2包括凹槽11a21、加固孔11a22、凹槽11a23。第二底盒模块11b包括第二底盒模块上盖11b1和第二底盒模块下盖11b2，第二底盒模块11b与第一底盒模块11a包括相同的特征，区别在于第二底盒模块下盖11b2的凹槽11b21与第一底盒模块下盖11a2的凹槽11a21的开口方向相对设置且相互卡合，凹槽11b21与第一底盒模块上盖11a1接触面为平面11b211。

第一底盒模块上盖11a1和第一底盒模块下盖11a2紧固配合是通过连接孔11a13，连接孔11a13穿过铆钉或螺钉。凹槽11a11与固定件3配合，通过固定件3连接分接模块12和底盒模块11；通孔11a12的作用是为支路开关2的主回路导线穿过底盒模块2中的电流互感器提供路径；凸台11a14的作用是限制拼接后第二底盒模块11b的Z方向位移，限制平面11b211的Z方向位移。凹槽11a21与凹槽11b21扣合连接，使得拼接后的第一底盒模块11a和第二底盒模块11b在x方向y方向无法分离。

第三底盒模块11c与第一底盒模块11a、第二底盒模块11b拼接，也采用相同的第一底盒模块11a与第二底盒模块11b拼接扣合连接方式，在此不再赘述。

加固孔11a22为中空结构，和连接件5配合使用，消除底盒模块11在y方向的位移，这种配合使得第三底盒模块11c与第一底盒模块11a、第二底盒模块11b拼接后成一条直线。第一底盒模块11a、第二底盒模块11b、第三底盒模块11c均设置加固孔11a22，用于连接件5的穿入，连接件5为L型。连接件5的设置是为了考虑多个第三底盒模块11c与第一底盒模块11a、第二底盒模块11b拼接后装配间隙带来的错位，连接件5有一定的刚度，串起多个第三底盒模块11c、第一底盒模块11a、第二底盒模块11b，连接件5的L型短侧端旋转放入凹槽11a21中，加固孔11a22和连接件5配合使用使得多个分接模块固定连接且可消除错位影响，保证底盒模块11内部空腔的规整性及空腔内元器件使用可靠性。

请参考图8和图9所示，所述电力信息监控系统还包括固定件3，所述固定件3连接底盒模块11和分接模块12及支路开关2。所述固定件3设于所述底盒模块11的凹槽11a11内，如图12所示，所述固定件3包括凸台31、凸台32和平面33，凸台32、平面33与凹槽11a11配合，因此凹槽11a11限制固定件3的x和z方向自由度，y方向可自由移动。安装接口12a2用于固定分接模块壳体12a，安装接口12a21为凹槽定位特征，所述安装接口12a2与固定件3的凸台31安装特征配合，固定件3能限制分接模块12和支路开关2的xyz三个方向自由度。

安装接口12a2特征简单，易于实现加工，安装接口12a2和固定件3配合操作简单方便，固定件3易于更换。分接模块12和支路开关2可通过插拔（z方向）分别实现与底盒模块11的分离，允许现场软件升级和更换。

如图10和图11所示，所述分接模块12包括分接模块壳体12a，所述分接模块壳体12a为封闭的外壳，封闭的外壳是为了更好的保护内部元器件，保护其不受潮，使内部器件不受电磁场干扰及防止热辐射的防护作用。所述分接模块壳体12a包括分接模块内部信号接口12a1与安装接口12a2，所述分接模块内部信号接口12a1为插接件，与底盒模块11的插模接口11e连接，保证分接模块12和底盒模块11内部通信。

优选的，所述分接模块壳体12a可根据功能设置为多个封闭的外壳，所述多个封闭的外壳之间相互拼接，不同的功能模组对应的不同分接模块壳体12a，这样方便维修替换，如图12所示。进一步，不同的功能模块集中在一个壳体12a中，集成度高，结构紧凑、占用空间小、连线少、省空间、节约成本。

所述分接模块壳体12a内可容纳电源模组12b、通信模组12c、控制模组12d、人机交互模组12e中的任一种或任两种及以上的组合。电源模组12b的作用是将外部输入三相工频市电转换为12V为内部电路供电；通信模组12c的作用是通过HPLC或蓝牙等有线或无线方式与上位机通信，实现电力线通信或无线信号与外部设备的通信；控制模组12d为产品的硬件核心，进行负荷识别计算，存储负荷数据库，收集表后开关信息并控制其动作，作用是实现负荷识别计算及通信、控制等功能，通过对采集信号的边缘计算，实现智能家居查询与控制、非侵入式负荷分解与辨识、信息强隔离，并通过加密算法，使得通信模块传递的信息加密。采集信号如电压、电流、零序电流信号采用分级及混合算法，进行数据处理离散化和初步分析运算、事件探测负荷用电状态、特征提取混合算法对负荷分解计算特征值，如功率坐标、功率增量值ΔP 等、分解辨识和多级辨识，新增对剩余电流层级的分级辨识，对负荷进行初步分类，以提高辨识速度和准确度，与本地负荷辨识特征库对比出分解结果，具体的，控制模组12d包括处理非侵入式负荷分解识别分析、故障电弧保护、支持处理拓扑自动成图分析、支持线损分析、支持窃电保护分析，支持故障快速定位等，执行赋能保护的算法及发出控制指令使相应的支路开关2实现F/B型剩余电流保护功能。

非侵入式负荷分解识别分析，采集供电线路中的电压、电流、零序电流信号等传递给控制模组12d，控制模组12d采用分级及混合算法，进行数据处理离散化和初步分析运算、事件探测负荷用电状态、特征提取混合算法对负荷分解计算特征值，如功率坐标、功率增量值∆P等、分解辨识和多级辨识，新增对剩余电流层级的分级辨识，对负荷进行初步分类，以提高辨识速度和准确度，与本地负荷辨识特征库对比出分解结果。若分解辨识时未能匹配到合适特征库中的数据，控制模组12d将信息通过通信模组12c传递到上级数据控制设备或配电变压器监测终端TTU，通过app或短信等方式通知负荷辨识特征库维护人员。特征库的维护人员根据传递的信息更新完善特征库，并自动分发到各个控制模组12d的本地库进行更新。

负荷分解辨识监测可以为电力企业、电力用户、相关家电制造商和整个社会带来多方面效益。对于电力企业来说，将居民用电细节收集到数据管理系统中，可以增加规划方案的合理性和保障电网的安全运行，合理分布用电资源；帮助电力公司更合理地制定峰时、谷时电价，使其符合电力用户需求的激励政策、评估电力公司的项目以及更合理分拨资金。对于居民来说，居民可以自行检测每个电器消耗的功率及其所在的工作状态；对于想节约用电的居民而言，可根据这些信息自行改变和优化用电方案，从而达到节约用电以及节约电费目的，同时帮助居民迅速精确地检查和排除电器故障；居民将使用低能耗电器产品来替代低效能电器。对于家电企业而言，家居用电信息可以促使制造商加快高效能设备的研究，引导家用电器市场的改变和帮助相关部门合理地制定指导方针，实现提高能效，减少污染物的排放和减缓温室效应的目标。对于全社会而言，当电力公司对错峰用电试行优惠，提高用电的经济性，家电制造商能够提供低能耗、高效能的电器，居民拥有较强的节电意识，全社会就将会把提高生态文明的意识付诸实践，创造低碳、环保的生活环境。此外，负荷分解辨识监测功能还可实现电网负荷趋势预测，通过大数据分析电网负荷的历史数据和实时数据，展示全网实时负荷状态，可以预测电网负荷变化趋势。并通过综合性的管理，提高设备的使用率，降低电能损耗，使得电网运行更加经济和高效。

故障电弧保护，控制模组12d实现故障电弧识别功能时，接收供电线路中的电流信号、剩余电流信号和电压信号，控制模组12d进行电流均值、电流均方根、频率、谐波等信号的分析，辨别电弧的特征。控制模组12d需要得到一系列的信号特性或者信号的变化证据证明电弧存在，并与本地电弧辨识特征库对比，处理后的信息与上级数据控制设备进行通信，并接收上级数据控制设备的AI指令及更新下载更新的电弧辨识特征库。

拓扑自动成图分析，通过实现对分支线路、表前、表后各级电气量高频采集及保护，各级故障精准研判。

分段线损分析，在输送和分配电能过程中，电网中各元件产生的功率损失和电能损失以及其他损失。

窃电保护分析及报警，对采集的用电数据实时分析对比，通过设定合适的判据，即可查找出异常用户。

故障快速定位与抢修，为确定故障根源，将诊断、测试及监测获得的数据结合起来进行分析。

人机交互模组12e包括按钮，显示屏，指示灯等，益处是方便输入信息，及时查看信息，效率更高，更简单，更方便，更直观。人机交互模组12e方便操作人员观察了解电路运行情况，并可进行相应操作。当实际工况需要多个支路开关2时，支路开关2可以紧挨着并排放置，也可留出空隙，如图1支路开关2之间设置有间隙，间隙处放置隔板6，隔板6填充部分间隙。间隙的作用是便于支路开关2散热，保证支路开关2运行的可靠性；空隙的存在使得支路开关2发生扰动时，接口连接处连接质量易变差，信号传递易出现问题，因此设置隔板6，阻止支路开关2扰动，保证支路开关2连接的支开接口11d和分接模块12连接的插模接口11e接口连接处连接质量。

当实际工况需要多个支路开关2时，智能监控单元1处理的信息会增多，相应的分接模块12可为一个或者多个，当分接模块12数量为多个时，控制模组12d的数量随之增多，因此智能监控单元1可处理更多的信息。如图15，当支路开关2数量为10个，可设置2个分接模块12，分接模块12与底盒模块11、支路开关2的通信方式为有线或无线。其中，无线通信包括4G/5G、WIFI、BLE、ZigBee、NB-IoT或LoRa等通信方式，有线通信包括HPLC、RS485、LAN、CAN、DeviceNet、Profibus、I2C、SPI等通信方式。所述支路开关2包括支开分析处理模块，所述支开分析处理模块包括计量、控制、状态感知、故障识别等功能，采用双MCU，召唤互联通信、分时复用等工作方式。所述支路开关2可拆卸地固定安装在底盒模块11上，可通过最短的链路实现与智能监控单元1的通信与信号连接，便于维护更换，满足国网“即插即用”的需求。所述支开分析处理模块与分接模块12的控制模组12d采用内部总线通信的方式，以最少的通信线路获得更高的通信速率，如I2C具有高达3.4Mbps的通信速率，SPI可达50Mbps的通信速率，以便满足高信息量的需求。

在一优选实施例中，请参考图14和图17所示，所述电力信息监控系统还包括电能表和电流互感器4，电流互感器4放置在底盒模块11内部电子线路板下方，内部电子线路板上设置相应通孔，方便支路开关2主导电回路的导线穿过，因此不影响支开接口11d和插模接口11e的连接。底盒模块11有通孔11a12，相应的支路开关2设置有通孔22，支路开关2主回路线路穿过通孔11a12及电流互感器4。从电能表出线连接的主回路连接到支路开关2的进线端子，进入壳体内部后并连接触头导电回路后穿过通孔22与通孔11a12后穿过底盒模块11中设置的电流互感器4，然后再穿过通孔11a12与通孔22，连接到支路开关的部分主导电回路及出线端子，支路开关2进线端子与出线端子之间的导线断开，与底盒模块11穿过电流互感器4的主回路串联相接。满足泛在电力物联网 “即插即用”的需求。在一优选实施例中选用测量范围较大的电流互感器4，可测量电路中更多的电流信息，所述电流互感器4外径大于36mm。相比较于电流互感器放置在设备外部，放入底盒模块11中用电安全。电流互感器4外径大于36mm，量程可达到400A及以上，精度可达到0.2级及以上，单匝主导电回路导线情况下的分别率可达40mA，灵敏度10mA，甚至更小。

第二实施例

与上述方案区别在于，电流互感器4设置于支路开关2中，这种方案满足支路开关即插即用的设计思想。理论上电流互感器测量范围越大，电流互感器的截面越大，由于断路器内部空间限制，电流互感器4设置于支路开关2中可能会牺牲一些测量值。

第三实施例

如图16所示，与上述方案的区别在于，所述电能表为带有蓝牙通信功能的远程费控电能表，可通过无线蓝牙可控制分接模块12，所述。电能表的费控指令通过蓝牙下发给通信模组12c，通信模组12c把相应的信息传递给控制模组12d，控制模组12d下发指令控制相应的支路开关2执行相应动作，

支路开关2具有远程控制分合闸功能，即支路开关2具有电动操作机构，通过所述电动操作机构可实现所述支路开关2的自动分合闸。

所述分接模块12与底盒模块11具有通信和/或信号连接，所述信号包括但不限于工作电源、费控信号、存储、加密、向上通信、向下通信、指示等。

工作电源信号传输通过所述分接模块12的电源模组12b实现，所述电源模组12b包含输入滤波和防护，功率变换，外部辅助电源合路等，为底盒模块11和支路开关2提供足够的电源，在一优选的实施方式中，所述电源模组12b可将输入三相AC380V的电压输出为12V，其中12V直接驱动合闸电机，经过降压装换为3.3V电源为控制芯片供电。

支路开关2中包括电流采集器，为故障事件例如过载、短路、漏电等故障事件研判提供硬件基础，同时提供高精度，宽范围的电量信息采集信号，所述电流采集器包括但不限于电流互感器、零序互感器、电流传感器等。

本实用新型可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本实用新型的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本实用新型的范围之中。

Claims (14)

1.一种模块化的电力信息监控系统，其特征在于，包括智能监控单元（1）、支路开关（2）；所述智能监控单元（1）包括具有信号连接的底盒模块（11）、分接模块（12）；

所述分接模块（12）包括控制模组（12d）；所述支路开关（2）可拆卸地固定安装在底盒模块（11）上，且包括支开分析处理模块；

所述支开分析处理模块（23）与控制模组（12d）采用内部总线的方式进行通信。

2.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述分接模块（12）安装于所述底盒模块（11）的上面或者侧面，形成可拆卸地固定连接结构及有线通信和/或信号连接。

3.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：分接模块（12）独立位于底盒模块（11）的外部，和所述底盒模块（11）形成有线和/或无线的通信和/或信号连接。

4.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述底盒模块（11）包括第一底盒模块（11a）和第二底盒模块（11b），所述第一底盒模块（11a）与所述第二底盒模块（11b）相互拼接。

5.根据权利要求4所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述底盒模块（11）包括第三底盒模块（11c）；第三底盒模块（11c）具有自拼接特征，任意数量的第三底盒模块（11c）拼接后可分别与第一底盒模块（11a）、第二底盒模块（11b）进一步拼接。

6.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述分接模块（12）包括分接模块壳体（12a），分接模块壳体（12a）容纳电源模组（12b）、通信模组（12c）、控制模组（12d）中的任意一种或两种及以上的组合。

7.根据权利要求6所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述分接模块壳体（12a）包括分接模块内部信号接口（12a1）与安装接口（12a2），所述内部信号接口（12a1）为插接件，所述安装接口（12a2）为凹槽定位特征与固定件（3）的凸台（31）安装特征配合。

8.根据权利要求6所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述分接模块壳体（12a）容纳人机交互模组（12e）。

9.根据权利要求6所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：分接模块壳体（12a）为至少一个封闭的外壳。

10.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：所述底盒模块（11）包括与支路开关（2）连接的支开接口（11d）；所述底盒模块（11）包括与分接模块（12）连接的插模接口（11e），分别与支路开关（2）和分接模块（12）的内部信号接口（12a1）连接。

11.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：电流互感器（4）设置在底盒模块（11）中，所述电流互感器（4）外径大于36mm。

12.根据权利要求4所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：还包括连接件（5），所述底盒模块（11）上设有让连接件（5）串过多个第三底盒模块（11c）、第一底盒模块（11a）、第二底盒模块（11b）的加固孔（11a22）。

13.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：还包括带有蓝牙通信的电能表(13)。

14.根据权利要求1所述的模块化的电力信息监控系统，其特征在于：支路开关（2）设置有电动操作机构和电流采集器。

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