CN214706671U - 一种低压智能配电柜 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电力供电技术领域，具体涉及一种低压智能配电柜，出线柜内设置有物联网通信模块和多个抽屉柜，每个抽屉柜内设置有温度传感器、智能断路器和智能仪表，温度传感器设置在抽屉柜的一次抽头位置；温度传感器的输出端与智能仪表的输入端连接，智能断路器的控制端与智能仪表的输出端连接；物联网通信模块包括控制芯片、第一载波芯片和485接口电路，485接口电路与控制芯片连接，控制芯片与第一载波芯片连接，第一载波芯片用于通过载波通信连接配电终端，485接口电路用于连接智能仪表。本实用新型不仅可以实现低压配电柜的远程智能操控，而且，远程通信稳定，使用寿命长。

Description

一种低压智能配电柜
技术领域
本实用新型属于电力供电技术领域，具体涉及一种低压智能配电柜。
背景技术
在国内配电市场，普遍采用的低压配电柜型有：固定柜GGD、抽屉柜GCS、抽屉柜MNS和固定间隔柜等柜型。按功能来分低压配电柜可分为：进线开关柜、联络开关柜、馈线开关柜、无功补偿控制柜等。当低压配电柜用作进线柜、联络柜时，柜内只装配一个回路，无论选用哪种柜型，性能差异不大，只有当配电柜用作馈线柜时，各种低压配电柜的特点才能体现出来，故我们比较各种低压配电柜的特点都是针对馈线柜。在市场应用中，低压配电室配电回路多，抽屉柜的使用率最高。在终端设备处，主要的大功率设备如水泵、空压机、中央空调等处，主要使用GGD固定式配电柜。
智能电网能够在未来发挥出更大的作用，在其中应用智能化配电柜已经是一种必然的趋势，这样不仅能使智能电网的透明程度有效提升，还可以加强相关人员对配电柜运行参数的掌握程度，有助于智能电网的运行与维护。
抽屉柜在实际低压配电室应用中，最为广泛，优势明显，由于抽屉柜结构性质仍存在以下问题，现有技术中抽屉柜的主要存在以下问题：1、抽屉柜的进出线插接件长时间使用后存在安全隐患；2、抽屉柜中开关无法远程操作；3、抽屉柜中的数显表无计量功能，计量不准，通讯链式连接不稳地；4、低压配电室缺少管控。因此，需要对现有技术中的低压配电柜进行改进，实现常规抽屉柜的智能化操控。
实用新型内容
为适应低压配电柜领域的实际需求，本实用新型克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为提供一种低压智能配电柜。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种低压智能配电柜，包括进电柜、出线柜和电容补偿柜，所述出线柜内设置有物联网通信模块和多个抽屉柜，每个抽屉柜内设置有温度传感器、智能断路器和智能仪表，所述温度传感器设置在抽屉柜的一次抽头位置；
所述温度传感器的输出端与所述智能仪表的输入端连接，所述智能断路器的控制端与所述智能仪表的输出端连接；
所述物联网通信模块包括控制芯片、第一载波芯片和485接口电路，所述485接口电路与控制芯片连接，所述控制芯片与所述第一载波芯片连接，所述第一载波芯片用于通过载波通信连接配电终端，所述485接口电路用于连接所述智能仪表。
进一步地，所述物联网通信模块还包括RJ45接口电路、RF通信电路和红外接口电路，所述RJ45接口电路与载波芯片连接，RF通信电路和红外接口电路与控制芯片连接。
进一步地，所述智能仪表包括三相计量芯片、智能处理芯片、RS485通信模块和以太网模块；
所述三相计量芯片的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接，所述智能处理芯片与所述载波芯片连接；
所述智能断路器的控制端与所述智能处理芯片的输出端连接，所述温度传感器的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接；所述智能处理芯片的输出端通过所述RS485通信模块与所述物联网通信模块连接。
进一步地，所述智能仪表之间通过RS485通信模块级联连接后，与所述物联网通信模块通过RS485通信连接。
进一步地，智能仪表还包括第二载波芯片和载波电路，所述第二载波芯片的输入输出端通过载波电路与配电终端通信连接。
进一步地，温度传感器为柱头温度传感器。
本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型提供了一种低压智能配电柜，通过在抽屉柜位置安装温度传感器，可以实时监控采集插头处温度，可以实时监控抽屉柜插头处的工况；而且，配电柜内设置物联网通信单元，抽屉柜内设置智能断路器和具有电能计量功能和HPLC载波通信的智能仪表，可实现两种通讯方案：当配电室无干扰，即HPLC载波通信信号好时，具有载波通信功能的智能仪表可以直接至智能配电终端；当配电室干扰大，HPLC信号不稳定时，智能仪表通过485线将信号上传至物联网通讯单元，物联网通讯单元可以通过载波、无线、以太网多种方式将数据上传至智能配电终端。最终，通过智能配电终端通过以太网/4G上传至平台。因此，本实用新型不仅可以实现低压配电柜的远程智能操控，而且，远程通信稳定，使用寿命长。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种低压智能配电柜外形结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提出的一种低压智能配电柜与智能终端的连接框图；
图3为本实用新型实施例中智能仪表的硬件原理结构框图；
图4为本实用新型实施例中网联网通讯单元的硬件结构框图；
图5为本实用新型实施例中HPLC通信的原理示意图；
图6为本实用新型实施例中通过物联网通讯单元通信时的原理示意图。
其中，1为进电柜，2为出线柜，3为电容补偿柜，4为抽屉柜，5为智能断路器，6为智能仪表，7为低压配电柜。
具体实施方式
为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种低压智能配电柜，包括进电柜1、出线柜2和电容补偿柜3，所述出线柜2内设置有物联网通信模块3和多个抽屉柜4，每个抽屉柜4内设置有温度传感器、智能断路器5和智能仪表6，所述温度传感器设置在抽屉柜的一次抽头位置。
如图2所示，本实施例中，所述温度传感器的输出端与所述智能仪表的输入端连接，所述智能断路器的控制端与所述智能仪表的输出端连接，所述智能仪表之间通过RS485通讯连接。
进一步地，如图3所示，所述智能仪表包括包括三相计量芯片、智能处理芯片、第二载波芯片、RS485通信模块和以太网模块，所述三相计量芯片的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接，所述智能处理芯片与所述第二载波芯片连接，所述第二载波芯片的输入输出端通过载波电路与配电终端通信连接；所述智能断路器的控制端与所述智能处理芯片的输出端连接，所述温度传感器的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接；所述智能处理芯片的输出端通过所述RS485通信模块与所述物联网通信模块连接。
现有技术中的多功能数显表大多数只具备电流、电压实时显示功能，少数具备功率因数、电能计量功能，通讯方式多采用RS485，采用链式连接上传至监控平台。本实施例中，将数显表进行改进成具有电能计量功能的智能仪表，上行通道保持原有的RS485，新增HPLC通讯功能，可直接通过电力线载波方式，将采集数据上传至智能配电终端。下行通道采用RS485通讯方式，可以采集电流、电压信号，柱头温度传感器信号。HPLC通信方式利用原有的电力线，相比于链式连接，通讯可靠性强。
具体地，本实施例中，智能断路器采用ESM9LZC塑壳重合闸断路器，其集剩余电流保护、电动机构、电子式塑壳断路器于一体的断路器。断路器支持远程控制功能，断路器采用电子式脱扣器，通过三段保护曲线实现过载、短路短延时、瞬时保护，整定电流可根据线路负载情况进行调整。电子式脱扣器保护精度高，受环境温度和安装位置的影响小。断路器内部自带电动操作机构，具有自动重合功能。且适用于MNS抽屉柜的结构单元。
进一步地，如图4所示，本实施例中，所述物联网通信模块包括控制芯片、第一载波芯片和485接口电路，所述485接口电路与控制芯片连接，所述控制芯片与所述载波芯片连接，所述第一载波芯片用于通过载波通信连接配电终端，所述485接口电路用于连接所述智能仪表。
进一步地，本实施例中，所述物联网通信模块还包括RJ45接口电路、RF通信电路和红外接口电路，所述RJ45接口电路与载波芯片连接，RF通信电路和红外接口电路与控制芯片连接，通过设置RJ45接口电路、RF通信电路和红外接口电路，则本实施例中，物联网通信模块可以通过HPLC/无线/网线多种方式与智能配电终端通讯连接，确保通讯稳定和改造便利。
现有技术中，低压配电柜的数据采集采用的是多功能数显表链式连接，通过RS485通讯至网关设备，此种方式有2个弊端，一是采用有线通讯方式，浪费通讯线；二是干接点多，如某干接点出问题，整个回路中断。本实用新型通过在配电柜内设置物联网通讯单元，使整个配电柜的所有智能仪表通过RS485通讯方式链式连接至物联网通讯单元，物联网通讯单元通过HPLC/无线/网线多种方式上传至智能配电终端，可以确保低压配电柜的通讯稳定和改造便利。
进一步地，本实施例中，如图2所示，所述智能仪表之间通过RS485通讯方式链式连接至物联网通讯单元，物联网通讯单元通过HPLC/无线/网线多种方式上传至智能配电终端，确保通讯稳定和改造便利。此外，如图2所示，本实施例的一种低压配电柜入网时，多个低压配电柜7之间利用物联网通信模块，通过以太网、HPLC、或者无线通信方式与智能配电终端通信连接。
进一步地，本实施例中，温度传感器为柱头温度传感器。柱头温度传感器安装在智能低压配电柜的抽屉柜中的一次插头位置。智能低压配电柜的抽屉柜中的一次插头位置增加温度传感器，实时采集插头处温度，将温度信号上传至智能化仪表，可以实时监控原有的抽屉柜插头处由于长时间使用，会存在氧化，产生电阻点，引起的发热问题，实时提醒维修人员更换。
本实用新型的工作原理如下：本实用新型的低压配电柜采用两种通信方案，当配电室无干扰，HPLC载波通信信号好时，采用载波智能化仪表直接至智能配电终端，如图4所示；当配电室干扰大，HPLC信号不稳地时，智能化仪表通过485线将信号上传至物联网通讯单元，物联网通讯单元可以通过载波、无线、以太网多种方式将数据上传至智能配电终端。最终，通过智能配电终端通过以太网/4G上传至平台，如图5所示。
本实用新型提供了一种低压智能配电柜，通过在抽屉柜位置安装温度传感器，可以实时监控采集插头处温度，可以实时监控抽屉柜插头处的工况；而且，配电柜内设置物联网通信单元，抽屉柜内设置智能断路器和具有电能计量功能和HPLC载波通信的智能仪表，可实现两种通讯方案：当配电室无干扰，即HPLC载波通信信号好时，具有载波通信功能的智能仪表可以直接至智能配电终端；当配电室干扰大，HPLC信号不稳定时，智能仪表通过485线将信号上传至物联网通讯单元，物联网通讯单元可以通过载波、无线、以太网多种方式将数据上传至智能配电终端。最终，通过智能配电终端通过以太网/4G上传至平台。因此，本实用新型不仅可以实现低压配电柜的远程智能操控，而且，远程通信稳定，使用寿命长。
上面结合附图对本实用新型的实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种低压智能配电柜，包括进电柜、出线柜和电容补偿柜，其特征在于，所述出线柜内设置有物联网通信模块和多个抽屉柜，每个抽屉柜内设置有温度传感器、智能断路器和智能仪表，所述温度传感器设置在抽屉柜的一次抽头位置；
所述温度传感器的输出端与所述智能仪表的输入端连接，所述智能断路器的控制端与所述智能仪表的输出端连接；
所述物联网通信模块包括控制芯片、第一载波芯片和485接口电路，所述485接口电路与控制芯片连接，所述控制芯片与所述第一载波芯片连接，所述第一载波芯片用于通过载波通信连接配电终端，所述485接口电路用于连接所述智能仪表。
2.根据权利要求1所述的一种低压智能配电柜，其特征在于，所述物联网通信模块还包括RJ45接口电路、RF通信电路和红外接口电路，所述RJ45接口电路与载波芯片连接，RF通信电路和红外接口电路与控制芯片连接。
3.根据权利要求1所述的一种低压智能配电柜，其特征在于，所述智能仪表包括三相计量芯片、智能处理芯片、RS485通信模块和以太网模块，
所述三相计量芯片的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接，所述智能处理芯片与所述载波芯片连接；
所述智能断路器的控制端与所述智能处理芯片的输出端连接，所述温度传感器的输出端与所述智能处理芯片的输入端连接；所述智能处理芯片的输出端通过所述RS485通信模块与所述物联网通信模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种低压智能配电柜，其特征在于，所述智能仪表之间通过RS485通信模块级联连接后，与所述物联网通信模块通过RS485通信连接。
5.根据权利要求3所述的一种低压智能配电柜，其特征在于，智能仪表还包括第二载波芯片和载波电路，所述第二载波芯片的输入输出端通过载波电路与配电终端通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种低压智能配电柜，其特征在于，温度传感器为柱头温度传感器。
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