CN219535710U - 一种用于负荷监测的物联网断路器及负荷监测系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于负荷监测的物联网断路器，还涉及一种负荷监测系统，其中，用于负荷监测的物联网断路器包括中控处理芯片、信号调理电路、模拟数字转换器、断路器开关、计量模块、电源转换模块、遥信控制模块、RS485通信模块和网络通信模块。一种负荷监测系统，包括线路采集器、监控终端和若干个物联网断路器，所述线路采集器通过RS485通讯线分别与若干物联网断路器的RS485通信模块连接，所述监控终端与若干物联网断路器通过无线网络互联。具有负荷监测功能，并提供过载保护、短路保护、漏电保护，实现对电动车充电的监测和控制，保护电网稳定运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压配电自动化技术领域，具体为一种用于负荷监测的物联网断路器，还涉及一种负荷监测系统。
背景技术
随着我国经济社会和科技的快速发展，智能电网已经成为电力系统未来的发展方向，对电力系统负荷进行高效监测是实现电网智能化的重要组成部分。同时实时的负荷监测也能提高线路的安全性，减少用电事故的发生。以电动自行车为例，电动车凭借其方便、简捷、费用低等优点，受到广泛青睐，已经走进千家万户，成为许多市民的交通工具，电动车的拥有量也在呈逐年增长的趋势。与此同时因电动车充电引发的用电事故却在逐年增加，给电动车安全充电敲响了警钟。
因电动车的使用情况决定了电动车要经常充电，并且存在白天使用，晚上充电的情况，一般电动车充电6-8小时就能充满，如果过充，会导致充电器或电池过热，加之有些用户会入户充电，一旦发生火灾，会造成楼上居住人员逃生困难，甚至造成人员伤亡。同时在一些老旧小区存在私拉电线，线路老化等问题，极易引发用电事故。
实用新型内容
为解决上述的问题，本实用新型提供了一种用于负荷监测的物联网断路器及负荷监测系统，具有负荷监测功能、过载保护、短路保护、漏电保护，数据监测，实现对电动车充电的监测和控制，保护电网稳定运行，减少充电事故的设备。
本实用新型技术方案如下：
一种用于负荷监测的物联网断路器，包括中控处理芯片、信号调理电路、模拟数字转换器、断路器开关、计量模块、电源转换模块、遥信控制模块、RS485通信模块和网络通信模块，所述RS485通信模块输出端与信号调理电路输入端电连接，所述信号调理电路输出端与模拟数字转换器输入端电连接，所述模拟数字转换器输出端与计量模块输入端电连接，所述中控处理芯片通过串口通信方式分别与计量模块、网络通信模块、断路器开关连接，所述遥信控制模块与断路器开关电连接，所述电源转换模块为整个物联网断路器提供驱动电能。
所述信号调理电路由隔离电路、放大电路和滤波电路依次连接构成，电压信号和电流信号经隔离电路隔离后，经放大电路和滤波电路处理后传输到模拟数字转换器。
优选的，所述中控处理芯片采用STM32L芯片。
优选的，所述模拟数字转换器采用AD7367BRUZ模数转换器。
优选的，所述计量模块采用IM1281B电能计量模块。
本实用新型还提供了一种负荷监测系统，包括线路采集器、监控终端和若干所述物联网断路器，所述线路采集器通过RS485通讯线分别与若干物联网断路器的RS485通信模块连接，所述监控终端与若干所述物联网断路器通过无线网络互联。
若干所述物联网断路器的RS485通信模块采用二线制，包括RS485_A与RS485_B接线端口。
进一步的，若干所述物联网断路器的485_A并联后连接到线路采集器的485_A，物联网断路器的485_B并联后连接到线路采集器的485_B。
进一步的，所述监控终端还通过三遥通讯方式与若干物联网断路器的遥信控制模块信号连接，实现远程控制所述断路器开关的分合闸。
进一步的，所述线路采集器包括电压采集模块和电流采集模块。
有益效果：
本实用新型提供一种用于负荷监测的物联网断路器及负荷监测系统，通过线路采集器对电力系统中负载的负荷特征进行实时采集，通过物联网断路器利用不同负载在开关变化时所引起的功率变化等信息，在各种复杂负载环境中准确的识别到线路中存在的电动自行车充电器，并对其充电功率进行监测，保障用电安全，并且，物联网断路器具有电动重合闸、过压保护、欠压保护、缺相保护、过载保护、短路保护、漏电保护等功能。
同时，物联网断路器能够与监控终端进行网络互联，通过将物联网断路器的处理数据及当前工作状态传至监控终端，给监控终端管理人员提供及时、准确的用电数据，保证在线监测系统设备的运行状况；监控终端可以根据监测数据对断路器远程控制完成统一分合闸，对电力系统负载线路进行有效保护。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为物联网断路器与线路采集器RS485通讯配置图。
具体实施方式
下面将结合附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。
实施例
参见图1所示为本申请提供的一种负荷监测系统，包括线路采集器、监控终端和若干个物联网断路器，所述线路采集器通过RS485通讯线分别与若干物联网断路器的RS485通信模块连接，所述监控终端与若干物联网断路器通过以太网网络互联，能够通过监控终端实现对各物联网断路器的工作状态及数据进行监测。
进一步的，该系统将线路采集器接入电力系统供给入口处的线路中，该线路采集器包括电压采集模块和电流采集模块，能够对相关负载的负荷特征进行实时采集，并将采集的电压值与电流值传输至物联网断路器。
物联网断路器包括中控处理芯片、信号调理电路、模拟数字转换器、断路器开关、计量模块、电源转换模块、遥信控制模块、RS485通信模块和网络通信模块，所述RS485通信模块输出端与信号调理电路输入端电连接，所述信号调理电路输出端与模拟数字转换器输入端电连接，所述模拟数字转换器输出端与计量模块输入端电连接，所述中控处理芯片通过串口通信方式分别与计量模块、网络通信模块、断路器开关连接，所述遥信控制模块与断路器开关电连接，所述电源转换模块为整个物联网断路器提供驱动电能。
其中，物联网断路器的RS485通信模块采用二线制，包括RS485_A与RS485_B接线端口。参见图2所示，若干物联网断路器的485_A并联后连接到线路采集器的485_A，若干物联网断路器的485_B并联后连接到线路采集器的485_B，用于接收线路采集器采集的负荷特征信号，所述物联网断路器能够利用不同负载在开关变化时所引起的功率变化等信息进行识别处理，实现有效的断电控制。
进一步的，所述信号调理电路由隔离电路、放大电路和滤波电路依次连接构成，其输入端通过RS485通信模块连接线路采集器，接收线路采集器采集的负荷特征信号，通过隔离电路对电压、电流等信号进行单独隔离，保证信号的单向传输，再经放大电路和滤波电路对信号进行处理放大滤除噪音后，将信号传输到模拟数字转换器。
进一步的，所述模拟数字转换器对接收的信号进行数字化转换，并将电压、电流相应的数字信号传输至计量模块，计量模块根据电压和电流值对负载的功率参数进行计算处理，并将计算结果发送给中控处理芯片，中控处理芯片根据计量模块的计算结果，利用不同负载在开关变化时所引起的功率变化等信息进行识别处理，当检测到电力系统线路中存在电动自行车充电器时，对其充电功率进行实时监测，并通过网络给监控终端提供及时、准确的用电数据。
在具体实施方式，所述中控处理芯片采用STM32L芯片。
进一步的，所述模拟数字转换器采用AD7367BRUZ模数转换器。
更进一步的，所述计量模块采用IM1281B电能计量模块。
为保证负荷监测系统稳定高效的检测运行，物联网断路器的中控处理芯片根据额定参数预设报警电流和过载保护电流，通过对负载采集的电流值进行处理比较，控制断路器开关对负载线路进行跳闸保护。
同时，监控终端还通过三遥通讯方式与若干物联网断路器的遥信控制模块信号连接，从而对断路器开关的远程控制，实现跳闸保护和电动合闸功能。
当物联网断路器在运行过程中，中控处理芯片将根据计量模块采集、计算所得的电气参数进行分析判断，开始检测后采集数据经判断不存在任何异常时，物联网断路器正常运行，并实时将采集数据上传至监控终端；
当物联网断路器检测到电流超过预报警电流设定值时，为保证监控终端管理人员能够快速接收到报警信号，负荷监测系统还可以设置有LED报警装置，LED报警装置通过信号连接线与监控终端连接，物联网断路器将报警信号传输至监控终端进行预警，并控制LED报警装置指示灯闪烁提示管理人员对系统进行进一步有效处理。
当物联网断路器检测到电流超过过载电流的设定值时，中控处理芯片控制断路器开关按照过载延时的保护时间进行保护跳闸，并上报至监控终端，监控终端通过物联网断路器上传的采集数据进行进一步异常分析，当物联网断路器满足重新上电条件后，可通过向物联网断路器内部遥信控制模块发送合闸信号，控制断路器开关电动合闸上电，重新运行工作。
物联网断路器将处理数据及当前工作状态通过网络传输至监控终端，给监控终端管理人员提供及时、准确的用电数据，保证在线监测系统设备的运行状况；监控终端可以根据监测数据对断路器远程控制完成统一分合闸，对电力系统负载线路进行有效保护。
Claims (10)
1.一种用于负荷监测的物联网断路器，其特征在于，包括中控处理芯片、信号调理电路、模拟数字转换器、断路器开关、计量模块、电源转换模块、遥信控制模块、RS485通信模块和网络通信模块，所述RS485通信模块输出端与信号调理电路输入端电连接，所述信号调理电路输出端与模拟数字转换器输入端电连接，所述模拟数字转换器输出端与计量模块输入端电连接，所述中控处理芯片通过串口通信方式分别与计量模块、网络通信模块、断路器开关连接，所述遥信控制模块与断路器开关电连接，所述电源转换模块为整个物联网断路器提供驱动电能。
2.根据权利要求1所述的物联网断路器，其特征在于，所述信号调理电路由隔离电路、放大电路和滤波电路依次连接构成，电压信号和电流信号经隔离电路隔离后，经放大电路和滤波电路处理后传输到模拟数字转换器。
3.根据权利要求1所述的物联网断路器，其特征在于，所述中控处理芯片采用STM32L芯片。
4.根据权利要求1所述的物联网断路器，其特征在于，所述模拟数字转换器采用AD7367BRUZ模数转换器。
5.根据权利要求1所述的物联网断路器，其特征在于，所述计量模块采用IM1281B电能计量模块。
6.一种负荷监测系统，其特征在于，包括线路采集器、监控终端和若干个权利要求1-5中任一项所述的物联网断路器，所述线路采集器通过RS485通讯线分别与若干物联网断路器的RS485通信模块连接，所述监控终端与若干所述物联网断路器通过无线网络互联。
7.根据权利要求6所述的一种负荷监测系统，其特征在于，若干所述物联网断路器的RS485通信模块采用二线制，包括RS485_A与RS485_B接线端口。
8.根据权利要求6所述的一种负荷监测系统，其特征在于，若干所述物联网断路器的485_A并联后连接到线路采集器的485_A，物联网断路器的485_B并联后连接到线路采集器的485_B。
9.根据权利要求6所述的一种负荷监测系统，所述监控终端还通过三遥通讯方式与若干物联网断路器的遥信控制模块信号连接，实现远程控制所述断路器开关的分合闸。
10.根据权利要求6所述的一种负荷监测系统，其特征在于，所述线路采集器包括电压采集模块和电流采集模块。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202320273451.7U CN219535710U (zh) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 一种用于负荷监测的物联网断路器及负荷监测系统 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN219535710U true CN219535710U (zh) | 2023-08-15 |
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ID=87632930
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| CN202320273451.7U Active CN219535710U (zh) | 2023-02-21 | 2023-02-21 | 一种用于负荷监测的物联网断路器及负荷监测系统 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN219535710U (zh) |
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2023
- 2023-02-21 CN CN202320273451.7U patent/CN219535710U/zh active Active
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