一种断路器的远程监控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种断路器的远程监控系统，包括：远程监控设备、本地管理设备、以及若干现场设备，远程监控设备包括有远程控制计算机、远程服务器；管理设备包括本地主控计算机、本地备用主控计算机；现场设备包括微控制器、与所述微控制器连接的电流采样电路、电压采样电路、显示器、网络通讯模块、与断路器连接的执行机构，微控制器依次通过网络通讯模块、交换机与本地主控计算机和本地备用主控计算机通讯，微控制器依次通过网络通讯模块、交换机、路由器与远程控制计算机和远程服务器通讯。本实用新型将若干台本地设备通过交换机、路由器接入互联网，远程端设备可利用web技术对现场设备进行控制，可以实现超远程、超大范围的断路器监控。
【专利说明】一种断路器的远程监控系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种断路器的远程监控系统，属于断路器远程控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]断路器是配电网中的一种电气开关装置，控制并保护整个配电网的正常运行。现有的常规断路器控制器无法实现有效的远程监控。
[0003]经发明人检索发现，中国发明专利申请CN102195346A，公开了一种智能断路器，其对现有智能断路器进行网络端拓展，实现数据传输和远程监控。具体来说使用电参数检测处理单元对线路运行电参数进行检测，然后送入处理器CPU，然后通过通信处理单元与外部监控终端通信。智能断路器是近年流行的智能器件，利用智能断路器对于传统继电保护装置线路进行改造成本高昂；其直接通过远程端进行控制，而缺少本地(变电站或台区)控制及必要的控制冗余；其采用的通讯串口不适合远距离传输，也无法与目前流行的Web服务器技术相适应。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的上述缺陷，提供一种断路器的远程监控系统。
[0005]为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种断路器的远程监控系统，包括:远程监控设备、本地管理设备、以及若干现场设备，所述远程监控设备包括有远程控制计算机、远程服务器；所述管理设备包括本地主控计算机、本地备用主控计算机、交换机、路由器；其特征在于:所述现场设备包括ARM微控制器及与所述ARM微控制器连接的电流采样电路、电压采样电路、显示器、网络通讯模块和与断路器连接的执行机构，所述ARM微控制器依次通过网络通讯模块、交换机与本地主控计算机和本地备用主控计算机通讯，所述ARM微控制器依次通过网络通讯模块、交换机、路由器与远程控制计算机和远程服务器通讯；所述电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器、第一放大电路、第一加法电路、第一滤波电路、第一米样保持电路；所述电流米样电路包括依次串联连接的电流互感器、电阻、第二放大电路、第二加法电路、第二滤波电路、第二采样保持电路。
[0007]本实用新型还具有如下进一步的改进:
[0008]1、所述断路器为IOkV真空断路器。
[0009]2、所述ARM微控制器的型号为STM32F103ZET6。
[0010]3、所述网络通讯模块是ENC28J60以太网控制芯片。
[0011]4、所述显示器为液晶显示器。
[0012]本实用新型的工作原理如下:
[0013]现场设备负责电网电流、电压信息的采集，然后交给ARM微处理器进行处理、控制。本地管理设备，采用以太网进行连接，完成现场设备与远程设备的数据通信，控制信息传达。远程监控层，接收来自管理层的数据，通过网络连接对现场断路器实现远程控制。
[0014]本实用新型的有益效果是:可以实现网络化的远程监控，采样通过网络连接使得对各层的控制更加开放，系统之间的各个模块以及系统与系统之间的合作性更强，体现了远程控制与管理的动态交互。远程端设备可以利用web服务器技术对现场设备进行控制，并进行数据传输，传输距离不受限制，从而可以实现超远程、超大范围的断路器监控。
[0015]与现有技术相比，本实用新型提供的断路器远程监控系统，实现了断路器远程控制，并可对采集的数据进行保存和分析，具有很强的实用性。
[0016]此外，本实用新型将若干台本地设备通过交换机与本地主控计算机、本地备用主控计算机通讯，再经路由器与远程控制计算机和远程服务器通讯，本地控制具有一定冗余性，一旦本地主控计算机出现故障，本地备用主控计算机能够启用参与控制和数据的传输。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本实施例提供的一种断路器远程监控系统的拓扑图。
[0018]图2是本实施例提供的断路器远程监控系统中的现场设备的电路框图。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0020]如图1所示:本实施例提供的一种断路器的远程监控系统，包括远程监控设备、本地管理设备、以及若干现场设备，远程监控设备包括有远程控制计算机、远程服务器；管理设备包括本地主控计算机、本地备用主控计算机、交换机、路由器。
[0021]如图2所示:所述的现场设备包括ARM微控制器8 (本例中选用信号为STM32F103ZET6的芯片)、与ARM微控制器8连接的电流采样电路、电压采样电路、液晶显示器7、网络通讯模块9 (本例选用ENC28J60以太网控制芯片)、与断路器17连接的执行机构16，ARM微控制器8依次通过网络通讯模块9、交换机与本地主控计算机和本地备用主控计算机通讯，ARM微控制器8依次通过网络通讯模块9、交换机、路由器与远程控制计算机和远程服务器通讯，电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器2、第一放大电路3、第一加法电路4、第一滤波电路5、第一采样保持电路6;电流采样电路包括依次串联连接的电流互感器10、电阻11、第二放大电路12、第二加法电路13、第二滤波电路14、第二采样保持电路15。
[0022]本实施例中所涉第一放大电路3、第一加法电路4、第一滤波电路5、第一采样保持电路6、第二放大电路12、第二加法电路13、第二滤波电路14、第二采样保持电路15都为现有成熟电路，本领域技术人员可以根据要求进行设计，也可从市面上购买；ARM微控制器8、显示器7、网络通讯模块9、断路器的执行机构16也都可以购买到。其中，ARM微控制器在出厂时已烧制有软件，并开放接口，对ARM微控制器的参数进行简单调节即可实现本装置所需功能。对参数的调节属于本领域技术人员能够掌握的基本技能，芯片厂商也提供相应的技术支持。本实用新型保护整个电路的组成及连接关系，不涉及ARM微控制器内的软件。
[0023]当线上电压为220V时，低压电线I上的电压经过电压互感器2输出信号为(_367mV?+367mV)的正弦波，通过第一放大电路3输出电压为(-1.1V?+1.1V)的正弦波。然后通过第一加法电路4输出0.4V?0.6V的电压信号。为了消除谐波的影响，电压信号还需要通过第一滤波电路5进行滤波。为使采集模拟输入电压在某一时刻的瞬时值，并在ARM微控制器进行模数转换器转换期间保持输出电压不变，还需要在第一滤波电路后侧接第一采样保持电路6。最后电压信号输入到STM32F103ZET6控制芯片里进行A/D转换、计算。对于电流信号的采样，类似于电压信号，只是通过电流互感器输出的是电流信号，因此在电流互感器后端设置电阻11。然后通过控制芯片进行通信、输出、输入控制。与ARM微控制器连接的执行机构与断路器通过控制电缆和航空插件进行电气连接，实现保护及自动监控功能。本实用新型还配有网络通讯模块9 (以太网控制芯片ENC28J60)，通过网络将数据传输至本地管理层和远程监控层。当电网发生故障时通过ARM微控制器控制执行机构实现断路器的闭合闸。
[0024]本实施例现场设备层可配合IOkV真空断路器，用于IOkV线路、电器设备等保护、控制。控制器集保护、控制单元于一体。
[0025]最后有必要在此说明的是:上述内容只用于对本实用新型的技术方案作进一步详细说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种断路器的远程监控系统，包括:远程监控设备、本地管理设备、以及若干现场设备，所述远程监控设备包括有远程控制计算机、远程服务器；所述管理设备包括本地主控计算机、本地备用主控计算机、交换机、路由器；其特征在于:所述现场设备包括ARM微控制器、与所述ARM微控制器连接的电流采样电路、电压采样电路、显示器、网络通讯模块、与断路器连接的执行机构，所述ARM微控制器依次通过网络通讯模块、交换机与本地主控计算机和本地备用主控计算机通讯，所述ARM微控制器依次通过网络通讯模块、交换机、路由器与远程控制计算机和远程服务器通讯，所述电压采样电路包括依次串联连接的电压互感器、第一放大电路、第一加法电路、第一滤波电路、第一米样保持电路；所述电流米样电路包括依次串联连接的电流互感器、电阻、第二放大电路、第二加法电路、第二滤波电路、第二采样保持电路。
2.根据权利要求1所述的断路器的远程监控系统，其特征在于:所述断路器为IOkV真空断路器。
3.根据权利要求1所述的断路器的远程监控系统，其特征在于:所述ARM微控制器的型号为 STM32F103ZET6。
4.根据权利要求1所述的断路器的远程监控系统，其特征在于:所述网络通讯模块是ENC28J60以太网控制芯片。
5.根据权利要求1所述的断路器的远程监控系统，其特征在于:所述显示器为液晶显示器。
【文档编号】G05B19/418GK203630593SQ201320817240
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月12日 优先权日:2013年12月12日
【发明者】王承宇, 潘宇婷, 赵一帆, 郑为进, 周金祖, 宋萌, 侯婷, 陈宇晨 申请人:上海工程技术大学