一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统的制作方法

本实用新型属于配电自动化领域，特别是一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统。

背景技术：

社会主义新农村建设的不断变化，使得农村居民的生活水平不断提高，对于电力的需求也不断增加，配电变压器和低压侧输电线路及其供给的用户群组成了配电台区。传统的低压配电箱存在诸多问题，特别是配电台区中的一些低压设备依旧靠维护人员到现场查看故障情况，导致故障处理不及时，故障排除后靠手动恢复供电；而且现有低压台区综合配电箱安装位置分散性大，往往安装于田间地头，道路两侧、居民村落处，寻找其位置时具有一定难度，在检修过程中耗费时间长，且箱体一般安装在电缆杆上，距离地面至少3米以上，维修人员要查看设备或修复故障需攀爬到电线杆上，因此极不方便，并且存在一定的安全隐患。

低压农网综合配电箱是近年来国家电网公司为改善农村电网质量，保证农村电网供电的可靠性和稳定性而提出的一款新型配电设备。对于一个配变低压台区整体而言，需要得到一个台区所有设备实时运行数据和信息，对其进行智能化监控与分析，从而改善低压配电网用电质量，减少停电时间。在通信技术和计算机技术日飞猛进的今天，对配变低压台区智能在线监控和管理必将成为低压配电网的发展趋势。国外有科技公司有对配变低压台区进行过智能化研究，但采用的是电力载波通信或单一设备、单一系统的模式。迄今为止，国外还未见有一个系统对配变低压台区所有的电气设备进行同时监控，并对台区所有电质量数据进行分析。

我国对于配电低压台区的智能化研究起步比较晚，发展相对缓慢。国内对配电低压台区的研究与国外相似，到目前为止，同样也没有一个系统对配电低压台区所有电器设备进行同时监控。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统，以解决传统的低压综合配电箱在实际使用过程中存在的缺陷。

为达到以上目的，提供以下技术方案：

一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统，包括控制单元、通信单元、环境监测单元、GPS定位单元、低压监控单元、无功补偿监控单元和电能计量单元，所述环境监测单元、GPS定位单元、低压监控系统、无功补偿监控单元及电能计量装置并联，并通过485通信接口共同与控制单元连接，所述控制单元与通信单元连接，所述通信单元采用DTU无线数据模块，利用GPRS网络及因特网与后台管理系统连接，所述后台管理系统同时利用GPRS网络及因特网与手机APP软件连接，从而实现手机APP软件与控制单元的连接；所述环境监控单元由温度传感器、湿度传感器、震动传感器和烟感传感器并联组成。

优选地，所述控制单元为安装于配电箱内的PLC模块，其实时采集下级子单元的数据，并与通信单元实时通信，将数据发送给后台管理系统，同时将后台管理系统返回的指令下达给下级子单元；PLC模块的输出还可直接控制电动操作机构、空气调节设备及声光报警设备。

优选地，环境监测单元采用模拟量采集模块采集下级各传感器数据，并将模拟信号转换为数字信号，进而利用485通信接口控制单元的PLC模块连接，将数字信号实时传递给上级控制单元。

优选地，所述控制单元预设报警预定值，当从下级采集的数据超过其报警预定值时，根据数据大小及变化趋势做出不同故障判定。

优选地，震动传感器安装于配电箱的箱门上。

优选地，所述低压监控单元由电量采集模块和开关量采集模块组成，并通过485通信接口与控制单元的PLC模块连接。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型具备自动监控功能，可实时收集低压综合配电箱的各项运行参数，并向上级控制单元实时反馈，可有效的避免因不能及时发现设备运行过程中出现的隐患、报警及故障，而造成更大范围的设备损坏或停电事故。

2.本实用新型各个监控单元的作用范围明确，并配有GPS导航系统，故障发生时，可根据明确的报警部位及时而迅速的处理故障，省去了检修人员查找故障设备具体位置的时间，减少了不必要的麻烦，有利于快速回复供电。

3.本实用新型的箱门上安装有指纹门禁锁，避免因为钥匙的丢失造成低压综合配电箱的检修不便及安全隐患，有利于低压综合配电箱的规范化管理。

4.可通过手机APP软件对本实用新型的运行情况进行远程实时监控，保证了低压综合配电箱的有效安全运行。

附图说明

图1为本实用新型的系统总体结构图；

图2为本实用新型的逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本设计方案进行详细说明。

如图1所示，一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统的系统总体结构图，低压综合配电箱内的通信单元通过GPRS网络与因特网连接，并通过因特网与数据解析管理云服务器建立连接，实现终端设备与数据解析管理云服务器之间的数据交互，数据解析管理云服务器实时接收各终端设备的数据，对设备进行身分识别，对数据进行解析、运算及处理。数据解析管理云服务器与数据库管理云服务器连接，实时进行数据交互，将数据存储至数据库，并读取数据库控制指令状态，数据解析管理云服务器将读取到的控制指令进行解析，并下发至对应设备。电脑端后台云服务器及手机端后台云服务器实时与数据库管理云服务器进行数据交互，通过因特网实时与电脑端及手机端通信，发送数据，并接收控制指令，从而实现电脑监控和手机监控功能。

图2为一种应用于低压综合配电箱的智能监控系统的逻辑框图，如图2所示，其结构包括控制单元、通信单元、环境监测单元、GPS定位单元、低压监控单元、无功补偿监控单元和电能计量单元，环境监测单元、GPS定位单元、低压监控系统、无功补偿监控单元及电能计量装置并联，并通过485通信接口共同与控制单元连接；控制单元与通信单元连接，通信单元采用DTU无线数据模块，利用GPRS网络及因特网与后台管理系统连接，后台管理系统同时利用GPRS网络及因特网与手机APP软件连接，从而实现手机APP软件与控制单元的连接；环境监控单元由温度传感器、湿度传感器、震动传感器和烟感传感器并联组成。

其中，数据解析管理云服务器构成控制单元，数据库管理云服务器构成数据显示存储单元，电脑端后台云服务器与手机端后台云服务器构成后台管理系统，环境监测单元、GPS定位单元、低压监控单元、无功补偿监控单元和电能计量单元为低压综合配电箱的终端设备。

其中，控制单元为安装于配电箱内的PLC模块，可实时采集下级子单元的数据，进行数据管理、整合，控制单元通过人工进行预先设定安全范围数值，根据预设的安全范围进行数据的处理、故障判定、逻辑控制及报警等，并与通信单元实时通信，将数据发送给后台管理系统，同时将后台管理系统返回的指令下达给下级子单元；PLC模块的输出还可通过控制线路直接控制电动操作机构、空气调节设备及声光报警设备。

环境监测单元采用模拟量采集模块采集下级各传感器数据，并将模拟信号转换为数字信号，进而利用485通信接口控制单元的PLC模块连接，将数字信号实时传递给上级控制单元。控制单元采集综合配电箱部实时环境温、湿度、烟气浓度及震动级别数值，当环境温、湿度、烟气浓度及震动级别数值高于或低于预设安全范围数值时，控制单元作出故障判断并作出进一步的相应的反应。

当环境温、湿度值高于预设安全范围时，控制单元发出指令启动空气调节设备，空气调节设备包含加热装置、通风装置及除湿装置。当控制单元采集当前环境温、湿度值低于设定回差值时，发出指令退出空气设节设备。

在综合配电箱内安装烟感传感器，控制器实时采集各室烟感传感器测量的烟气浓度及变化趋势，当烟气浓度达到下限且变化缓慢时，控制单元根据预设安全范围作出故障判断，并向后台管理系统发出火灾异常报警，提示运维人员进行现场排查。当烟气浓度达到中限且变化趋势加剧时，控制单元向后台管理系统发出火灾报警，提示运维人员是否操作停电；当烟气浓度达到上限时，控制单元直接向后台管理系统发出火灾紧急报警，控制单元直接发出停电指令，驱动设备退出运行，以免事故扩大。

综合配电箱各门处安装震动传感器，控制单元实时采集震动传感器的震动级别，并判断震动趋势，当震动级别达到预设安全范围的下限，震动趋势缓慢时，控制单元向后台管理系统发出震动异常告警，提示运维人员注意。当震动级别达到预设安全范围上限，震动趋势加剧时，控制单元向后台管理系统发出震动异常告警，控制器触发声光报警装置，起到震慑作用。并通过手机APP软件提示运维人员尽快前往处理。

其中，所述低压监控单元由电量采集模块和开关量采集模块组成，并通过485通信接口与控制单元的PLC模块连接，电量采集模块实时采集低压侧电压、电流、频率等参数，开关量采集模块实时采集主受断路器及各配电断路器的合分状态及报警状态，并转化成数字信息传输给控制单元，控制单元进行数据处理和故障判断后，发送给后台管理系统。

其中，低压主受开关及各配电断路器均采用电动操作开关，控制单元可输出控制节点，直接控制低压主受开关及各配电断路器合闸及分闸操作，实现远程遥控功能。操作人员只需要通过手机APP软件，就可完成对综合配电箱的远程操作。

无功补偿监控装置通过485通讯接口与控制单元相连，控制单元可实时采集综合配电箱的功率因数，电压及电流数据，补偿电容投切状态等参数，并转发至后台监控系统。

电能计量装置由多功能计量表组成，多功能计量表通过485接口与控制单元相连，控制单元实时采集多功能计量表各项参数，并将参数上传至后台系统。

综合配电箱内部还安装有GPS定位单元，采用GPS定位模块，通过485通讯接口与控制单元连接。控制单元实时采集综合配电箱位置信息，如若综合配电箱位置变化，控制单元向后台管理系统发位置异常报警，提示运维人员前去排查。当运维人员检修综合配电箱，可通过手机APP软件查询其位置信息，并通过手机APP软件链接导航软件，规划运维人员行驶路径，使运维人员第一时间赶到现场。