一种物联网智能箱式变电站的制作方法

1.本实用新型涉及配电设备，特别是一种物联网智能箱式变电站。


背景技术：

2.箱式变电站将高压开关柜、变压器、低压柜集成于一体，组成一个完整的10kv至400v电压等级的变配电单元。箱式变电站是一种户外电气设备，其运行时无人值守。常规箱式变电站在使用过程中存在如下问题：1.运行状况不能得到有效监控，如变压器温升过高、高压开关柜柜内湿度过高降低绝缘水平等导致设备故障；2.户外设备因外部因素破坏，如门被打开没有及时处理导致设备损坏；3.设备异常过电流不能及时向运维人员报警进行处理导致故障扩大。
3.针对现有产品技术不足，通过技术创新，在常规箱式变电站中增加智能监控功能，利用移动通讯网络对箱式变电站进行监控，可以极大提高箱式变电站运行稳定性。这种新技术有着非常大的市场需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种物联网智能箱式变电站，可以采集箱式变电站的模拟量和开关量信息进行上传，并接收远程的开关量信息，对变电站内设备进行控制，为变电站的监控提供了便利。
5.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种物联网智能箱式变电站，包括：箱式变电站外壳，所述箱式变电站外壳包括带有高压室门的高压室、带有变压器室门的变压器室，以及带有低压室门的低压室；
6.所述高压室内设置有高压开关柜，所述高压开关柜中设置有控制柜内高压线路通断的高压开关和采集柜中湿度信息的湿度传感器；所述低压室中设置有低压开关柜、箱变物联网智能监控盒和控制柜内低压线路通断的低压开关；所述变压器室内设置有变压器、变压器室温度传感器和变压器室风机，所述变压器处还设置有变压器温度传感器；所述变压器室设置于高压开关柜和低压开关柜之间，高压开关柜中的高压线路通过变压器实现与低压开关柜中低压线路的连接；
7.所述箱式变电站外壳的外表面上设置有天线，所述箱变物联网智能监控盒通过天线电缆与所述天线连接，使箱变物联网智能监控盒接入外部移动通讯网络，以实现对外通讯；
8.所述物联网智能箱式变电站还设置有门行程开关单元，所述门行程开关单元分别与高压室门、变压器室门、低压室门接触，用于检测高压室门、变压器室门、低压室门的开闭信息；所述高压开关、低压开关、变压器室风机、门行程开关单元、变压器室温度传感器、变压器温度传感器和湿度传感器均与箱变物联网智能监控盒连接；所述箱变物联网智能监控盒还与远方接收端连接。
9.优选地，所述门行程开关单元包括与高压室门接触的高压室门行程开关、与低压
室门接触的低压室门行程开关以及与变压器室门接触的变压器室门行程开关，所述高压室门行程开关、低压室门行程开关和变压器室门行程开关均与箱变物联网智能监控盒连接。所述远方接收端包括手机、监控主机和与云存储设备；所述手机、监控主机和云存储设备中均带有移动通讯模块，所述监控主机和云存储设备中还带有以太网通讯模块；所述箱变物联网智能监控盒通过移动通讯网络与监控主机、云存储设备和手机建立连接；所述手机通过移动通讯网络与监控主机、云存储设备之间建立连接；监控主机通过以太网与云存储设备建立连接。
10.所述箱变物联网智能监控盒包括物联网云盒、模拟量输入模块、开关量输入输出模块和电源模块；
11.所述电源模块分别与物联网云盒、模拟量输入模块和开关量输入输出模块连接，实现对变物联网智能监控盒的供电；
12.所述模拟量输入模块，包括第一rs485通讯单元和模拟量输入单元，所述模拟量输入单元的输入端通过外接端子接入的模拟量信息，模拟量输入单元的输出端与rs485通讯模块连接，所述第一rs485通讯单元通过rs485线与所述物联网云盒连接；
13.所述开关量输入输出模块，包括开关量输入单元、开关量输出单元和第二rs485通讯单元，所述开关量输入单元通过外接端子接入的开关量信息，其输入端与第二rs485通讯单元连接，开关量输出单元的输入端与第二rs485通讯单元连接，开关量输出单元的输出端用于对外输出的开关量信号；所述第二rs485单元通过rs485线与物联网云盒连接；
14.所述物联网云盒，对通过第一rs485单元接收模拟量输入单元的信号，通过第二rs485单元接收开关量输入单元的信号，进行保存后传输给远方接收端，并接收来自远方接收端的开关量信号，通过第二rs485单元传输给开关量输出单元。
15.优选地，所述模拟量输入单元接入的模拟量信息时，通过外接端子分别连接变压器室温度传感器、变压器温度传感器和湿度传感器的输出端。
16.优选地，所述开关量输入单元接入开关量信息时，分别与高压开关、低压开关、门行程开关单元连接。
17.优选地，所述开关量输出单元在对外输出开关量信号时，与变压器室风机连接。
18.优选地，所述物联网云盒包括中央处理器、内存、硬盘、rs485通讯接口和移动网络通讯模块，所述rs485通讯接口分别与第一rs485通讯单元和第二rs485通讯单元连接，所述中央处理器分别与内存、硬盘和rs485通讯接口连接，所述中央处理器与移动网络通讯模块连接，所述移动网络通讯模块通过天线电缆连接到箱式变电站外壳的外表面的天线，并通过天线进行信号收发，建立与远方接收端之间连接。
19.本实用新型的有益效果是：本实用新型可以采集箱式变电站的模拟量和开关量信息进行上传，并接收远程的开关量信息，对变电站内设备进行控制，为变电站的监控提供了便利。
附图说明
20.图1为本实用新型箱式变电站电力系统智能监控框图。
21.图2为本实用新型箱式变电站状态智能监控框图。
22.图3为本实用新型箱变物联网智能监控盒框图。
23.图4为本实用新型箱式变电站内部布置示意图。
24.图中，1
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箱式变电站外壳，2
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高压室门，3
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高压开关柜，4
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高压开关，5
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变压器室风机，6
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门行程开关单元，7
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变压器，8
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变压器室门，9
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变压器室温度传感器，10
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低压开关柜,11
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低压开关，12
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箱变物联网智能监控盒，13
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天线电缆，14
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发射天线，15
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低压室门，16
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变压器温度传感器，17
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湿度传感器。
具体实施方式
25.下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
26.如图1所示，本实用新型箱式变电站电力系统智能监控框图。虚线框内为箱式变电站一次系统图，箱式变电站电力系统是由高压开关、变压器、低压开关、等元件构成的电力传输系统。箱式变电站电力系统通过箱变物联网智能监控盒进行监控。
27.如图2所示，本实用新型箱变状态智能监控框图。箱变物联网智能监控盒收集箱式变电站运行状态参数和信号：1.箱变各隔室门的分合状态、2.高压柜湿度参数、2.变压器室温度参数。箱变物联网智能监控盒可以向箱式变电站发出如下控制信号：1.变压器室风机启停信号。
28.如图1、图2所示，箱变物联网智能监控盒配置发射天线，可以通过4g通讯网络将收集的箱式变电站数据向远方发送，其远方接收端有：1.手机、2.监控主机、3.云存储。手机、监控主机为远方监控设备。手机通过4g通讯网络与箱变物联网智能监控盒、监控主机、云存储进行数据传送。监控主机通过4g通讯网络与箱变物联网智能监控盒数据传送，通过以太网与云存储进行数据传送。
29.如图3所示，箱变物联网智能监控盒由物联网云盒、模拟量输入模块、开关量输入输出模块、电源模块组成。相关模块功能说明如下：
30.1.电源模块为电源转换器件，通过外接端子引入箱式变电站低压系统ac220v电源，电源模块可以将ac220v电源转换成dc24v电源分别供给物联网云盒、模拟量输入模块、开关量输入输出模块，确保其工作电压稳定。
31.2.模拟量输入模块为箱式变电站电力参数、状态参数输入器件，通过外接端子接入电力系统的电流、电压、温度、湿度等模拟量。模拟量输入模块包含rs485通讯接口，通过modbus rtu 标准通讯协议与物联网云盒进行数据传送。
32.3.开关量输入输出模块为箱式变电站开关信号输入和输出器件，通过外接端子接入箱式变电站的开关状态量、门状态量，输出箱式变电站的开关分合信号、风机启停信号等。开关量输入输出模块包含rs485通讯接口，通过modbus rtu 标准通讯协议与物联网云盒进行数据传送。
33.4.物联网云盒为电脑服务器单元，硬件包含：中央处理器、内存、硬盘、rs485通讯接口、移动网络通讯模块等，如图4所示，为本实用新型箱式变电站内部布置示意图。箱式变电站包括：箱式变电站外壳1、高压开关柜3、变压器7、低压开关柜10、箱变物联网智能监控盒12等主要部件。
34.箱变物联网智能监控盒12安装在低压开关柜10中，通过天线电缆13与发射天线14对外通讯，发射天线14安装于箱式变电站外壳1外部，便于与移动通讯网络进行信号连接。
湿度传感器17安装于高压开关柜3中，湿度传感器17通过电线连接到箱变物联网智能监控盒12。高压开关4的辅助开关、低压开关11的辅助开关、变压器室风机5、门行程开关6、变压器室温度传感器9、变压器温度传感器16等通过电线连接到箱变物联网智能监控盒12。物联网智能监控盒12可以将收到的湿度传感器17、变压器室温度传感器9、变压器温度传感器16参数向手机、监控主机端发送报警信号。当箱式变电站外壳1的高压室门2、变压器室门8、低压室门15因受外部入侵而被打开，则解除对门行程开关单元6的压触，门行程开关6向箱变物联网智能监控盒12发送相应信号，箱变物联网智能监控盒12通过移动通讯网络将门打开状态信号发送至手机端和监控主机端，提醒远方运维人员注意采取安全防范措施，避免无人值守的箱式变电站可能的损坏。
35.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。