可实现剩余电流动作保护器监控的集中器远程通信模块的制作方法

本发明涉及电力设备领域，具体涉及一种实现剩余电流动作保护器监控的集中器远程通信模块。

背景技术：

随着电网的建设和发展，台区剩余电流动作保护器广泛使用。由于电网点多面广以及线路老化等原因，导致配变台区剩余电流动作保护器跳闸频繁，跳闸后需要运维人员到现场才能合闸。在跳闸后需要通知运维人员，运维人员才会到现场操作。从跳闸到运维人员进行合闸操作期间，耗时长，给用户带来诸多不便，引起用户投诉，同时很多剩余电流动作保护器人为退出运行，存在大量安全隐患，给基层电力公司的管理和优质服务带来极大的压力，所以急需一种行之有效的方式对剩余电流动作保护器实现监控，现有的管理台区设备的方式是增加硬件通信设备，导致成本增加，造成资源浪费，安装复杂等问题。

目前，各电力公司电表采集正在大规模建设，很多地方特别是国网已经基本完成，实现营销部门等相同职责的部门通过集中器设备对电表的采集。但是，国网、南网标准的集中抄表系统中的集中器只能连接用户用采主站，实现电表数据的远程采集。还不能实现运检等部门负责的台区温湿度监控、进出线开关、避雷器、电能质量调节等设备的数据采集和监控，各电力公司的初步方案是增加配变终端ttu来实现，但是成本高、施工难度大、维护成本大，同时营销和运维部门等需要各自维护一套系统和设备，工作量大，随着各电力公司营销和运检等部门贯通、合一的要求，迫切需要一种可靠的方案来解决。

另外，水、热、气其他表都是人工抄录，占用大量的人力资源，也需要一种可以集中器抄录的设备。

另外，远程通信模块与当前的通信网络相匹配，譬如，现有的集中器内部集成2g通信模块。随着时代的变迁，技术的发展，通信网络不断在更新换代，譬如，现有的4g作为3g的升级版，其理论上传输数据可达到100mbps，4g具有替换2g、3g的必要，2g、3g将有退网的趋势。为了适应这种技术不断更新的形式，国家电网和南方电网集中器也正在通过更换集中器的方式将2g集中器升级为4g，现有的集中器若要对其通信网络做升级，需要将整个集中器换成支撑相应通信网络的集中器，采用该种方式，其成本高且浪费资源。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题提供一种可实现剩余电流动作保护器监控的集中器远程通信模块。

本发明通过下述技术方案实现：

一种可实现剩余电流动作保护器的集中器远程通信模块，包括控制器，所述控制器上连接有无线通信模块和电源模块，所述控制器的串口连接有一用于与集中器远程通信模块接口相连的第一rs485接口或/和一用于与集中器级联口相连的第一rs485接口，所述控制器通过串口还连接有第二rs485接口，所述无线通信模块具有一ip地址和端口号用于连接用户用采主站且具有另一ip地址和端口号用于连接运维主站。

本方案的远程通信模块采用插针式或外部接口，分别利用现有集中器的通信模块接口和级联口实现连接，在不更换集中器的情况下实现通信模块的替换，从而实现通信网络的升级。集中器远程通信模块包括控制器、无线通信模块、电源模块和两个rs485接口，其为实现通信网络的升级提供硬件支持。无线通信模块作为集中器远程通信模块的上行链路，rs485接口作为集中器远程通信模块的下行链路，为数据传输提供硬件基础。另外，本方案插针式远程通信模块的无线通信模块具有两个ip地址和端口号，其中，一ip地址和端口号用于连接用户用采主站且具有另一ip地址和端口号用于连接运维主站，不仅可实现数据远程采集，且可实现远程参数设置以及对集中器远程通信模块远程升级功能。本远程通信模块的第二rs485接口不仅可用于与剩余电流动作保护器连接，采集剩余电流动作保护器数据，监控剩余电流动作保护器的运行状态，还可实现与台区温湿度监控、进出线开关、避雷器、电能质量调节、水表、热表、气表等设备连接，采集其他设备数据，实现远程监控；当剩余电流动作保护器跳闸或人为退出运行后，及时通知运维主站，缩短跳闸-合闸时间，增强用户体验；实现其他电力设备数据采集，不需增加其他通信设备，减小成本、施工难度、和维护成本，减小工作量。本方案在远程通信模块的基础上实现与运维主站连接，不需要重新安装其他设备，减小成本。本装置不增加通信硬件，共享现有集中器，共享apnsim卡，具有极高的性价比，减少通道建设和施工成本，减少基层单位运维成本，充分利用已有设备集中器实现国网和南网不同部门的功能需求和业务扩展。

作为优选，为了保护该远程通信模块，所述第二rs485接口与控制器之间连接有隔离电路。

进一步的，所述隔离电路为光耦隔离电路。在保护器与远程通信模块的控制器之间连接隔离电路，避免剩余电流动作保护器一侧的电压电流对远程通信模块的破坏。

作为优选，所述控制器上连接有状态指示灯。

作为优选，所述控制器上连接有调试接口。在控制器上连接调试接口，为调试提供硬件支持。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明的无线通信模块具有两个ip地址，其中，一ip地址和端口用于连接用户用采主站且具有另一ip地址和端口用于连接运维主站，共享apnsim卡，具有极高的性价比，减少通道建设和施工成本，不仅可实现数据远程采集，且本远程通信模块的第二rs485接口与剩余电流动作保护器连接，采集剩余电流动作保护器数据，当保护器跳闸或人为退出运行后，及时通知运维主站，缩短跳闸-合闸时间，增强用户体验，采用该结构不需要重新安装其他设备，减小成本。

2、本发明将远程通信模块采用插针式，安装简单，兼容所有国网和南网标准的集中器，利用现有集中器的远程通信模块接口或级联口实现连接，在不更换集中器的情况下实现通信模块的替换，从而实现通信网络的升级，节约成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图。

图2是本发明的控制器的电路原理图。

图3是本发明的电源模块的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

如图1所示的一种可实现剩余电流动作保护器监控的集中器远程通信模块，包括控制器，所述控制器上连接有无线通信模块和电源模块，所述控制器的串口连接有一用于与集中器远程通信模块接口相连的第一rs485接口或/和一用于与集中器级联口相连的第一rs485接口，所述控制器通过串口还连接有第二rs485接口，所述无线通信模块具有一ip地址和端口号用于连接用户用采主站且具有另一ip地址和端口号用于连接运维主站。

本实施例中控制器采用微处理器，在微处理器上连接无线通信模块、电源模块和两个rs485接口。第一rs485接口实现与集中器的连接及信息交互，其可采用两种结构形式，其一，外用与集中器远程通信模块接口相连的rs485接口，此结构采用插针结构；另一种采用与集中器级联口相连的rs485接口，两种接口也可同时存在，也可单一存在。随着技术的更新，无线通信模块选用相应的模块，通过更换集中器远程通信模块即可实现对集中器通信网络的升级。无线通信模块可为2g、3g、4g模块或5g模块。以国家电网和南方电网集中器将2g集中器升级为4g为例，只需选用4g模块的集中器远程通信模块，通过rs485接口与集中器的远程通信模块接口或级联口相连，便可实现2g集中器升级为4g。从整体上来说，没有换掉整个集中器，节约了成本。

以现有4g通信网络为例，国家电网和南方电网采用4g模块的远程通信模块，4g模块具有两个ip地址和两个端口号，其构成本远程通信模块的上行通路，第一rs485接口、第二rs485接口构成本远程通信模块的下行通路，第一rs485接口与集中器相连，传输集中器数据；第二rs485接口与剩余电流动作保护器、台区温湿度监控、进出线开关、避雷器、电能质量调节、水表、热表、气表等设备相连，实现对剩余电流动作保护器、台区温湿度监控、进出线开关、避雷器、电能质量调节、水表、热表、气表等设备数据采集；通过一ip地址和端口号连接用户用采主站、另一ip地址和端口号连接运维主站。本装置还可为集中器远程升级提供硬件基础。运维主站可实现对集中器的运程升级，避免需要操作人员对集中器安装台区直接本地设置和升级，省时省力，大大减少现场维护的工作的量，从而提高工作效率，减少运营维护成本。本装置可大大减小成本，直接替换集中器的远程通信模块即可。

在第二rs485接口与控制器之间连接隔离电路。隔离电路为光耦隔离电路。

如图1所示，在控制器上设置调试接口。调试接口的形式采用lora无线结构、有线方式、无线方式均可。还可在控制器上连接有状态指示灯，对整个集中器远程通信模块的工作状态进行显示。控制器可采用stm32，其与rs485接口、调试接口、无线通信模块和电源模块的连接均可采用常规连接方式。

如图2所示我本方案的一具体实施方式，u6采用3stm32，及图1中所示的外围电路构成本方案的控制器；vc3.3v构成本方案的电源模块，连接图3的vc3.3v接口，其电源5.5v来自集中器；u6的pc10、pc11接口连接lora模块，作为本方案的调试接口；r1、g1、b1、r2、g2、b2分别连接不同的颜色的指示灯，构成本方案的状态指示灯；u6的pa1、pa2、pa3接口连接4g模块，构成本方案的无线通信模块；u6的pb10、pb11接口连接一rs485接口，与集中器级联口相连；u6的pd2、pc12接口连接一插针结构的rs485接口，与集中器远程通信模块接口相连。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。