一种高压电网监控强化系统的制作方法

本实用新型涉及高压电网技术领域，具体地说，是一种适于高压电网的监控强化系统。

背景技术：

随着我国在经济发展上的高歌猛进，造成了许多资源匮乏和环境污染问题，用电需求日益增大，在这种压力和形势下，我国高压电网的制度化改革和智能化的推进变得迫在眉睫。智能电网系统以其在提高能源利用效率、设备利用效率以及投资收益等方面的巨大优势而受到各国越来越多的关注。最早提出智能化电网的是欧美等国家，由于发展时间较短，智能电网的发展仍处在初级水平，而我国在电网智能化、节电化方面的发展起步较晚，发展速度较为缓慢，导致我国智能化电网的发展水平落后于发达国家水平。由于高质量的高压电网不仅能够有效的节约资源、保护环境、符合我国可持续发展的战略目标，而且对电网的一体化和智能化发展有着重要的推动作用，因而需要致力于实现建立高效率化、经济化、安全性高、兼容性强以及环境友好相处的电网系统。

由于能源产地和用电地区之间会有一定的距离，当输送一定的电能时，输电线路的电压越高，线路中的电流和相应地线路损耗就越小，为了经济地实现远距离输送电力，需通过变压器对电压进行升高和降低。其中，变压器的主要组成部分是铁芯、绕组、绝缘件、外壳和必要的组件等，由于容量、电压的不同，变压器中的铁芯和绕组的结构形式与材质也不尽相同。变压器的铁芯即是磁路，又是套装绕组的骨架，通过铁芯得以把一次电路的电能转为磁能，又通过自身的磁能转变为二次电路的电能，是能量转换的媒介。为了满足发展要求，有时要求变压器通过的电流较大，而这往往会使变压器绕组电感大幅度下降，从而使变压器无法正常工作，导致过早磁饱和现象的发生。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种高压电网监控强化系统，其通过通信模块和云终端得以实时监测居民用电和商业用电，有助于配电单元实时调节输出的电压值，从而大幅度节省电能。

本实用新型的另一目的在于提供一种高压电网监控强化系统，其通过对变压器铁芯结构的强化以提高磁饱和强度，同时防止其电感降低和漏磁的叠加效应，从而有助于防止外漏磁产生干扰。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种高压电网监控强化系统包括电源单元、采集单元、配电单元、电网调度单元、云终端、通信模块、居民用电单元以及商业用电单元，所述配电单元以用于升降输出电压，所述配电单元包括变压器，所述变压器设有铁芯，所述铁芯包含外芯柱、内芯柱、铁轭以及形成于所述铁轭上的贯通孔，所述铁轭一体连接所述外芯柱和所述内芯柱，所述内芯柱缠绕有绕组，所述贯通孔设置于所述内芯柱根部的正后方，所述采集单元电连接于所述电源单元和所述配电电源，所述采集单元以用于对所述电源单元的输入电流和输入电压进行采样，并将输入电压和输入电流之间的相位差反馈给所述配电单元，所述通信模块与所述居民用电单元和所述商业用电单元通信连接，所述云终端通信连接于所述通信模块和所述电网调度单元、配电单元，所述云终端以用于存储和共享所述通信模块传输的监测数据，所述电网调度单元和所述配电单元从所述云终端中调取数据分析以进行配电调度或存储数据于所述云终端，所述电网调度单元通信连接于所述配电单元，以用于调度所述配电单元的输出电压。

根据本实用新型的一实施例，所述居民用电单元包括控制单元、家庭局域网以及智能电表，所述商业用电单元包括控制单元、本地局域网以及智能电表，所述家庭局域网和所述本地局域网通信连接于所述通信模块，所述家庭局域网或所述本地局域网电连接于所述智能电表和所述控制单元，所述智能电表得以通过所述家庭局域网或所述本地局域网向所述控制单元发出控制指令或从中获取监测数据，所述控制单元以用于将控制指令转换成模拟或数字输出量对室内的用电设备进行控制，同时，所述控制单元得以采集用电设备的监测数据并反馈于所述家庭局域网或所述本地局域网。

附图说明

图1是根据本实用新型的一种高压电网监控强化系统的示意图。

图2是根据本实用新型的保护装置的安装示意图。

图3A是根据本实用新型的保护装置的致动部的示意图(正常状态)。

图3B是根据本实用新型的保护装置的致动部的示意图(变形状态)。

图4是根据本实用新型的变压器铁芯的示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

如图1至图4所示的是一种高压电网监控强化系统，所述高压电网监控强化系统包括电源单元50、采集单元44、配电单元43、电网调度单元42、云终端41、通信模块31、居民用电单元10以及商业用电单元20，所述配电单元43以用于升降输出电压，所述配电单元43包括变压器60，所述变压器60设有铁芯61，所述铁芯61包含外芯柱611、内芯柱612、铁轭613以及形成于所述铁轭613上的贯通孔614，所述铁轭613一体连接所述外芯柱611和所述内芯柱612，所述内芯柱612缠绕有绕组，所述贯通孔614设置于所述内芯柱612根部的正后方，所述采集单元44电连接于所述电源单元50和所述配电电源，所述采集单元44以用于对所述电源单元50的输入电流和输入电压进行采样，并将输入电压和输入电流之间的相位差反馈给所述配电单元43，所述通信模块31与所述居民用电单元10和所述商业用电单元20通信连接，所述云终端41通信连接于所述通信模块31和所述电网调度单元42、配电单元43，所述云终端41以用于存储和共享所述通信模块31传输的监测数据，所述电网调度单元42和所述配电单元43从所述云终端41中调取数据分析以进行配电调度或存储数据于所述云终端41，所述电网调度单元42通信连接于所述配电单元43，以用于调度所述配电单元43的输出电压。从而，通过对变压器60铁芯61结构的强化以提高磁饱和强度，同时防止其电感降低和漏磁的叠加效应，从而有助于防止外漏磁产生干扰，强化电压输出。

其中，所述居民用电单元10包括控制单元11、家庭局域网21以及智能电表22，所述商业用电单元20包括控制单元11、本地局域网23以及智能电表22，所述家庭局域网21和所述本地局域网23通信连接于所述通信模块31，所述家庭局域网21或所述本地局域网23电连接于所述智能电表22和所述控制单元11，所述智能电表22得以通过所述家庭局域网21或所述本地局域网23向所述控制单元11发出控制指令或从中获取监测数据，所述控制单元11以用于将控制指令转换成模拟或数字输出量对室内的用电设备2进行控制，同时，所述控制单元11得以采集用电设备2的监测数据并反馈于所述家庭局域网21或所述本地局域网23。

其中，所述高压电网监控强化系统进一步包括表计数据管理模块32，所述表计数据管理模块32电连接于所述通信模块31，以用于对所述通信模块31的通信数据的确认、编辑与评估，从而防止通信网络的中断以及在用户端保证数据流的完整与准确。

所述变压器60铁芯61为E型铁芯61片叠所述贯通孔614设置于所述内芯柱612的正后方，得以防止E型铁芯61片的中间内芯柱612的外漏磁而对电压输出产生干扰，有效降低电感降低和漏磁现象，从而抑制谐波电流和减少浪涌电流。当所述贯通孔614设置于铁轭613上时，所述内芯柱612产生的磁通不是简单地绕孔流通，而是走励磁福安最小的路径，这样在所述贯通孔614的附近，磁通不是简单地绕孔流通，而是在比较长的途径后，才能恢复到孔以前的分布，如果没有贯通孔614，所述内芯柱612上产生的磁通有部分会直接从所述内芯柱612的根部向外漏，造成对输出电压的干扰。

所述配电单元43一方面可受到所述电网调度单元42的调度指令进行配电调节，另一方面也可自动平滑的调节电路的电压和电流幅度，提高整体电路系统的功率因素，在确保居民用电和商业用电正常工作的条件下，给用电设备2输出一个最佳使用功率，大幅度节省电能。

所述采集单元44得以明确输入电流和输入电压的数值范围，提高实时监测的效率，有助有所述配电单元43的调配。

所述高压电网监控强化系统进一步包括保护装置12，所述控制单元11电连接于所述家庭局域网21和所述保护装置12，各个所述保护装置12串联于各个用电设备2，得以为居室中的各个用电设备2提供保护电路。进一步地，在所述商业用电单元20中，所述控制单元11电连接于所述本地局域网23和所述保护装置12，各个所述保护装置12串联于各个商业或工业用电设备2，得以为商业或工业中的各个用电设备2提供保护电路。

各个所述保护装置12串联于各个所述用电设备2，电流从所述保护装置12向所述用电设备2传输，得以为各个用电设备2提供保护电路，当发生短路或其它电流温度突然升高的情况时，避免用电设备2损坏，保护用电设备2的使用安全。

其中，所述保护装置12设有致动部121、动触点122和静触点123，所述动触点122设置于所述致动部121的一侧，所述静触点123可分离地面向所述动触点122，所述致动部121可变形地带动所述动触点122接触或分离于所述静触点123，当电路正常时，所述动触点122接触所述静触点123，电流得以通过所述保护装置12到达用电设备2，如图3A所示，当电路异常时，所述致动部121受热发生变形，所述动触点122与所述静触点123分离，异常的电流无法到达用电设备2，保护用电设备2的使用安全，如图3B所示。

其中，所述致动部121包括主动层124和被动层125，所述主动层124和所述被动层125的热膨胀系数不同，热膨胀系数较高的主动层124和热膨胀系数较低的被动层125相结合，所述主动层124为Mn75Ni15Cu10层，所述被动层125为Ni36层，所述主动层124和所述被动层125的弹性模型模量接近，热膨胀系数之差较大，弹性极限大，同时化学性能稳定易结合。

所述智能电表22是一种固态可编程的装置，得以显示电能使用数据、显示时变电价、修复电源通告、电能质量监测、干扰与窃电监测以及与室内其它的智能设备互相通信，从而引导用户进行节能减排，实现需求响应机制，所述智能电表22作为居室内的能源控制中心，得以根据用户当前的用电情况，帮助用户做出节能决策，所述智能电表22通过家庭局域网21和控制单元11，得以与用电设备2紧密相连，一旦用户在智能电表22上做出控制决策，得以根据用户的指令向所述家庭局域网21发出控制指令，使得所述控制单元11控制各个用电设备2的工作，无需用户手动调节用电设备2。

所述智能电表22由一块液晶显示屏及其控制电路组成，可以通过RS232串口与所述计算机进行实时通信，计算机向串口发送一组二进制代码，控制液晶显示屏上的一个显示动作，代码与显示动作一一对应。根据用电设备2的使用情况计算出当前的用电总功率，并显示在液晶屏上，如果功率高于某一设定好的值，屏幕下方会出现节电提示。

所述家庭局域网21通过所述控制单元11将所述智能电表22和各种可控的用电设备2连接起来，组成局域网络，得以显示能源使用情况、对价格信号做出相应的反应、电力安全监测。

所述通信模块31以用于在电力公司、用户以及可控电力负荷之间的互相通信，其采用双向通信标准，以确保通信的快速安全，所述通信模块31得以连接多个用户的家庭局域网21，从各个所述智能电表22中采集数据，并将数据通过回程通道传信于所述云终端41，得以将采集的数据进行存储以便于电力公司的所述电网控制中心进行数据的分析和调取，合理安排用电情况，其中，通信介质得以采用电力线载波、电力线宽带、无线网络以及Internet或者是以上的结合。从而通过通信模块31和云终端41得以实时监测居民用电和商业用电，有助于配电单元43实时调节输出的电压值，从而大幅度节省电能。

所述控制单元11以用于接收所述智能电表22发出的控制指令，并将其转换成模拟或数字输出量对室内的用电设备2进行控制，同时，所述控制单元11得以采集室内各用电设备2的工作情况，并将其通过所述家庭局域网21传递给所述智能电表22。所述控制单元11通过计算机RS232串口实时控制模拟量的输出和数字量的输出，所述控制单元11采用抗高频干扰电路，工作稳定可靠，通过所述保护装置12得以提供保护电路，提高抗雷击以及静电冲击的性能。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。