本发明属于智能电路管理领域，尤其是一种交流级差保护及电能智能管理综合装置。
背景技术：
家庭用电为电能消耗主要渠道之一，随着经济与科技水平的发展，家庭用电量越来越大。交流塑壳式断路器应用最为普遍的地方就是居民用户电表下端的保护开关及漏电保护开关，目前已经实现了一户一开关的状态。
家庭用电过程中，当线路短路、漏电、过载时断路器会自动跳闸，以保护用电设备以及下一级线路的功能。如果断路器在运行中出现“拒跳”情况，将对整个电路系统形成较大的威胁。一旦某一单元发生故障，断路器拒动，将会造成上一级断路器跳闸，称为越级跳闸。断路器越级跳闸将会扩大事故停电范围，有时甚至会导致系统解列，造成大面积停电的恶性事故。因此，拒跳比拒合带来的危害性更大。发生越级跳事件往往有以下几种原因：第一是发生短路或漏电事故，下级断路器发出动作指令，但断路器拒动，造成上级断路器越级跳。第二是断路器并未发出动作指令，上级断路器优先发出了动作指令。第三是上下级断路器同时接受到动作指令，由于机构动作的灵敏度不同，上级灵敏度高造成先动作跳闸。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种交流级差保护及电能智能管理综合装置。针对第三种越级跳事件提供一种可以在上下级同时检测到故障信号的时候确保下级断路器优先跳闸，隔离越级跳的装置，来避免越级跳产生的巨大故障损害。同时在装置的电能管理模块对电能使用状况进行管理统计分析，实现遥信、遥测、遥控的功能。提供防窃电参考信息。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种交流级差保护及电能智能管理综合装置，包括智能管理模块以及与其连接的断路器；智能管理模块包括依次连接的脉冲统计模块、采样模块、cpu处理模块和跳闸机构；脉冲统计模块的信号输入端与电路中的a相和b相连接，跳闸机构的信号输出端与断路器连接；
本发明的进一步改进在于：
脉冲统计模块用于采集电路中a相和b相的脉冲信号且统计电量；
采样模块用于采集电路中a相和b相的电流和电压，同时将采样的结果传输给cpu处理模块；
cpu处理模块分别设定上级断路器和下级断路器的动作时间和动作电流；cpu处理模块设定上级断路器的动作电流大于下级断路器的动作电流，上级断路器的动作时间长于下级断路器的动作时间；
跳闸机构用于切断断路器，跳闸机构受控于cpu处理模块。
所述脉冲统计模块包括脉冲计数模块和时钟计数模块；
脉冲计数模块用于采集电路中a相和b相的脉冲信号；
时钟计数模块用于提供本装置使用的当前时间。
所述脉冲统计模块和cpu处理模块之间设置有另一条信号传播线路，脉冲统计模块统计电量信息，将电量信息传递至电能管理模块，电能管理模块记录并判断用户是否窃电；如用户窃电，将数据信息传递至远程控制模块；远程控制模块为4g信号处理单元，通过4g网络发送数据信息至工作人员的手机app；工作人员在手机app下达指令并通过4g网络传送至远程控制模块和cpu处理模块，cpu处理模块执行指令。
所述电能管理模块判断是否窃电时，执行以下操作：
1)当脉冲统计模块统计的电量＞用户电表记录的电量，判断存在窃电行为，将数据信息传递至远程控制模块；
2)当脉冲统计模块统计的电量≤用户电表记录的电量，判断不存在窃电行为，继续监控与记录电量。
所述cpu处理模块还用于将采集模块采集到的信号进行分析处理，当判断电路系统出现问题时，传送报警信号至远程控制模块，远程控制模块将报警信号传送给工作人员的手机app；工作人员通过手机app和远程控制模块给cpu处理模块下达动作指令。
所述电能管理模块内设置有sql数据库。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明涉及一种交流级差保护及电能智能管理综合装置，用电能智能管理综合装置替代传统电路中的上级断路器和下级断路器，电路中直接在上级智能管理综合装置下并联若干个下级智能管理综合装置；每一个智能管理综合装置包括一个智能管理模块和一个断路器，智能管理模块控制断路器，将用户端断路器和漏电保护断路器合二为一。智能管理模块中通过cpu处理模块设定上级断路器和下级断路器的动作时间和动作电流，使上级断路器的动作电流大于下级断路器的动作电流，上级断路器的动作时间大于下级断路器的动作时间，动作电流及动作时间的具体数值根据使用现场实际情况具体设定。本发明将断路器的速断功能取消，采用cpu控制断路器的分断，可以从时间和电流两个参数决定断路器的动作，智能避开越级跳的发生。
进一步的，本发明的脉冲统计模块包括脉冲计数模块和时钟计数模块，脉冲计数模块用于采集电路脉冲信息，时钟计数模块用于提供本装置使用的当前时间，二者结合可记录一段时间内的电量信息，并将统计电量信息发送给电能管理模块。
进一步的，本发明在脉冲统计模块和cpu处理模块之间设置有另一条信号传播线路，包括电能管理模块和远程控制模块。将脉冲统计装置串联到用户进线里面，通过脉冲统计装置计算出用户用电量，电能管理模块将采集到的电量信息与电表数据进行比较分析处理后，判断是否有窃电行为；当判断有窃电行为时，电能管理模块将相关信息通过远程控制模块发送至工作人员的手机app，工作人员可通过手机app和远程控制模块给cpu下达切断指令，切断用户供电。远程控制模块为4g信号处理单元，远程控制模块将窃电信息或故障信息转换为4g信号，通过4g网络传送给工作人员；工作人员将处理信息通过4g网络传送给远程控制模块，远程控制模块将4g信号转换为cpu处理模块可识别的信号，使cpu处理模块根据相关指令进行操作。工作人员在手机app上接收到存在窃电行为信息时，可通过手机app和远程控制模块给cpu下达切断指令，切断用户供电。
进一步的，电能管理模块通过对比脉冲统计模块统计的电量和用户电表记录的电量，判断是否存在窃电行为。
进一步的，cpu处理模块还可将采集模块采集到的信号进行分析处理，当cpu处理模块根据采样模块采集到的信息发现电路系统存在问题时，可通过远程控制模块将相关故障信息发送至工作人员的手机app上。工作人员在手机app上接收到故障信息时，可通过手机app和远程控制模块给cpu下达切断指令，切断用户供电，实现遥信、遥测、遥控的功能。
进一步的，本发明在电能管理模块内设置有sql数据库，可储存脉冲统计模块采集到不同季节及不同时间段内的用电量等信息，并将储存的信息反馈给供电部门，便于供电部门掌握用电高低峰的用电量，保证用电高峰或低峰期间，供电部门根据用电量进行供电，更好的实现电力输配的智能化管理。
【附图说明】
图1为本发明用户改进前的级差配合图；
图2为使用本发明的用户级差配合图；
图3为本发明中上级与下级的智能管理模块与断路器的用户级差配合图；
图4为本发明电能智能管理综合装置的结构示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1为传统的上、下级断路器的级差配合图，传统的断路器动作电流设定额定电流的十倍为速断动作区域，而线路的短路电流往往超出所有断路器额定电流的10倍甚至更多，因此所有串联在线路中的上下级断路器都在动作范围内；当出现短路电流时，断路器的动作完全根据断路器自身的灵敏度决定上级断路器和下级断路器的跳闸顺序，则有可能出现上级断路器先跳导致大面积停电事故。
参见图2和图3，本发明用电能智能管理综合装置替代传统电路中的上级断路器和下级断路器，电路中直接在上级智能管理综合装置下并联若干个下级智能管理综合装置；每一个智能管理综合装置包括一个智能管理模块和一个断路器。
参见图3和图4，本发明每一个智能管理模块控制一个断路器，智能管理模块包括脉冲统计模块、采样模块、cpu处理模块、跳闸机构、电能管理模块和远程控制模块。本发明将目前用户端断路器和漏电保护断路器合二为一。将用户的零线与火线，即本发明的a相与b相与脉冲统计模块连接，作为本装置数据的信号输入源；跳闸机构与终端用户的下级断路器连接，用于切断下级断路器；脉冲统计模块、采样模块、cpu处理模块和跳闸机构依次连接；脉冲统计模块和cpu处理模块之间还有另外一条信号传播线路，即依次连接的脉冲统计模块、电能管理模块、远程控制模块和cpu处理模块，远程控制模块与工作人员的手机app通过4g网络连接；远程控制模块和cpu处理模块可双向传播数据；远程控制模块和手机app可双向传播数据；脉冲统计模块包括脉冲计数模块和时钟计数模块；电能管理模块内设置有sql数据库。
采样模块用于采集a相和b相的电流和电压，同时将采样的结果传输给cpu处理模块，作为处理的判据；
cpu处理模块分别设定上级断路器和下级断路器的动作时间和动作电流；cpu处理模块设定上级断路器的动作电流大于下级断路器的动作电流，上级断路器的动作时间长于下级断路器的动作时间；
cpu处理模块还可以与远程控制模块相互传递信号；当cpu处理模块将采集模块采集到的信号进行分析处理后发现电路系统存在故障，或cpu处理参数出现故障时，传送报警信号至远程控制模块，进而传送至工作人员的手机app；当工作人员下达处理故障指令或发出断闸指令时，cpu处理模块通过远程控制模块接收到指令，执行操作。
跳闸机构用于切断本级断路器，跳闸机构受控于cpu处理模块。
脉冲统计模块用于采集电路中a相和b相的脉冲信号且统计电量，脉冲统计模块包括脉冲计数模块和时钟计数模块；脉冲计数模块用于采集电路中a相和b相的脉冲信号，时钟计数模块用于提供本装置使用的当前时间；脉冲计数模块和时钟计数模块结合起来可计算出一段时间内的使用电量。
电能管理模块用于记录脉冲统计模块统计的一段时间内电量信息，同时将脉冲统计模块统计的电量与用户电表记录的电量进行比较，并执行以下操作：
1)当脉冲统计模块统计的电量＞用户电表记录的电量，判断存在窃电行为，将数据信息传递至远程控制模块；
2)当脉冲统计模块统计的电量≤用户电表记录的电量，判断不存在窃电行为，继续监控与记录电量。
远程控制模块为4g信号处理单元，用于将电能管理模块或cpu处理模块给予的信息转换为4g信号，并传送给工作人员的手机app；远程控制模块也用于接受工作人员通过手机app下达的指令，将4g信号转换为cpu处理模块能够识别的数字信号，并传递给cpu。
本发明通过各个模块之间的配合，可实现以下几个功能：
(1)通过对上级断路器和下级断路器的动作时间及动作电流进行整定，隔离断路器的越级跳发生；
cpu处理模块内有程序设定上级断路器的动作时间和动作电流以及下级断路器的动作时间和动作电流，使得上级断路器的动作电流大于下级断路器的动作电流，上级断路器的动作时间长于下级断路器的动作时间；采样模块采集a相和b相的电流和电压，传输给cpu处理模块，cpu识别出电路通过的电流值过大，则cpu处理模块内的程序使跳闸机构执行断闸操作，优先切断下级断路器，切断后电流回复正常值以内则不发出切断上级断路器的指令，如果仍然存在过流情况，则继续向上级断路器发出切断指令，依次类推，整个过程完全隔离断路器越级跳的可能。
(2)判断是否存在用户窃电事件
通过脉冲统计模块内的脉冲计数模块和时钟计数模块，计算出用户电量，将电量信息传输给电能管理模块，在电能管理模块内将脉冲计数模块得到的用电量与电表数据进行比较，判断是否有窃电行为。
(3)统计不同季节不同时段的用电情况，反馈给电力管理部门
通过脉冲统计模块内的脉冲计数模块和时钟计数模块，统计用户不同季节，不同时段的使用电量情况，采用sql数据记录统计出电量使用情况，生成报表等信息，将相关结果反馈给供电部门，方便供电部门监控用电情况并合理供电。
(4)通过远程控制模块与工作人员的手机app实现互动。
当电能管理模块判断出个别用户存在窃电行为，或者cpu处理模块将数据采集模块采集到的信号进行分析处理后发现电路出现故障时，电能管理模块将窃电信息，cpu处理模块将故障信息均通过远程控制模块转换为4g信号传递至工作人员的手机app上。
工作人员在接受到窃电信息时，可通过远程控制模块给cpu下达切断指令，切断用户供电；当工作人员接受到电路故障信息时，通过cpu处理模块给跳闸机构动作指令，分段断路器，防止事故扩大。
工作人员也可通过手机app实时查看用户的用电情况。
综上所述，本发明通过cpu处理模块设定上级断路器和下级断路器的动作时间和动作电流，可防止断路器越级跳的情况；同时增加电能管理模块和远程控制模块，通过脉冲统计模块采集的电量和电表数据对比判断是否存在窃电行为；同时通过脉冲计数模块和时钟计数模块，统计不同季节不同时间段内的用电量，将信息数据记录存储在sql数据内，反馈给供电部门；通过远程控制模块，实现故障和窃电信息及时反馈给工作人员，工作人员也可通过手机app对cpu处理模块下达动作指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。