一种智能配电柜监控系统及应用该系统的配电柜的制作方法

本发明具体涉及一种智能配电柜监控系统及应用该系统的配电柜，属于配电柜。

背景技术：

1、配电柜安全、稳定的运行直接关系到正常的生产与日常生活；配电柜运行过程中的主要安全隐患包括电气火灾、缺相、过压和过流等；为了保证配电柜安全运行，需要对配电柜配置一套安全监控系统，能够在发生隐患时及时告警，及能够便于维护人员对配电柜内部的运行情况进行了解，如中国专利公开号：cn116094155a，公开了一种智能配电柜监控系统及应用该系统的配电柜，通过配电收发模块将配电柜的实时数据发送至移动终端，进而便于维护人员了解配电柜的实际情况，当发生数据异常时可及时被发现；但该结构的监控系统没有干预措施，只能够进行数据监控，当出现安全隐患时，无法对配电柜内部进行安全干预，现有市面上监控系统部分具备干预功能，但通用性不强，一般只能够适用对应型号的配电柜进行监测和干预；另外，为了提高配电柜监控的可预见性，现有的部分监测系统采用预测模型对配电柜运行参数进行预测，该类结构前期缺少训练样本，且后期训练时，需要消耗监控系统的大量计算资源，而采用上位机预测，并将预测结果反馈到监控系统的预测方案，会造成预测结果产生大的延迟。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提出了一种智能配电柜监控系统及应用该系统的配电柜，能够及时对安全隐患进行干预，通用性强；且能够保证预测结果的实时性、精确度和完整性。

2、本发明的智能配电柜监控系统，包括：

3、监控控制器；

4、配电柜数据采集模块，所述配电柜数据采集模块接入到监控控制器，所述配电柜数据采集模块包括电参数采集变送器、配电柜内部温度变送器和配电模组端口温度变送器；电参数采集变送器采集母线电流、三相电压和功率因素等；所述配电柜内部温度变送器采集配电柜内部总体温度，配电模组端口温度变送器采集各个配电模组的端口温度，由于各个配电模组是通过铜线连接的，铜线具有良好的导电性能，因此相邻配电模组任一个出现高温现象，能够及时被配电模组端口温度变送器检测到，从而能够通过温度检测及时发现配电模组出现故障发热现象；

5、监控报警模块，所述监控报警模块包括接入监控控制器的显示屏和声光报警器；配电柜数据采集模块采集配电柜运行数据，并送入监控控制器，监控控制器将采集数据送至显示屏及时显示，同时，将采集的数据与监控控制器内部预设数据进行比较，当达到报警值时，声光报警器及时报警；

6、转接板，所述转接板上设置有多组光电隔离模组、共地接线座、柜温干预接线座、断路干预接线座和电参干预接线座；所述共地接线座接入到监控控制器接地端、所述柜温干预接线座、断路干预接线座和电参干预接线座通过光电隔离模组接入监控控制器的io口；所述柜温干预接线座和电参干预接线座输出为数字开关信号或pwm开关信号，所述断路干预接线座输出数字开关信号；所述转接板通过电控开关或直接接入到配电柜的工作干预设备；所述电控开关为继电开关电路和软开关电路。当监控控制器监测到某一采集数据超过设定值时，监控控制器对应io口输出控制指令，如配电柜或配电模组温度超过第一阈值时，监控控制器向柜温干预接线座发送控制指令，控制指令为数字开关信号或pwm开关信号，从而给配电柜的工作干预设备信号，如给散热风机信号，散热风机被触发进行散热工作，如配电柜或配电模组温度超过第二阈值时，监控控制器向断路干预接线座发送控制指令，断路干预接线座通过电控开关控制配电柜的工作干预设备工作，如控制断路器辅助回路断路，从而使断路器主回路断路，再如当功率因素低于设定值时，电参干预接线座控制功率补偿单元的投切模块进行动作，实现对配电柜母线进行功率补偿；监控系统应用前，先确定配电柜内部的工作干预设备控制方式和数量，及与配电柜数据采集模块的关联关系，选择直接接入柜温干预接线座、断路干预接线座和电参干预接线座；或接入电控开关；并将电控开关控制端接入到柜温干预接线座、断路干预接线座和电参干预接线座，电控开关受控端分别连接工作干预设备和供电电源，可根据需求选择电源大小；使用时，能够根据配电柜结构灵活调整干预控制方式；同时，采用工作干预设备和监控控制器之间设置有光电隔离模组，能够保护监控控制器。

7、进一步地，所述配电模组端口温度变送器包括安装于配电模组输入端口的铜鼻，所述铜鼻通过环氧树脂封装有测温单元；所述测温单元通过接线连接到监控控制器；所述配电柜内部温度变送器固定于配电柜内侧顶部；所述电参数采集变送器包括接触式变送器或套接于配电模组的输入输出端口接线上的互感式变送器；所述接触式变送器包括铜鼻，所述铜鼻内侧焊接有接头线，所述接头线外部通过环氧树脂封装；所述接头线接入到电参数取样模块，所述互感式变送器和电参数取样模块接入到监控控制器；

8、通过铜鼻方便接入配电模组输入端口或输出端口，铜鼻具有良好的导电性和导热性，从而能够将配电模组端口当前电参数实时传递到接头线，或将温度值实时传递到测温单元；测温单元和接头线前端被环氧树脂浇注封装在铜鼻内，接头线将电参数传递到电参数采集变送器，通过电参数采集变送器进行取样并送入到监控控制器；测温单元将实时采集温度传递到监控控制器；

9、进一步地，所述配电模组的输入端口或输出端口同时安装接触式变送器和配电模组端口温度变送器时，所述接触式变送器和配电模组端口温度变送器由集成采集单元构成；所述集成采集单元包括铜鼻，所述铜鼻内焊接接头线，所述接头线外部套接绝缘热缩套管；所述绝缘热缩套管外部贴合有测温单元；所述测温单元和绝缘热缩套管通过环氧树脂封装于铜鼻内侧；当配电模组的同一个端口需要进行测温和电参数测量时，可采用集成采集单元，利用一个铜鼻，实现温度和电参数的同步采集。

10、进一步地，所述监控控制器还连接有监控预测模块，所述监控预测模块接入到监控控制器，所述监控预测模块包括两组预测运算模块；两组所述预测运算模块均由预测控制器构成；所述监控控制器和监控预测模块分别与暂存模块通信连接；所述暂存模块通过网络通信模块接入到上位机；所述上位机通信连接有数据存储单元、模型存储器和预测优化模块；工作时，监控控制器通过配电柜数据采集模块获取配电柜监控数据，并配电柜监控数据分别转发至暂存模块和处于工作状态的预测运算模块，接着，监控控制器对配电柜监控数据进行阈值比较，预测运算模块获取配电柜监控数据后，进行结果预测，并将预测结果反馈到监控控制器，监控控制器通过监控报警模块实时显示预测数据，并将预测结果与设定阈值比较，当达到设定阈值时，监控报警模块进行报警。

11、进一步地，所述暂存模块由两个存储单元构成，或由一个存储单元划分两个存储区构成，采用两个存储单元或两个存储区，一个用于存储由上位机发送过来的预测模型，实现上位机到监控预测模块之间的数据传递；另一个用于存储监控控制器转发的配电柜监控数据，实现监控控制器到上位机之间的数据传递。

12、进一步地，所述上位机通过网络通信模块从暂存模块中获取配电柜数据采集模块采集的监控数据，并将监控数据存储于数据存储单元，预测优化模块分别与数据存储单元和模型存储器交互，从模型存储器中获取通用的预测模型，其中，模型存储器内存储各个型号的预测模型，每个预测模型已完成基础训练，各个型号的预测模型基础训练时，通过收集各个型号配电柜历史数据对预测模型进行训练，得到对应型号的一个基础的通用预测模型；该通用预测模型能够对某一型号配电柜进行粗犷预测，并在该配电柜运行状态下，持续采集运行数据，通过运行数据对通用预测模型持续进行优化，使其与被监控的配电柜更加匹配，工作时，上位机根据配电柜型号，从模型存储器调取预测模型，并将该预测模型发送至暂存模块，等待监控预测模块接收并更新，此时，监控预测模块从监控控制器送入的采集数据，并通过预测模型进行结果预测；同时，上位机持续将暂存模块内的配电柜监控数据送至数据存储单元，预测优化模块从模型存储器获取配电柜监控数据，并将监控数据作为训练样本，持续对通用的预测模型进行训练优化，得到优化的预测模型，并定期将优化的预测模型送入到暂存模块，等待监控预测模块接收并更新，两组所述预测运算模块交替参与预测工作，当暂存模块内的预测模型更新后，处于空闲模式下的预测运算模块读取暂存模块内的预测模型，并进行预测模型更新；另一组预测运算模块持续进行预测工作，当某一组预测运算模块完成预测模型读取和更新后，监控控制器将该预测运算模块切换到工作状态，另一组预测运算模块切换到静默状态。

13、进一步地，两组所述预测运算模块预测工作交替时间点为：当某一组预测运算模块内的预测模型完成更新后，向监控控制器发送切换请求，监控控制器等待，直到监控控制器向当前工作的预测运算模块发送最后一组实时采集数据后，将两组预测运算模块工作状态切换，监控控制器向切换后的预测运算模块发送实时采集数据，切换后，监控控制器先读取切换前处于工作状态的预测运算模块，输出的最后一组预测数据，接着，等待接收切换后的预测运算模块输出预测数据；两组所述预测运算模块预测工作通过上述交替方式，能够保证切换后处于工作状态的预测运算模块接收采集数据及时性，同时，能够保证切换前处于工作状态的预测运算模块接收采集数据完整性，另外，通过上述交替方式，能够保证输出预测结果的连续性。

14、一种智能配电柜，应用智能配电柜监控系统，还包括柜体，所述柜体内侧设置有进线单元、配电模组和出线单元；所述进线单元连接到配电模组的输入端，所述配电模组的输出端连接到出线单元；所述柜体内还设置有工作干预设备；所述工作干预设备包括固定于柜体内侧的散热风机、断路器或补偿单元；所述断路器串接于进线单元和配电模组之间，所述补偿单元并接于出线单元；所述散热风机控制端、断路器的辅助回路控制端和补偿单元的投切模块控制端接入智能配电柜监控系统。

15、与现有技术相比，本发明的智能配电柜监控系统及应用该系统的配电柜，能够实现配电柜运行状态监测，当出现隐患时，能够及时进行干预，且能够根据配电柜型号灵活调整控制方式，通用性强；且采用模型远程训练优化，优化后的模型用于现场预测方式，不会造成预测结果延时，且能够保证模型被持续优化，使其与被监控的配电柜更加匹配，从而保证预测精度，监控预测模块采用两组互为冗余方式，实现一组进行预测工作，另一种进行静默或进行模型接收和更新；且两组预测运算模块切换时，能够保证预测结果的完整性和连续性，不会出现数据掉帧或预测结果掉帧现象。