專(zhuān)利名稱(chēng)：智能農(nóng)網(wǎng)400v綜合配電柜系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種智能農(nóng)網(wǎng)400V綜合配電柜系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2009年以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了“智能電網(wǎng)”的發(fā)展計(jì)劃，規(guī)劃的智能電網(wǎng)包含電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度共六個(gè)環(huán)節(jié)，具有信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、 互動(dòng)化的‘智能’技術(shù)特征。400V配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最后一個(gè)直接面向用戶(hù)供電的環(huán)節(jié)， 用戶(hù)能否得到安全可靠、經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)的電能，配電網(wǎng)的建設(shè)水平起到極為重要的作用。在我國(guó)廣大的農(nóng)村地區(qū)，配網(wǎng)的綜合自動(dòng)化水平普遍較低，電網(wǎng)功率因數(shù)低，電能質(zhì)量較差。各個(gè)廠(chǎng)家也生產(chǎn)制造了大量的產(chǎn)品，提出了很多技術(shù)解決對(duì)策，但這些產(chǎn)品和技術(shù)往往只是針對(duì)農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行的某一方面(如保護(hù)、無(wú)功補(bǔ)償、電能計(jì)量等等)。要構(gòu)建完整的配電管理系統(tǒng)，需要采用不同廠(chǎng)家的不同產(chǎn)品和技術(shù)，造成部分設(shè)備電氣部件的重復(fù)投資。此外，不同廠(chǎng)家的硬件彼此之間沒(méi)有聯(lián)系，孤立運(yùn)行；配電運(yùn)行也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的軟件管理平臺(tái)，安全管理、設(shè)備管理、售電量及線(xiàn)損管理等由供電公司不同部門(mén)分別實(shí)施，無(wú)法適應(yīng)國(guó)家電網(wǎng)公司“智能電網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略對(duì)配電網(wǎng)的新要求，構(gòu)建軟硬件無(wú)縫集成的統(tǒng)一 400V配電運(yùn)行平臺(tái)是亟待解決的問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)電配網(wǎng)全面自動(dòng)化、大大提高智能化水平的智能農(nóng)網(wǎng)400V綜合配電柜系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案本實(shí)用新型包括本地調(diào)度中心和位于各配電站的智能配電柜；所述本地調(diào)度中心包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和1個(gè)以上的配電運(yùn)行員終端，所述配電運(yùn)行員終端通過(guò)本地調(diào)度中心的局域網(wǎng)與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器相連接；所述智能配電柜通過(guò)因特網(wǎng)與所述局域網(wǎng)相連通；所述智能配電柜包括具有四個(gè)腔室的柜體和分別位于各腔室內(nèi)的功能模塊組成；所述四個(gè)腔室分別為繼電保護(hù)及配電室，無(wú)功補(bǔ)償室、電量計(jì)量室和中心控制室；在所述繼電保護(hù)及配電室的2個(gè)柜門(mén)處分別安裝有第一、第二防竊電行程開(kāi)關(guān)，在所述無(wú)功補(bǔ)償室和電量計(jì)量室的柜門(mén)處分別安裝有第三、第四防竊電行程開(kāi)關(guān)；所述功能模塊分別為裝在繼電保護(hù)及配電室內(nèi)的繼電保護(hù)模塊和第一、第二分閘器，裝在無(wú)功補(bǔ)償室內(nèi)的低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置和電容器組，裝在電量計(jì)量室內(nèi)的三相電能表和A相、B相、C相電流互感器，裝在中心控制室內(nèi)的單板機(jī)和GPRS調(diào)制解調(diào)器；所述繼電保護(hù)模塊、低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置、三相電能表和GPRS調(diào)制解調(diào)器分別通過(guò)RS485接口與單板機(jī)相連接；所述第一至第四防竊電行程開(kāi)關(guān)串聯(lián)后接在單板機(jī)的口線(xiàn)上。本實(shí)用新型的有益效果如下與傳統(tǒng)的JP柜配電系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)有如下優(yōu)點(diǎn)[0011]( 1)位于柜體內(nèi)的各功能模塊通過(guò)與中心控制室內(nèi)的單板機(jī)通信連接成一個(gè)有機(jī)整體，可減少硬件方面的重復(fù)投資，并且具備通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入因特網(wǎng)的能力，實(shí)現(xiàn)了與本地調(diào)度中心的互聯(lián)，改變了當(dāng)前農(nóng)網(wǎng)配電柜孤立運(yùn)行的現(xiàn)狀。(2)智能配電柜地理散布很廣，基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)管理比其它方式(如光纖接入)有更好的性?xún)r(jià)比，商用手機(jī)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入方式也便于本系統(tǒng)的實(shí)施，可大大降低本系統(tǒng)的硬件構(gòu)建成本。(3)本地調(diào)度中心的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上配備的配電管理軟件綜合考慮了供電公司對(duì)于400V配電管理的各種需求，從整體上解決了配電管理問(wèn)題，可減少軟件的重復(fù)投資； 操作界面友好、簡(jiǎn)單，客戶(hù)端無(wú)需設(shè)置，可降低培訓(xùn)、維護(hù)成本。總體來(lái)說(shuō)，本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)農(nóng)電配網(wǎng)全面自動(dòng)化，可大大提升智能化水平。

圖1為本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D；圖2為智能配電柜的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為智能配電柜的單板機(jī)的控制軟件流程圖；圖4為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端通信軟件流程圖。在圖1一2中，1柜體、2繼電保護(hù)及配電室、3第一防竊電行程開(kāi)關(guān)、4繼電保護(hù)模塊、5第二防竊電行程開(kāi)關(guān)、6第一分閘器、7第二分閘器、8第一出線(xiàn)、9第二出線(xiàn)、10無(wú)功補(bǔ)償室、11、電容器組、12低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置、13第三防竊電行程開(kāi)關(guān)、14 GPRS天線(xiàn)、15三相電能表、16電量計(jì)量室、17第四防竊電行程開(kāi)關(guān)、18入線(xiàn)、19 A相電流互感器、20 B相電流互感器、21 C相電流互感器、22中心控制室、23 GPRS調(diào)制解調(diào)器、M單板機(jī)、25智能控制柜、26 INTERNET (因特網(wǎng))、27局域網(wǎng)、觀(guān)配電運(yùn)行員終端、四數(shù)據(jù)中心服務(wù)器、30本地調(diào)度中心。
具體實(shí)施方式
由圖1一4所述的實(shí)施例可知，它包括本地調(diào)度中心30和位于各配電站的智能配電柜25 ；所述本地調(diào)度中心30包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器四和1個(gè)以上的配電運(yùn)行員終端28， 所述配電運(yùn)行員終端28通過(guò)本地調(diào)度中心30的局域網(wǎng)27與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器四相連接；所述智能配電柜25通過(guò)因特網(wǎng)沈與所述局域網(wǎng)27相連通；所述智能配電柜25 包括具有四個(gè)腔室的柜體1和分別位于各腔室內(nèi)的功能模塊組成；所述四個(gè)腔室分別為繼電保護(hù)及配電室2，無(wú)功補(bǔ)償室10、電量計(jì)量室16和中心控制室22 ；在所述繼電保護(hù)及配電室2的2個(gè)柜門(mén)處分別安裝有第一、第二防竊電行程開(kāi)關(guān)3、5，在所述無(wú)功補(bǔ)償室10和電量計(jì)量室16的柜門(mén)處分別安裝有第三、第四防竊電行程開(kāi)關(guān)13、17 ；所述功能模塊分別為裝在繼電保護(hù)及配電室2內(nèi)的繼電保護(hù)模塊4和第一、第二分閘器6、7，裝在無(wú)功補(bǔ)償室10內(nèi)的低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置12和電容器組11，裝在電量計(jì)量室16內(nèi)的三相電能表15和A相、B相、C相電流互感器19、20、21，裝在中心控制室22內(nèi)的單板機(jī)M和GPRS調(diào)制解調(diào)器23 ；所述繼電保護(hù)模塊4、低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置12、三相電能表 15和GPRS調(diào)制解調(diào)器23分別通過(guò)RS485接口與單板機(jī)M相連接；所述第一至第四防竊電行程開(kāi)關(guān)3、5、13、17串聯(lián)后接在單板機(jī)M的口線(xiàn)上。在本實(shí)施例中，各功能模塊的型號(hào)如下三相電能表DSSD311三相電子式多功能電能表，繼電保護(hù)模塊QL11剩余電流動(dòng)作斷路器，低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置=GFW-X低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置，單板機(jī)SBC6300ARM板，GPRS調(diào)制解調(diào)器ZSD3110 GPRS調(diào)制解調(diào)器。本實(shí)施例各部分的作用如下1、智能配電柜中各功能模塊的功能(1)三相電能表可對(duì)電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、有功電量、無(wú)功電量進(jìn)行測(cè)量，監(jiān)測(cè)缺相、過(guò)電壓等報(bào)警狀態(tài)，并與單板機(jī)通信，傳輸各種電量及報(bào)警信息。(2)低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置無(wú)功補(bǔ)償模塊通過(guò)無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)智能控制電容器組的投切，在過(guò)零點(diǎn)完成投切，防止浪涌電流對(duì)配網(wǎng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因數(shù)的精確控制，防止農(nóng)電配網(wǎng)出現(xiàn)低功率因數(shù)和低電壓。本模塊通過(guò)RS485與單板機(jī)通信，傳輸功率因數(shù)、三相不平衡度等電量信息。(3)繼電保護(hù)模塊繼電保護(hù)模塊實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)、漏電保護(hù)等基本繼電保護(hù)功能，并在發(fā)生保護(hù)時(shí)進(jìn)行報(bào)警。模塊通過(guò)RS485與單板機(jī)通信，傳輸繼電保護(hù)報(bào)警信息，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分合閘。(4)防竊電功能防竊電有二種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)。第一種是根據(jù)所測(cè)的歷史數(shù)據(jù)定期進(jìn)行數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，如出現(xiàn)與同期歷史數(shù)據(jù)有較大差異，進(jìn)行告警提示。第二種由智能配電柜腔室門(mén)的非法打開(kāi)啟動(dòng)主斷路器跳閘來(lái)防止竊電?？捎珊笈_(tái)操作人員根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)設(shè)置非法開(kāi)門(mén)是否啟動(dòng)主斷路器跳閘。在智能配電柜的四個(gè)柜門(mén)處放置四個(gè)防竊電行程開(kāi)關(guān)(附圖2中2、5、13、17，串行連接后接入單板機(jī)的口線(xiàn)上，在非檢修狀態(tài)下柜門(mén)被打開(kāi)，單板機(jī)檢測(cè)到所述防竊電行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，發(fā)出竊電報(bào)警。(5) GPRS調(diào)制解調(diào)器 GPRS調(diào)制解調(diào)器通過(guò)RS232串行口與單板機(jī)相連，GPRS調(diào)制解調(diào)器被設(shè)置為與具有固定IP地址的服務(wù)器(位于本地調(diào)度中心的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器)進(jìn)行通信，使用TCP協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，服務(wù)器端口為65000。(6)單板機(jī)單板機(jī)對(duì)下與各功能模塊通過(guò)RS485通信，獲取各種電量、報(bào)警信息，對(duì)上與本地調(diào)度中心通信，將數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，并接受來(lái)自本地調(diào)度中心的遠(yuǎn)程命令。單板機(jī)硬件指標(biāo)及LINUX操作系統(tǒng)配置信息如下硬件特性處理單元Atmel AT91SAM9G20 工業(yè)級(jí)處理器[0048]CPU 工作頻率400MHz 基于 ARM926EJ-STM 內(nèi)核32K字節(jié)數(shù)據(jù)緩存，32K字節(jié)指令緩存，寫(xiě)緩沖器內(nèi)置內(nèi)存管理單元2Kbit EEPROM 64MB SDRAM 128MB NandFlash4MB NorFlash實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC，帶后備可充電電池，具有斷電保持功能Watchdog看門(mén)狗控制器單板機(jī)監(jiān)控軟件運(yùn)行于LINUX操作系統(tǒng)上，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)，軟件流程圖見(jiàn)附件圖 3。2、通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)智能配電柜內(nèi)配置移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)制解調(diào)器，設(shè)置為與本地調(diào)度中心具有固定IP地址的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器通信，采用TCP協(xié)議，服務(wù)器端口號(hào)為65000，通過(guò)這種方式，智能配電柜接入INTERNET并與本地調(diào)度中心的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器實(shí)現(xiàn)互聯(lián)；數(shù)據(jù)中心服務(wù)器端通信管理程序在65000端口監(jiān)聽(tīng)，等待來(lái)自智能JP柜的TCP連接，接收來(lái)自智能配電柜的電量及報(bào)警信息，然后向智能配電柜發(fā)送遠(yuǎn)程分合間等命令。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D見(jiàn)附圖1。3、服務(wù)器端軟件在本地調(diào)度中心，采用WIND0WS2003SERVER作為數(shù)據(jù)中心服務(wù)器。應(yīng)用程序采用三層結(jié)構(gòu)通信層(底層)，數(shù)據(jù)庫(kù)層(中間層)，用戶(hù)界面層(頂層)。自移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳入的配電網(wǎng)數(shù)據(jù)從底層流向頂層；用戶(hù)命令自頂層流向底層然后通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳往智能配電柜。底層程序基于ACTIVE X控件，以透明的方式管理來(lái)自智能配電柜的TCP連接。底層通信程序的流程圖見(jiàn)附圖4.中間數(shù)據(jù)庫(kù)層作為頂層和底層之間的橋梁，實(shí)時(shí)及歷史數(shù)據(jù)存放在這里。頂層基于.NET網(wǎng)站，提供配電管理的用戶(hù)界面，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控、歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)、遠(yuǎn)控、遠(yuǎn)程抄表等功能。所有管理工作可通過(guò)瀏覽器進(jìn)行，可在電腦、PDA乃至智能手機(jī)上進(jìn)行操作，且客戶(hù)端無(wú)需設(shè)置。本系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)a) 本系統(tǒng)是一種綜合的農(nóng)網(wǎng)自動(dòng)化裝置，可滿(mǎn)足如下農(nóng)網(wǎng)運(yùn)行的主要需求 電力計(jì)量；遠(yuǎn)程抄表；無(wú)功補(bǔ)償；電力設(shè)施防盜；線(xiàn)路、變壓器工作狀態(tài)監(jiān)控；繼電保護(hù)；防竊電等。b) 本系統(tǒng)符合國(guó)網(wǎng)公司“智能電網(wǎng)”發(fā)展戰(zhàn)略的要求，具有信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化的‘智能’技術(shù)特征。采用模塊化結(jié)構(gòu)，計(jì)量、保護(hù)、無(wú)功補(bǔ)償?shù)然竟δ芨叨燃桑统杀?，高性能，體積小，外觀(guān)美觀(guān)。采用智能嵌入式技術(shù)，本系統(tǒng)的可靠性大大提高，使配網(wǎng)更加智能，運(yùn)行更加安全，提供統(tǒng)一友好的用戶(hù)操作界面，具備可靠的與縣調(diào)的通信接口， 能夠完全滿(mǎn)足并提升農(nóng)網(wǎng)400 V的綜合自動(dòng)化，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求1. 一種智能農(nóng)網(wǎng)400V綜合配電柜系統(tǒng)，其特征在于包括本地調(diào)度中心(30)和位于各配電站的智能配電柜(25)；所述本地調(diào)度中心(30)包括數(shù)據(jù)中心服務(wù)器(29)和1個(gè)以上的配電運(yùn)行員終端(28)，所述配電運(yùn)行員終端(28)通過(guò)本地調(diào)度中心(30)的局域網(wǎng)(27) 與所述數(shù)據(jù)中心服務(wù)器(29)相連接；所述智能配電柜(25)通過(guò)因特網(wǎng)(26)與所述局域網(wǎng)(27)相連通；所述智能配電柜 (25)包括具有四個(gè)腔室的柜體(1)和分別位于各腔室內(nèi)的功能模塊組成；所述四個(gè)腔室分別為繼電保護(hù)及配電室(2)，無(wú)功補(bǔ)償室(10)、電量計(jì)量室(16)和中心控制室(22);在所述繼電保護(hù)及配電室(2)的2個(gè)柜門(mén)處分別安裝有第一、第二防竊電行程開(kāi)關(guān)(3、5)，在所述無(wú)功補(bǔ)償室(10)和電量計(jì)量室(16)的柜門(mén)處分別安裝有第三、第四防竊電行程開(kāi)關(guān)(13、 17)；所述功能模塊分別為裝在繼電保護(hù)及配電室(2)內(nèi)的繼電保護(hù)模塊(4)和第一、第二分閘器(6、7)，裝在無(wú)功補(bǔ)償室(10)內(nèi)的低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置(12)和電容器組(11)，裝在電量計(jì)量室(16)內(nèi)的三相電能表(15)和A相、B相、C相電流互感器(19、20、21)，裝在中心控制室(22)內(nèi)的單板機(jī)(24)和GPRS調(diào)制解調(diào)器(23);所述繼電保護(hù)模塊(4)、低壓無(wú)功補(bǔ)償裝置(12)、三相電能表(15)和GPRS調(diào)制解調(diào)器(23)分別通過(guò)RS485接口與單板機(jī)(24)相連接；所述第一至第四防竊電行程開(kāi)關(guān)(3、5、13、17)串聯(lián)后接在單板機(jī)(24)的口線(xiàn)上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種智能農(nóng)網(wǎng)400V綜合配電柜系統(tǒng)，它包括本地調(diào)度中心和位于各配電站的智能配電柜；所述智能配電柜與本地調(diào)度中心通過(guò)因特網(wǎng)相連接；所述智能配電柜包括具有四個(gè)腔室的柜體和分別位于各腔室內(nèi)的功能模塊組成；所述四個(gè)腔室分別為繼電保護(hù)及配電室，無(wú)功補(bǔ)償室、電量計(jì)量室和中心控制室；在所述繼電保護(hù)及配電室的2個(gè)柜門(mén)處分別安裝有第一、第二防竊電行程開(kāi)關(guān)，在所述無(wú)功補(bǔ)償室和電量計(jì)量室的柜門(mén)處分別安裝有第三、第四防竊電行程開(kāi)關(guān)。本實(shí)用新型的有益效果是能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)電配網(wǎng)全面自動(dòng)化、大大提高了智能化水平。
文檔編號(hào)H02B1/24GK202042799SQ20112010111
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者周新偉, 姚煜, 孟凡忠, 張勇, 張福東, 彭鋼, 李廣田, 李鵬, 胡桂平, 蘇光州, 虞忠新, 袁曉磊, 辛金普, 馬瑞, 高志存, 高駿 申請(qǐng)人:河北電力設(shè)備廠(chǎng), 河北省電力研究院