[發明專利]一種模塊化可擴展的智能電力監控保護裝置

在審

• 申請號: 201710853194.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107910955A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 張甬;付豐年;黃遠湛;張宇懷;黃文軍;李元鵬;孫延輝
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;廣州白云電器設備股份有限公司
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02H1/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司44104
• 代理人: 周克佑

技術領域

本發明涉及一種電力監控保護裝置，尤其是涉及一種結構模塊化、接口可擴展、智能可通訊的電力監控保護裝置。

背景技術

低壓成套開關設備是應用于工業、第三產業及基礎建設等領域的控制設備。它廣泛地使用在地鐵、核電、數據中心和電網等行業，用于輸電、配電和電能轉換時的控制和保護。隨著計算機、微電子、電力電子、抗干擾等新技術的飛速發展，特別是網絡通訊技術的進步，自動化、智能化技術得到了空前發展。低壓成套開關設備作為各種工業場合下輸配用電的動力中心和控制中心，其智能化，自動化技術發展迅速，其中PSC-成套設備用來為所有類型負載分配和控制能量的成套開關和控制設備，是電能分配、控制、轉換、保護和測量的樞紐。

進一步地把智能化、自動化技術融合在PSC成套設備中去，并與開關柜的結構進行整體集成在一起，對不同負載進行監控，保護，測量和遠程控制，是現在國內外低壓成套開關設備發展的必然趨勢。

現有技術通常采用智能儀表進行智能化和自動化技術的集成，把不同負載電氣參數通過智能儀表的采集，經過儀表內核心芯片進行程序計算把相關運算的結果顯示出來，再通過通訊口把這些結果經網關傳輸至后臺。但這種技術在大批量應用后，出現不少弊端，主要表現在以下幾方面:1.智能儀表生產商過多注重功能性開發，忽視用戶系統性需求，導致運維安全和可維護性差。2.智能儀表產品換代升級后(電子產品更新換代頻率高)，新替代產品對舊系統不兼容，數據無法上傳，外形尺寸不一致，需要全部進行技改才能實現。3.智能二次儀表通常電子產品壽命為十年，而開關柜機械壽命都在三十年以上，故在升級改造非常困難，不能與結構很好融合在一起。4.總線系統接多個智能儀表后，智能儀表的通訊穩定性比較差，經常出現通訊故障報警。5.無法自動尋址，必須在后臺編程固定通訊地址碼，調試非常不便，需要不停進行測試，調試周期長；6.智能化開關柜多為無人值守設備，現場儀表顯示多為調試試驗使用，運維時測量數值都上傳至主機站，故現場屏幕顯示多為浪費,而且此屏面顯示容易出現故障，導致智能儀表壽命較短。

為了克服以上技術弊端，充分考慮用戶系統性需求，統一技術接口，提高通訊技術穩定性，與低壓成套開關設備結構融合配套，一種全新的接口智能化模塊研究開發提上日程，本發明創新基于以上的技術背景應運而生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，就是提供一種模塊化可擴展的智能電力監控保護裝置，其可以通過軟件程序或定制物理接口任意擴展和封閉端口，通過軟件程序擴展其功能，給不同負載提供不同監控功能，統一技術接口，并與低壓成套開關設備結構相配合，便于安裝維護，具有接口調試功能，電力監控保護功能，同時還可以通訊；通訊協議滿足最新國家標準要求，適用于低壓成套開關設備配套安裝，其結構模塊化設計可以非常方便地解決技術升級換代帶來更換；同時在運行維護產品全壽命周期或故障后能快速進行更換，不同電流等級負載均可以通用本裝置，通用兼容性好。

解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種模塊化可擴展的智能電力監控保護裝置，包括若干電力監控保護智能模塊16，其特征在于：所述的智能模塊16安裝在安裝板17上形成單元模塊，各單元模塊為模塊化設計，外形和安裝尺寸一致，具有標準的幾何連接接口和一致的輸入輸出接口，接口部位的結構、尺寸和結構參數標準化，各單元模塊通過連接件安裝在一陣列式書架18上。

所述的智能模塊16固定在一外殼內，外殼的結構為：一矩形底板，頂面上開有連接孔并設有豎立的前壁和后壁，前壁和后壁的兩端相向彎折形成連接邊并開有連接孔，前壁上還開有上下排列的兩個水平開孔，用來安裝PCB板。

所述的智能模塊PCB硬件架構為：PCB板連接核心芯片CPU，CPU又分別連接控制電源模塊接口、可擴展輸入接口、可擴展輸出接口、各種參數輸入接口、智能調試通訊接口、狀態二極管指示接口和上傳網關通訊接口,PCB板上焊接有各種電子元件，來實現功能要求。

智能模塊上安裝的兩塊PCB板的電氣接口為：第一和第二PCB板1和2的設計采用功能分組設計：第一PCB板1包括有10路遙信開關量輸入接口3和5路繼電器輸出控制接口4，布置有二極管指示燈14、插拔式端子固定端12和國產集成芯片10；第二PCB板2包括有設備本身控制電源接口5、RS-485通訊接口6、模擬量輸入接口7、電流電壓參數輸入接口8、智能調試接口9、插拔式端子固定端12和國產集成芯片10，外設還有插拔端子移動端口13；遙信開關量輸入接口3和繼電器輸出控制接口4通過軟件程序或定制接口進行任意擴展和封閉端口。