一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括：遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、本地管理設(shè)備、以及若干現(xiàn)場設(shè)備，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備包括有遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器；管理設(shè)備包括本地主控計(jì)算機(jī)、本地備用主控計(jì)算機(jī)；現(xiàn)場設(shè)備包括微控制器、與所述微控制器連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、顯示器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、與斷路器連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)與本地主控計(jì)算機(jī)和本地備用主控計(jì)算機(jī)通訊，微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)、路由器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊。本實(shí)用新型將若干臺(tái)本地設(shè)備通過交換機(jī)、路由器接入互聯(lián)網(wǎng)，遠(yuǎn)程端設(shè)備可利用web技術(shù)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程、超大范圍的斷路器監(jiān)控。
【專利說明】一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，屬于斷路器遠(yuǎn)程控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]斷路器是配電網(wǎng)中的一種電氣開關(guān)裝置，控制并保護(hù)整個(gè)配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。現(xiàn)有的常規(guī)斷路器控制器無法實(shí)現(xiàn)有效的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0003]經(jīng)發(fā)明人檢索發(fā)現(xiàn)，中國發(fā)明專利申請CN102195346A，公開了一種智能斷路器，其對現(xiàn)有智能斷路器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)端拓展，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和遠(yuǎn)程監(jiān)控。具體來說使用電參數(shù)檢測處理單元對線路運(yùn)行電參數(shù)進(jìn)行檢測，然后送入處理器CPU，然后通過通信處理單元與外部監(jiān)控終端通信。智能斷路器是近年流行的智能器件，利用智能斷路器對于傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置線路進(jìn)行改造成本高昂；其直接通過遠(yuǎn)程端進(jìn)行控制，而缺少本地(變電站或臺(tái)區(qū))控制及必要的控制冗余；其采用的通訊串口不適合遠(yuǎn)距離傳輸，也無法與目前流行的Web服務(wù)器技術(shù)相適應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括:遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、本地管理設(shè)備、以及若干現(xiàn)場設(shè)備，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備包括有遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器；所述管理設(shè)備包括本地主控計(jì)算機(jī)、本地備用主控計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器；其特征在于:所述現(xiàn)場設(shè)備包括ARM微控制器及與所述ARM微控制器連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、顯示器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊和與斷路器連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述ARM微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)與本地主控計(jì)算機(jī)和本地備用主控計(jì)算機(jī)通訊，所述ARM微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)、路由器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊；所述電壓采樣電路包括依次串聯(lián)連接的電壓互感器、第一放大電路、第一加法電路、第一濾波電路、第一米樣保持電路；所述電流米樣電路包括依次串聯(lián)連接的電流互感器、電阻、第二放大電路、第二加法電路、第二濾波電路、第二采樣保持電路。
[0007]本實(shí)用新型還具有如下進(jìn)一步的改進(jìn):
[0008]1、所述斷路器為IOkV真空斷路器。
[0009]2、所述ARM微控制器的型號(hào)為STM32F103ZET6。
[0010]3、所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊是ENC28J60以太網(wǎng)控制芯片。
[0011]4、所述顯示器為液晶顯示器。
[0012]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0013]現(xiàn)場設(shè)備負(fù)責(zé)電網(wǎng)電流、電壓信息的采集，然后交給ARM微處理器進(jìn)行處理、控制。本地管理設(shè)備，采用以太網(wǎng)進(jìn)行連接，完成現(xiàn)場設(shè)備與遠(yuǎn)程設(shè)備的數(shù)據(jù)通信，控制信息傳達(dá)。遠(yuǎn)程監(jiān)控層，接收來自管理層的數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)連接對現(xiàn)場斷路器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控，采樣通過網(wǎng)絡(luò)連接使得對各層的控制更加開放，系統(tǒng)之間的各個(gè)模塊以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的合作性更強(qiáng)，體現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制與管理的動(dòng)態(tài)交互。遠(yuǎn)程端設(shè)備可以利用web服務(wù)器技術(shù)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸距離不受限制，從而可以實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程、超大范圍的斷路器監(jiān)控。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的斷路器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了斷路器遠(yuǎn)程控制，并可對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和分析，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0016]此外，本實(shí)用新型將若干臺(tái)本地設(shè)備通過交換機(jī)與本地主控計(jì)算機(jī)、本地備用主控計(jì)算機(jī)通訊，再經(jīng)路由器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊，本地控制具有一定冗余性，一旦本地主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，本地備用主控計(jì)算機(jī)能夠啟用參與控制和數(shù)據(jù)的傳輸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)施例提供的一種斷路器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的拓?fù)鋱D。
[0018]圖2是本實(shí)施例提供的斷路器遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的現(xiàn)場設(shè)備的電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0020]如圖1所示:本實(shí)施例提供的一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、本地管理設(shè)備、以及若干現(xiàn)場設(shè)備，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備包括有遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器；管理設(shè)備包括本地主控計(jì)算機(jī)、本地備用主控計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器。
[0021]如圖2所示:所述的現(xiàn)場設(shè)備包括ARM微控制器8 (本例中選用信號(hào)為STM32F103ZET6的芯片)、與ARM微控制器8連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、液晶顯示器7、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9 (本例選用ENC28J60以太網(wǎng)控制芯片)、與斷路器17連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)16，ARM微控制器8依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9、交換機(jī)與本地主控計(jì)算機(jī)和本地備用主控計(jì)算機(jī)通訊，ARM微控制器8依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9、交換機(jī)、路由器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊，電壓采樣電路包括依次串聯(lián)連接的電壓互感器2、第一放大電路3、第一加法電路4、第一濾波電路5、第一采樣保持電路6;電流采樣電路包括依次串聯(lián)連接的電流互感器10、電阻11、第二放大電路12、第二加法電路13、第二濾波電路14、第二采樣保持電路15。
[0022]本實(shí)施例中所涉第一放大電路3、第一加法電路4、第一濾波電路5、第一采樣保持電路6、第二放大電路12、第二加法電路13、第二濾波電路14、第二采樣保持電路15都為現(xiàn)有成熟電路，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可從市面上購買；ARM微控制器8、顯示器7、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9、斷路器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)16也都可以購買到。其中，ARM微控制器在出廠時(shí)已燒制有軟件，并開放接口，對ARM微控制器的參數(shù)進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)即可實(shí)現(xiàn)本裝置所需功能。對參數(shù)的調(diào)節(jié)屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠掌握的基本技能，芯片廠商也提供相應(yīng)的技術(shù)支持。本實(shí)用新型保護(hù)整個(gè)電路的組成及連接關(guān)系，不涉及ARM微控制器內(nèi)的軟件。
[0023]當(dāng)線上電壓為220V時(shí)，低壓電線I上的電壓經(jīng)過電壓互感器2輸出信號(hào)為(_367mV?+367mV)的正弦波，通過第一放大電路3輸出電壓為(-1.1V?+1.1V)的正弦波。然后通過第一加法電路4輸出0.4V?0.6V的電壓信號(hào)。為了消除諧波的影響，電壓信號(hào)還需要通過第一濾波電路5進(jìn)行濾波。為使采集模擬輸入電壓在某一時(shí)刻的瞬時(shí)值，并在ARM微控制器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換期間保持輸出電壓不變，還需要在第一濾波電路后側(cè)接第一采樣保持電路6。最后電壓信號(hào)輸入到STM32F103ZET6控制芯片里進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算。對于電流信號(hào)的采樣，類似于電壓信號(hào)，只是通過電流互感器輸出的是電流信號(hào)，因此在電流互感器后端設(shè)置電阻11。然后通過控制芯片進(jìn)行通信、輸出、輸入控制。與ARM微控制器連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與斷路器通過控制電纜和航空插件進(jìn)行電氣連接，實(shí)現(xiàn)保護(hù)及自動(dòng)監(jiān)控功能。本實(shí)用新型還配有網(wǎng)絡(luò)通訊模塊9 (以太網(wǎng)控制芯片ENC28J60)，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸至本地管理層和遠(yuǎn)程監(jiān)控層。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)通過ARM微控制器控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)斷路器的閉合閘。
[0024]本實(shí)施例現(xiàn)場設(shè)備層可配合IOkV真空斷路器，用于IOkV線路、電器設(shè)備等保護(hù)、控制?？刂破骷Ｗo(hù)、控制單元于一體。
[0025]最后有必要在此說明的是:上述內(nèi)容只用于對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能理解為對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括:遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備、本地管理設(shè)備、以及若干現(xiàn)場設(shè)備，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備包括有遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)程服務(wù)器；所述管理設(shè)備包括本地主控計(jì)算機(jī)、本地備用主控計(jì)算機(jī)、交換機(jī)、路由器；其特征在于:所述現(xiàn)場設(shè)備包括ARM微控制器、與所述ARM微控制器連接的電流采樣電路、電壓采樣電路、顯示器、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、與斷路器連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述ARM微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)與本地主控計(jì)算機(jī)和本地備用主控計(jì)算機(jī)通訊，所述ARM微控制器依次通過網(wǎng)絡(luò)通訊模塊、交換機(jī)、路由器與遠(yuǎn)程控制計(jì)算機(jī)和遠(yuǎn)程服務(wù)器通訊，所述電壓采樣電路包括依次串聯(lián)連接的電壓互感器、第一放大電路、第一加法電路、第一濾波電路、第一米樣保持電路；所述電流米樣電路包括依次串聯(lián)連接的電流互感器、電阻、第二放大電路、第二加法電路、第二濾波電路、第二采樣保持電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述斷路器為IOkV真空斷路器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述ARM微控制器的型號(hào)為 STM32F103ZET6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)通訊模塊是ENC28J60以太網(wǎng)控制芯片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述顯示器為液晶顯示器。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK203630593SQ201320817240
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】王承宇, 潘宇婷, 趙一帆, 鄭為進(jìn), 周金祖, 宋萌, 侯婷, 陳宇晨 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)