基于主從監(jiān)控的智能配電箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種配電箱，具體是一種基于主從監(jiān)控的智能配電箱。
【背景技術(shù)】
[0002]我國實行一戶一表的電力消費制度，電表由供電部門統(tǒng)一安裝管理，但電力公司很難了解用戶的具體用電情況，用戶也有同樣的情況，即使改裝智能電表(smart meter)情況也沒有改變。讓電力用戶掌握自己的能源消耗詳細(xì)情況以及擁有便利的控制手段是智能電網(wǎng)的終極目標(biāo)。
[0003]建筑用低壓微型斷路器是國家強(qiáng)制使用的配電保護(hù)裝置，微型斷路器本身不具有信息交互和自動控制能力。隨著社會和技術(shù)的發(fā)展，建筑配電系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化是必然的發(fā)展趨勢。
[0004]另外，配電箱用于建筑內(nèi)電力分配并提供總回路和各支路短路、過載及漏電等保護(hù)的低壓電力設(shè)施，是強(qiáng)制安裝設(shè)施。但配電箱不能提供用電信息、電費(峰谷和階梯)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、峰谷調(diào)節(jié)和實時交互等功能。
[0005]中國專利于2012.06.27公開了專利號為:201110442213.6的實用新型專利，其公開了一種智能磁保持微型斷路器，包括殼體、磁保持繼電器、驅(qū)動電路，驅(qū)動電路接受控制信號后驅(qū)動磁保持繼電器動作；磁保持繼電器包括動簧組合、靜簧組合、撥桿、推動片、磁鋼組合，還設(shè)有中央處理器、通信芯片、計量模塊。計量模塊，用于計量功率、電壓、電流數(shù)據(jù)并發(fā)送給中央處理器；計量模塊包括電壓調(diào)理電路、電流調(diào)理電路、互感模塊、計量芯片，電壓調(diào)理電路一端與靜簧組合的延伸導(dǎo)線連接，另一端與計量芯片連接；互感模塊與電流調(diào)理電路連接并安裝在動簧組合的延伸導(dǎo)線上；計量芯片一端與電流調(diào)理電路連接，另一端與中央處理器連接。本實用新型突破了傳統(tǒng)的微型斷路器設(shè)計理念，將磁保持繼電器與中央處理器、電流互感器、計量芯片和通信芯片組合到微型斷路器的殼體中，使微型斷路器具備保護(hù)、計量、控制和通信功能。
[0006]上述智能磁保持微型斷路器因為其通信芯片僅能與外界模塊通信，因此其僅適合作為單獨作為總進(jìn)線控制模塊使用或者單獨作為支路控制模塊使用，或者其他情況單獨使用，而現(xiàn)有的配電箱大多具有一個總進(jìn)線控制模塊和多個支路控制模塊，因此上述智能磁保持微型斷路器不適合在配電箱內(nèi)組網(wǎng)使用，大大限制了其應(yīng)用環(huán)境。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]針對上述提出的使用情況和技術(shù)發(fā)展趨勢，本實用新型在現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)(微型斷路器和計量)上通過給微型斷路器增加智能進(jìn)線監(jiān)控模塊，組裝成本實用新型基于主從監(jiān)控的智能配電箱；使用智能手機(jī)等智能設(shè)備對其進(jìn)行操作，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的方式讓用戶擁有完全的電力消費掌控能力。
[0008]本實用新型所要解決的技術(shù)問題一是對配電進(jìn)線完成智能化，即對進(jìn)線電力負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)視、計量和控制，與微型斷路器配合對進(jìn)線構(gòu)成完善的保護(hù)與控制。
[0009]本實用新型所要解決的技術(shù)問題二是管理進(jìn)線以下所有/部分智能支路模塊，用本地?zé)o線通訊回路構(gòu)建以進(jìn)線模塊為中心的集中控制系統(tǒng)，進(jìn)線模塊為集中器，支路模塊為節(jié)點。
[0010]本實用新型所要解決的技術(shù)問題三是用藍(lán)牙無線通訊回路構(gòu)建藍(lán)牙節(jié)點(物聯(lián)網(wǎng)接入點)，智能手機(jī)可以直接訪問智能進(jìn)線監(jiān)控模塊，進(jìn)而可以監(jiān)控支路模塊。此模式無須互聯(lián)網(wǎng)支持，無運行維護(hù)費。
[0011]本實用新型所要解決的技術(shù)問題四是用遠(yuǎn)程通訊回路連接局域網(wǎng)或和互聯(lián)網(wǎng)，根據(jù)使用情況不同可以構(gòu)建不同的應(yīng)用系統(tǒng)，即可以構(gòu)建單一應(yīng)用系統(tǒng)也可以構(gòu)建混合系統(tǒng)。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案:
[0013]一種基于主從監(jiān)控的智能配電箱，其特征在于，包括一個智能進(jìn)線監(jiān)控模塊，以及多個智能支路監(jiān)控模塊；所述智能進(jìn)線監(jiān)控模塊包括殼體、計量電路、中央處理器、自動開關(guān)及其驅(qū)動電路，以及與中央處理器連接的本地通訊模塊，還包括與中央處理器連接的藍(lán)牙模塊和/或遠(yuǎn)程通訊模塊；所述智能支路監(jiān)控模塊也包括殼體、計量電路、中央處理器、本地通訊模塊、自動開關(guān)及其驅(qū)動電路；所述智能進(jìn)線監(jiān)控模塊和智能支路監(jiān)控模塊所在線路均串聯(lián)有微型斷路器；所述智能支路監(jiān)控模塊并聯(lián)在智能進(jìn)線監(jiān)控模塊的輸出端，構(gòu)成一主多從的主從監(jiān)控系統(tǒng)。
[0014]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述遠(yuǎn)程通訊模塊用于與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，且遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)起通訊，智能進(jìn)線監(jiān)控模塊應(yīng)答；所述藍(lán)牙模塊用于與智能終端通訊，且智能終端發(fā)起通訊，智能進(jìn)線監(jiān)控模塊應(yīng)答；所述本地通訊模塊用于與多個智能支路監(jiān)控模塊通訊，構(gòu)成一個實時連接的星形無線網(wǎng)絡(luò)；智能進(jìn)線監(jiān)控模塊發(fā)起通訊，智能支路監(jiān)控模塊應(yīng)答；智能支路監(jiān)控模塊不能主動發(fā)起通訊，平時處于等待接收狀態(tài)，且所述智能進(jìn)線監(jiān)控模塊的中央處理器每隔一段時間遍歷所有智能支路監(jiān)控模塊分別進(jìn)行至少一次通訊。
[0015]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述殼體采用嵌入導(dǎo)軌，且殼體的兩側(cè)具有自然通風(fēng)冷卻的溝槽，以及在溝槽上開設(shè)的通風(fēng)孔。
[0016]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述中央處理器上還連接有外部存儲器、硬時鐘、按鈕、顯示模塊和溫濕度傳感器。
[0017]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述按鈕為設(shè)置在殼體正面的一個針孔式按鈕，用于藍(lán)牙模塊的配對；所述顯示模塊為設(shè)置在殼體正面的LED指示燈。
[0018]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，該智能進(jìn)線監(jiān)控模塊還包括輔助回路，輔助回路包括狀態(tài)檢測和控制電路、以及保證電子電路工作的電源轉(zhuǎn)換電路。
[0019]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述本地通訊模塊包括315M無線通信模塊、433M無線通信模塊、2.4G無線通信模塊和ZigBee無線通信模塊。
[0020]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述藍(lán)牙模塊內(nèi)部有PCB天線，PCB天線直接印刷在線路板上，用于與智能終端進(jìn)行直接通訊。
[0021]作為本實用新型進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述遠(yuǎn)程通訊模塊采用電力線載波通信模塊、RJ45通信模塊、WIFI通信模塊和GPRS通信模塊
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0023]本實用新型在現(xiàn)有智能支路監(jiān)控模塊的基礎(chǔ)上，依托現(xiàn)存的配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組建一個配電集中控制系統(tǒng)，采用無線通道構(gòu)成一主多從的主從監(jiān)控系統(tǒng)，確保易用性和安全性，在不增加現(xiàn)場安裝難度的情況下完成配電系統(tǒng)的智能化建設(shè)。
[0024]本實用新型中智能進(jìn)線監(jiān)控模塊可應(yīng)用于電力低壓配電進(jìn)線的智能監(jiān)測、計量和控制模塊，也可作為配電子系統(tǒng)的主控設(shè)備(主控單元)，管理所有智能支路監(jiān)控模塊，同時也可使物聯(lián)網(wǎng)傳感器具備和智能手機(jī)以及互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行交互的能力。
[0025]本實用新型配電箱采用一主多從結(jié)構(gòu)監(jiān)控模塊的智能監(jiān)控系統(tǒng)，利用現(xiàn)有智能手機(jī)(如iPhone)或互聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大計算能力為客戶(如家庭、辦公室等)提供故障隔離、遠(yuǎn)程控制、用電監(jiān)控、電費電價、數(shù)據(jù)統(tǒng)計以及智能用電等技術(shù)手段，從而達(dá)到節(jié)能減排、低碳環(huán)保，減少浪費，讓智能電網(wǎng)服務(wù)千家萬戶。
【附圖說明】
[0026]圖1為智能進(jìn)線監(jiān)控模塊原理結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2為智能進(jìn)線監(jiān)控模塊外型側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3為智能進(jìn)線監(jiān)控模塊外型主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖4為基于主從監(jiān)控的智能配電箱的電氣結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖5為應(yīng)用本實用新型的本地建筑能效監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖6為應(yīng)用本實用新型的互聯(lián)網(wǎng)建筑能效監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖7為應(yīng)用本實用新型的企業(yè)建筑能效監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖8為應(yīng)用本實用新型的另一企業(yè)建筑能效監(jiān)控結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖中:1-外殼、11-溝槽、12-通風(fēng)孔、13-安裝孔、14-接線孔、15-針孔式按鈕、16-LED指示燈。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合【具體實施方式】對本專利的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。
[0036]請參閱圖1，一種智能進(jìn)線監(jiān)控模塊，包括殼體1、計量電路、中央處理器、自動開關(guān)及其驅(qū)動電路、本地通訊模塊、藍(lán)牙模塊和遠(yuǎn)程通訊模塊；所述計量模塊，用于計量功率、電壓、電流數(shù)據(jù)并發(fā)送給中央處理器；所述驅(qū)動電路接收中央處理器的控制信號并驅(qū)動自動開關(guān)動作；所述本地通訊模塊、藍(lán)牙模塊和遠(yuǎn)程通訊模塊分別與中央處理器連接；且本地通訊模塊包括315M無線通信模塊、433M無線通信模塊、2.4G無線通信模塊和ZigBee無線通信模塊；遠(yuǎn)程通訊模塊采用電力線載波通信模塊、RJ45通信模塊、WIFI通信模塊和GPRS通信模塊。
[0037]本實用新型中，所述中央處理器上還連接有外部存儲器、硬時鐘、按鈕、顯示模塊和溫濕度傳感器。所述按鈕為設(shè)置在殼體1正面有一個針孔式按鈕15，用于藍(lán)牙模塊的配對。所述顯示模塊為設(shè)置在殼體1正面的LED指示燈16。
[0038]本實用新型中，還包括輔助回路，輔助回路是一些常規(guī)的狀態(tài)檢測和控制電路、以及保證電子電路工作的電源轉(zhuǎn)換電路?？紤]安全問題以及CCC國家認(rèn)證的要求，AC/DC變換電路滿足國家強(qiáng)制要求的隔離等級。
[0039]請參閱圖2和圖3，所述的殼體1采用嵌入導(dǎo)軌，且兩側(cè)具有自然通風(fēng)冷卻的溝槽11，以及在溝槽11上開設(shè)的通風(fēng)孔12，使在模塊內(nèi)部電子元器件散發(fā)的熱量能夠通過這些溝槽11和通風(fēng)孔12散發(fā)出去，保證殼體1內(nèi)的溫度，增加設(shè)備運行可靠性。
[0040]本實用新型外形采用配電箱內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)的模組化設(shè)計，提供最快捷和靈活的安裝體驗，完全消除了維護(hù)和操作過程中的安全顧慮。采用“2P+N”或者“相線+中性線”的36mm模組，進(jìn)出線采用上進(jìn)下出或下進(jìn)上出方式以適應(yīng)各地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)的需求，一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計無需現(xiàn)場拼裝。本實用新型外形為有低極(1P)微型斷路器外形，由基座和上蓋通過鉚釘裝配成一體，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB10963規(guī)定的方式嵌入導(dǎo)軌，通過卡板的彈性與導(dǎo)軌固定，實現(xiàn)與既有低壓一極(1P)微型斷路器外形和安裝方式的完全兼容。
[0041]本實用新型中，所述的中央處理器是本模塊的大腦，智能化的核心處理單元，讓所有電路協(xié)調(diào)工作、完成各種計算、分析和通訊處理。
[0042]本實用新型中，所述的計量電路為現(xiàn)有技術(shù)，其用于完成電力線路所消耗的電能進(jìn)行計量工作，其實就是給每個支路加個“秤”，讓用戶對該路電力消費了如指掌。所述計量回路的電流取樣電路為內(nèi)部開關(guān)的進(jìn)線導(dǎo)引線鑲嵌錳銅材料形成，電壓取樣為高精度電阻分壓電路，同樣取自內(nèi)部開關(guān)進(jìn)線，計量芯