一种配电网电量监测一体化装置以及系统

技术领域

本发明涉及电网领域，尤其涉及一种配电网电量监测一体化装置以及系统。

背景技术

目前配电网有大量的线路和计量点需要完成电量指标监测，包括正常电流电压采集和异常信息采集，市面上也有很多的装置，主要是故障指示器，虽然它能实现电流信息实时采集和故障指示，但其架构复杂，前端的采集装置由采集传感器和通信汇集单元组成，都是分开的独立设备，通信也由此分成2个固定的拓扑。另外，通信方式一般是GPRS或者4G/3G，功率过大，通信费用过高；汇集单元采用太阳能电池板充电，可维护性不高。

一般的配电网，只有在变电站或者高压干线、支线钢塔上安装此类的故障指示器，一是因为结构复杂，难于安装和维护；二是因为费用过高，难于在配电网中各个监测点实现安装，不能实现网络泛化连接。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种配电网电量监测一体化装置以及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种配电网电量监测一体化装置，包括：

电量信息采集模块，连接高压线缆，用于采集电量信息和异常信息；

数据通信模块，包括NB无线公网通信模块、蓝牙局域网通信模块、Mesh局域网通信模块，NB无线公网通信模块用于接入公网，蓝牙局域网通信模块用于接入蓝牙终端以便所述蓝牙终端对所述一体化装置进行配置，所述Mesh局域网通信模块用于与其他一体化装置小范围自组网，位于公网范围外的一体化装置通过自组网将数据汇总到位于公网中的一体化装置后再汇入公网；

控制器，与所述电量信息采集模块、数据通信模块分别连接，用于将电量信息采集模块采集到的信息进行处理以及通过数据通信模块实现与外部的数据通信；

高压自取电模块，输入连接高压线缆，输出分别连接电量信息采集模块、控制器、数据通信模块，用于从高压线缆取高压电进行处理后输出合适的电压给到电量信息采集模块、控制器、数据通信模块。

优选地，所述高压自取电模块包括依序连接的：

取能互感器，连接高压线缆，用于通过电磁感应输出感应电流；

限流及大电流保护器，用于对取能互感器输出的电流进行过流保护；

感应电源模块，用于对限流及大电流保护器的输出电压进行钳位、滤波处理以输出稳定的低电压。

优选地，所述取能互感器包括电流互感器。

优选地，所述限流及大电流保护器包括若干组门极可关断晶闸管、限流电感，每一组门极可关断晶闸管由两个反并联的门极可关断晶闸管构成，所述若干组门极可关断晶闸管串联后的整体与所述限流电感并联，正常运行时门极可关断晶闸管常开，在电流过限时所述门极可关断晶闸管断开。

优选地，所述感应电源模块包括依序连接的：

钳位电路，用于对限流及大电流保护器的输出电压进行钳位处理；

整流滤波电路，用于对钳位电路输出的电压进行整流滤波；

DCDC模块，用于对整流滤波电路输出的高电压变换为稳定的低电压输出。

优选地，所述电量信息采集模块包括电流互感器和电压互感器。

本发明另一方面还公开了一种配电网电量监测系统，包括分布于不同地点的多个如前所述的一体化装置、NB基站、NB骨干网、云端、后台运用服务器，每一所述一体化装置可与蓝牙终端组成蓝牙通信网络，数个一体化装置可组成Mesh通信网络，至少一个一体化装置、NB基站、NB骨干网、云端、后台运用服务器组成NB通信网络。

本发明的配电网电量监测一体化装置以及系统，具有以下有益效果：本发明的装置集成电量智能采集、自取电智能电源管理、数据通信多种功能，实现信息采集、处理、通信一体化，采用低功耗NB通信、自组网多跳Mesh通信和短距离无线一对一蓝牙通信，完成装置灵活健壮组网，最终实现一个低功耗、低成本、免维护、轻型的配电网电量检测一体化装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明的配电网电量监测一体化装置的结构示意图；

图2是高压自取电模块的结构示意图；

图3是本发明的配电网电量监测一体化装置的组网示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参考图1，本发明的配电网电量监测一体化装置包括：高压自取电模块2、电量信息采集模块3、控制器4、数据通信模块5。

其中，电量信息采集模块3，连接高压线缆1，用于采集电量信息和异常信息。一个具体本实施例中，所述电量信息采集模块3包括电流互感器31和电压互感器32。

其中，所述数据通信模块5，包括NB无线公网通信模块51、蓝牙局域网通信模块52、Mesh局域网通信模块53。具体来说，NB无线公网通信模块51用于接入公网，蓝牙局域网通信模块52用于接入蓝牙终端以便所述蓝牙终端对所述一体化装置进行配置，所述Mesh局域网通信模块53用于与其他一体化装置小范围自组网，位于公网范围外的一体化装置通过自组网将数据汇总到位于公网中的一体化装置后再汇入公网。

其中，控制器4作为整个装置的核心，控制整个装置的运行。具体来说，控制器4与所述电量信息采集模块3、数据通信模块5分别连接，用于将电量信息采集模块3采集到的信息进行处理以及通过数据通信模块5实现与外部的数据通信。

其中，高压自取电模块2，其输入连接高压线缆1，其输出分别连接电量信息采集模块3、控制器4、数据通信模块5，高压自取电模块2用于从高压线缆1取高压电进行处理后输出合适的电压给到电量信息采集模块3、控制器4、数据通信模块5。

参考图2，一个具体实施例中，所述高压自取电模块2包括依序连接的取能互感器21、限流及大电流保护器22、感应电源模块23。其中，取能互感器21连接高压线缆1，用于通过电磁感应输出感应电流。限流及大电流保护器22，用于对取能互感器21输出的电流进行过流保护。感应电源模块23，用于对限流及大电流保护器22的输出电压进行钳位、滤波处理以输出稳定的低电压。

更具体的，所述取能互感器21包括电流互感器211。通过电磁感应原理和一二次绕组的线圈比，在二次侧感应出变化的电流。感应输出的电流会出现突变和浪涌的情况，为此所述限流及大电流保护器22可以完成电路保护。

具体来说，限流及大电流保护器22包括三组门极可关断晶闸管GTO、限流电感L，每一组门极可关断晶闸管GTO由两个反并联的门极可关断晶闸管GTO构成，三组门极可关断晶闸管GTO串联后的整体与所述限流电感L并联。正常运行时门极可关断晶闸管GTO常开，将限流电感L短接，在电流过限时所述门极可关断晶闸管GTO断开，所以一旦发生短路，在短路电流达到第一个峰值前迅速将门极可关断晶闸管GTO断开，使限流电感L插入短路回路以限制电流。

具体来说，所述感应电源模块23包括依序连接的钳位电路231、整流滤波电路232、整流滤波电路232、超宽电压范围的DCDC模块233，钳位电路231，用于对限流及大电流保护器22的输出电压进行钳位处理；整流滤波电路232，用于对钳位电路231输出的电压进行整流滤波；DCDC模块233，用于对整流滤波电路232输出的高电压变换为稳定的低电压输出。

基于上述装置进行组网，可以构建配电网电量监测系统，参考图3，本发明的系统包括分布于不同地点的多个一体化装置、NB基站、NB骨干网、云端、后台运用服务器，每一所述一体化装置可与蓝牙终端组成蓝牙通信网络100，数个一体化装置可组成Mesh通信网络200，至少一个一体化装置、NB基站、NB骨干网、云端、后台运用服务器组成NB通信网络300。

具体来说，本实施例中，蓝牙通信网络100包括移动通信设备手机和一体化装置N1，Mesh通信网络200包括一体化装置N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7、N8，NB通信网络300包括一体化装置N6、N7、N8、N9、N10、N11、N12和NB基站R1、R2以及NB骨干网E1、云端C1、后台运用服务器F1。

蓝牙通信网络100主要是配合用户移动终端手机完成无线安全配置和调试，方便一体化装置的安装和维护，在保障安全高效的同时，提高效率。Mesh通信网络200，由于其多跳和自组网的特点，Mesh通信网络200中的每一个Mesh终端都可以同时作为热点和设备，能实现自动组网和路由，安装密集的一体化装置N1和N2、N3和N4、N5，可以通过自组网实现将信息汇总到最近的NB通信网络300的节点，即一体化装置N6、N7、N8，再由NB通信网络300中的基站R1和R2、骨干网E1接入到云C1中，最后连到运用服务器F1上，如此完成整个系统中的所有一体化装置的数据通信。

综上所述，本发明的配电网电量监测一体化装置以及系统，具有以下有益效果：本发明的装置集成电量智能采集、自取电智能电源管理、数据通信多种功能，实现信息采集、处理、通信一体化，采用低功耗NB通信、自组网多跳Mesh通信和短距离无线一对一蓝牙通信，完成装置灵活健壮组网，最终实现一个低功耗、低成本、免维护、轻型的配电网电量检测一体化装置。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。