[发明专利]一种微型智能断路器及其集成电能计量及远程互动系统

说明书

技术领域

本发明属于微型断路器领域，尤其涉及一种集成电能计量及远程互动功能的微型智能断路器。

背景技术

随着我国城镇化水平的不断提高，每年城乡新建成的住宅面积近20亿平方米，住宅建筑的能源消耗问题已不容忽视。改造现有住宅的配套设施、开展电力需求侧管理，培养用户的节能意识，促进用户与供电企业的供需互动，将有助于降低住宅建筑能耗，是实现全社会绿色环保、节能减排的有效途径。微型断路器是低压配电系统中广泛使用的一种开关电器，承担着终端配电线路，尤其是住宅内用电回路与电器设备的监控与保护重任，可即时接通、分断线路并处理短路、接地、过负荷及过压等电气故障，对供用电的安全、稳定起到十分重要的作用。目前的家用微型断路器虽然能实现多种保护功能，但智能化程度不高，大部分需要手动复位实现用电合闸，尚不能智能识别负荷属性、根据用户需求进行响应。用户想了解自身用电情况时只能通过电网公司安装的智能电能表查询房屋整体的电能消耗，无法实时查询家庭中各分支用电回路的用电情况，也无法方便快捷的远程控制某支用电回路的通断。上述现状表明当前的微型断路器互动体验不完善，不支持建筑内多用电回路的分项电能计量，也不支持远程互动功能，不具备开展电力需求侧管理、合同能源管理等节能降耗措施的技术基础，更无法满足智能用电趋势下用户对用电信息查询、电器自动控制的智能化、实时性需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有房屋建筑中的微型断路器不具备多用电回路的分项电能计量、不支持远程互动的不足，提供一种集成电能计量及远程互动功能的微型智能断路器。

一种微型智能断路器，其特征在于，包括断路器本体，断路器本体内部集成有开关电源模块、主控单元MCU、自动重合闸模块和宽带载波通信模块；

自动重合闸模块包括直流电机、齿轮传动机构，当收到主控单元MCU的触发信号后或在自动控制方式下接收到用户的远程分闸命令信号时，由驱动电路驱动直流电机带动齿轮传动机构运动，推动断路器本体中的脱扣装置实现自动分闸；

断路器本体通过宽带载波通信模块，采用电力线宽带载波通信方式与台区的集中器进行数据通信；

开关电源模块用于提供电源。

主控单元MCU采用HT5019型号的SOC芯片，外挂M24256-BRMN6TP型号的EEPROM芯片进行各类用电数据存储。

宽带载波通信模块通过TTL电平串口与主控单元MCU通信，读取存储的本地用电数据，经调制后发送给集中器，集中器再经光纤、GPRS无线公网的通信方式将数据上传至用电信息采集系统主站。

微型智能断路器的集成电能计量及远程互动系统，其特征在于，微型智能断路器安装在住宅户内配电箱内，由控制总进线电流通断的总开关和其余的控制住宅内各分支用电回路电流通断的分开关构成；

总开关与分开关的MCU均配置RS-485通信接口，总开关采用RS-485总线与分开关进行数据通信及控制命令的下发，接收分开关所在用电回路的电流、电压、有功功率和有功电能量，并经MCU处理获取住宅总进线的电流、电压、有功功率和有功电能量，再一同发送至LCD显示屏显示。

微型智能断路器设置有手动控制方式和自动控制方式，由控制方式选择按键实现手动控制方式和自动控制方式的切换；

当处于自动控制方式时，总开关和分开关响应远程的自动分合闸命令，同时支持手动的分合闸操作；

当处于手动控制方式时，总开关和分开关不响应远程的自动分合闸命令，除非监测到总开关或分开关所在的某支用电回路处于异常状态。

总开关通过宽带载波通信模块，采用电力线宽带载波通信方式与用户住宅所在台区的集中器进行数据通信；集中器通过通信规约的扩展，实现对用户微型智能断路器的数据抄读及控制命令下发。

集中器经以太网、光纤或GPRS无线公网等通信方式连接用电信息采集系统主站，通过开放外部接口，基于采集的微型智能断路器相关数据建立用户服务系统，实现用户与自家住宅微型智能断路器的远程互动。

用户通过手机APP或微信公众号的方式访问用户服务系统，查询自家住宅微型智能断路器上传的住宅总及各分支用电回路的历史累计有功电能量和当日累计有功电能量；在微型智能断路器处于自动控制方式时选择切断或闭合任意支用电回路，实现对总开关和分开关的远程分合闸。

LCD显示屏采用轮流显示的方式显示总进线及安装分开关的各分支用电回路的电流、有功功率及有功电能量。