[发明专利]一种模块化可扩展的智能电力监控保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力监控保护装置，尤其是涉及一种结构模块化、接口可扩展、智能可通讯的电力监控保护装置。

背景技术

低压成套开关设备是应用于工业、第三产业及基础建设等领域的控制设备。它广泛地使用在地铁、核电、数据中心和电网等行业，用于输电、配电和电能转换时的控制和保护。随着计算机、微电子、电力电子、抗干扰等新技术的飞速发展，特别是网络通讯技术的进步，自动化、智能化技术得到了空前发展。低压成套开关设备作为各种工业场合下输配用电的动力中心和控制中心，其智能化，自动化技术发展迅速，其中PSC-成套设备用来为所有类型负载分配和控制能量的成套开关和控制设备，是电能分配、控制、转换、保护和测量的枢纽。

进一步地把智能化、自动化技术融合在PSC成套设备中去，并与开关柜的结构进行整体集成在一起，对不同负载进行监控，保护，测量和远程控制，是现在国内外低压成套开关设备发展的必然趋势。

现有技术通常采用智能仪表进行智能化和自动化技术的集成，把不同负载电气参数通过智能仪表的采集，经过仪表内核心芯片进行程序计算把相关运算的结果显示出来，再通过通讯口把这些结果经网关传输至后台。但这种技术在大批量应用后，出现不少弊端，主要表现在以下几方面:1.智能仪表生产商过多注重功能性开发，忽视用户系统性需求，导致运维安全和可维护性差。2.智能仪表产品换代升级后(电子产品更新换代频率高)，新替代产品对旧系统不兼容，数据无法上传，外形尺寸不一致，需要全部进行技改才能实现。3.智能二次仪表通常电子产品寿命为十年，而开关柜机械寿命都在三十年以上，故在升级改造非常困难，不能与结构很好融合在一起。4.总线系统接多个智能仪表后，智能仪表的通讯稳定性比较差，经常出现通讯故障报警。5.无法自动寻址，必须在后台编程固定通讯地址码，调试非常不便，需要不停进行测试，调试周期长；6.智能化开关柜多为无人值守设备，现场仪表显示多为调试试验使用，运维时测量数值都上传至主机站，故现场屏幕显示多为浪费,而且此屏面显示容易出现故障，导致智能仪表寿命较短。

为了克服以上技术弊端，充分考虑用户系统性需求，统一技术接口，提高通讯技术稳定性，与低压成套开关设备结构融合配套，一种全新的接口智能化模块研究开发提上日程，本发明创新基于以上的技术背景应运而生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种模块化可扩展的智能电力监控保护装置，其可以通过软件程序或定制物理接口任意扩展和封闭端口，通过软件程序扩展其功能，给不同负载提供不同监控功能，统一技术接口，并与低压成套开关设备结构相配合，便于安装维护，具有接口调试功能，电力监控保护功能，同时还可以通讯；通讯协议满足最新国家标准要求，适用于低压成套开关设备配套安装，其结构模块化设计可以非常方便地解决技术升级换代带来更换；同时在运行维护产品全寿命周期或故障后能快速进行更换，不同电流等级负载均可以通用本装置，通用兼容性好。

解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种模块化可扩展的智能电力监控保护装置，包括若干电力监控保护智能模块16，其特征在于：所述的智能模块16安装在安装板17上形成单元模块，各单元模块为模块化设计，外形和安装尺寸一致，具有标准的几何连接接口和一致的输入输出接口，接口部位的结构、尺寸和结构参数标准化，各单元模块通过连接件安装在一阵列式书架18上。

所述的智能模块16固定在一外壳内，外壳的结构为：一矩形底板，顶面上开有连接孔并设有竖立的前壁和后壁，前壁和后壁的两端相向弯折形成连接边并开有连接孔，前壁上还开有上下排列的两个水平开孔，用来安装PCB板。

所述的智能模块PCB硬件架构为：PCB板连接核心芯片CPU，CPU又分别连接控制电源模块接口、可扩展输入接口、可扩展输出接口、各种参数输入接口、智能调试通讯接口、状态二极管指示接口和上传网关通讯接口,PCB板上焊接有各种电子元件，来实现功能要求。

智能模块上安装的两块PCB板的电气接口为：第一和第二PCB板1和2的设计采用功能分组设计：第一PCB板1包括有10路遥信开关量输入接口3和5路继电器输出控制接口4，布置有二极管指示灯14、插拔式端子固定端12和国产集成芯片10；第二PCB板2包括有设备本身控制电源接口5、RS-485通讯接口6、模拟量输入接口7、电流电压参数输入接口8、智能调试接口9、插拔式端子固定端12和国产集成芯片10，外设还有插拔端子移动端口13；遥信开关量输入接口3和继电器输出控制接口4通过软件程序或定制接口进行任意扩展和封闭端口。