[发明专利]一种基于物联网的高低压开关柜系统

摘要

本发明公开了一种基于物联网的高低压开关柜系统，其特征是，高低压开关柜系统包括开关柜主控单元和智能路由器单元；智能路由器单元用于建立所属供电所中的所有开关柜主控单元通过云服务器与客户端的连接，并用于构建虚拟局域网；开关柜主控单元将定期接收到的电力信号转换为电力信息；并对所述电力信息进行工作负荷的综合判断。本发明能对开关柜远程的系统文件更新和调试，以及自主跳闸控制，并根据发送的电力信息对开关柜进行远程监测和控制，从而提高电气设备的智能化，增强对设备的监控能力和可控性。

主权项

一种基于物联网的高低压开关柜系统，是应用于由若干个供电所和客户端通过云服务器构成的物联网环境中，所述物联网环境用于监测和访问输电线路的电力信息；所述供电所通过输电线路连接上游供电设备和下游用电设备；每个供电所中设置有若干个与所述输电线路相连的高低压开关柜；每个高低压开关柜内都设置有电力信息监测仪器；其特征是，所述高低压开关柜系统包括：开关柜主控单元和智能路由器单元；所述智能路由器单元设置在每个供电所中；每个高低压开关柜中的电力信息监测仪器都设置有相应的开关柜主控单元；任意一个电力信息监测仪器根据所设定的采集周期对所述输电线路上相应的电力信号进行收集，并通过RS485总线传输到相应的开关柜主控单元中；所述客户端通过所述云服务器访问任意个开关柜主控单元，并通过所述智能路由器单元发送控制命令给相应的开关柜主控单元；所述智能路由器单元用于建立所属供电所中的所有开关柜主控单元通过云服务器与所述客户端的连接，并用于构建虚拟局域网；所述虚拟局域网由每个供电所中的智能路由器单元构成，并通过客户端进行访问和内置程序文件的更改和调试；所述开关柜主控单元根据所述采集周期将定期接收到的电力信号转换为电力信息；并对所述电力信息进行工作负荷的综合判断：若所述电力信息超出所设定的预警值，则表示所述电力信息为非正常状态；立即将所述非正常状态的电力信息通过所述智能路由器单元以有线或无线方式发送给所述云服务器；若所述电力信息超出所设定的危险值，则表示所述电力信息为异常状态；自动关闭所述开关柜主控单元上的继电器开关，切断下游用电设备，并将所述异常状态的电力信息发送给所述云服务器；否则表示所述电力信息为正常状态，并根据所设定的发送周期将所述正常状态的电力信息发送给所述云服务器；所述电力信息监测仪器包括：具有RS485通信接口的智能电力检测仪YTZJ‑1、开关状态仪表YT9300和综合保护仪表WDD‑1BG，其连接关系为相同名称的引脚并联；所述智能电力检测仪YTZJ‑1，用于检测输电线路的电流、电压信息以及下游用电设备的有用功率、无功功率和功率因数；所述开关状态仪表YT9300，用于检测下游用电设备的开关状态；所述综合保护仪表WDD‑1BG用于监测、保护和反馈下游供电设备；在所述云服务器上设置有监听转发单元和web服务端；所述监听转发单元对所接收到的来自开关柜主控单元采集并发送的电力信息通过TCP的长连接进行监听并转发web服务端进行显示；所述开关柜主控单元的组成包括：继电器电路模块、RS485接口驱动电路模块、以太网接口模块、USB接口的WIFI模块、工控主板；所述工控主板为核心处理单元，并通过所述继电器电路模块控制所述继电器开关的启闭；通过所述RS485接口驱动电路模块接收所述电力信息监测仪器发送的电力信号；通过以太网接口模块与所述智能路由器单元进行有线信号传输；通过所述USB接口的WIFI模块与所述智能路由器单元进行无线信号传输；所述工控主板包括：信息处理模块、决策管理模块、信息融合模块、智能控制模块、网络通信模块和用于各种信息的全局信息资源池；所述信息处理模块利用外围设置的传感器模块获取所述电力信息监测仪器所采集的输电线路上相应的电力信号进行处理，获得电流电压值以及下游用电设备的开关状态并通过所述网络通信模块发送所述全局信息资源池用于存储；所述决策管理模块用于接收所述客户端所设置的采集周期和发送周期；并根据所述全局信息资源池中所存储的信息对电流电压值以及下游用电设备的开关状态进行判断，若是正常状态，则根据所述发送周期进行上传至云服务器，若为非正常状态和异常状态，则通过所述网络通信模块立上传至云服务器并向所述云服务器发送报警信号；同时在异常状态时向继电器电路模块发送断电信号；所述信息融合模块用于将所述信息处理模块所获得的所有电力信息监测仪器的电流电压值以及下游用电设备的开关状态进行打包；所述智能控制模块用于接收客户端发送的控制命令并发送所述全局信息资源池用于存储，并对与所述工控主板连接的继电器电路模块进行电路通断控制；所述云服务器上还包含有网络监听模块、异常检测模块、连接管理模块、数据转发模块、信息查询模块、趋势预测模块、智能预警模块、异常处理模块、远程控制模块、进程通信模块、数据处理模块、数据库和所述云服务器上的全局信息资源池；云服务器通过网络监听模块与智能路由器单元建立数据连接，在数据正常时根据设定的发送周期通过连接管理模块将数据交给数据转发模块，并通过监听转发单元内的进程通信模块建立相应的进程与云服务器的进程通信模块进行数据的传递，当异常检测模块检测到数据异常的时候，不按设定发送周期而是直接进行数据传送；云服务器的数据处理模块将进程通信模块和数据库以及所述云服务器上的全局信息资源池中的信息进行互传，并通过数据库进行存储；当客户端有信息需要发往开关柜的时候，远程控制模块将控制信息传给所述云服务器上的全局信息资源池，通过数据处理模块将信息传给进程通信模块，再把数据向外传递；对于开关柜反馈回来的信息，由进程通信模块传递给数据处理模块，数据处理模块通过对比数据库内存储的信息处理成WEB服务端所需要显示的信息，并通过信息查询模块还有趋势预测模块将所得到的电力信息以及电力信息的趋势进行显示，通过将电力信息与所述云服务器上的全局信息资源池的数据进行对比后通过智能预警模块对电力信息的非正常状态进行提醒显示，并利用异常处理模块给服务器发送命令调取第三方应用给设定的手机号码发送提示短信；用户在收到提示后在客户端界面通过远程控制模块对开关柜发送控制命令。