本實(shí)用新型涉及高壓電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是一種適于高壓電網(wǎng)的監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國在經(jīng)濟(jì)發(fā)展上的高歌猛進(jìn)，造成了許多資源匱乏和環(huán)境污染問題，用電需求日益增大，在這種壓力和形勢下，我國高壓電網(wǎng)的制度化改革和智能化的推進(jìn)變得迫在眉睫。智能電網(wǎng)系統(tǒng)以其在提高能源利用效率、設(shè)備利用效率以及投資收益等方面的巨大優(yōu)勢而受到各國越來越多的關(guān)注。最早提出智能化電網(wǎng)的是歐美等國家，由于發(fā)展時(shí)間較短，智能電網(wǎng)的發(fā)展仍處在初級水平，而我國在電網(wǎng)智能化、節(jié)電化方面的發(fā)展起步較晚，發(fā)展速度較為緩慢，導(dǎo)致我國智能化電網(wǎng)的發(fā)展水平落后于發(fā)達(dá)國家水平。由于高質(zhì)量的高壓電網(wǎng)不僅能夠有效的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，而且對電網(wǎng)的一體化和智能化發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用，因而需要致力于實(shí)現(xiàn)建立高效率化、經(jīng)濟(jì)化、安全性高、兼容性強(qiáng)以及環(huán)境友好相處的電網(wǎng)系統(tǒng)。

由于能源產(chǎn)地和用電地區(qū)之間會(huì)有一定的距離，當(dāng)輸送一定的電能時(shí)，輸電線路的電壓越高，線路中的電流和相應(yīng)地線路損耗就越小，為了經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸送電力，需通過變壓器對電壓進(jìn)行升高和降低。其中，變壓器的主要組成部分是鐵芯、繞組、絕緣件、外殼和必要的組件等，由于容量、電壓的不同，變壓器中的鐵芯和繞組的結(jié)構(gòu)形式與材質(zhì)也不盡相同。變壓器的鐵芯即是磁路，又是套裝繞組的骨架，通過鐵芯得以把一次電路的電能轉(zhuǎn)為磁能，又通過自身的磁能轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娐返碾娔埽悄芰哭D(zhuǎn)換的媒介。為了滿足發(fā)展要求，有時(shí)要求變壓器通過的電流較大，而這往往會(huì)使變壓器繞組電感大幅度下降，從而使變壓器無法正常工作，導(dǎo)致過早磁飽和現(xiàn)象的發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)，其通過通信模塊和云終端得以實(shí)時(shí)監(jiān)測居民用電和商業(yè)用電，有助于配電單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出的電壓值，從而大幅度節(jié)省電能。

本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)，其通過對變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化以提高磁飽和強(qiáng)度，同時(shí)防止其電感降低和漏磁的疊加效應(yīng)，從而有助于防止外漏磁產(chǎn)生干擾。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)包括電源單元、采集單元、配電單元、電網(wǎng)調(diào)度單元、云終端、通信模塊、居民用電單元以及商業(yè)用電單元，所述配電單元以用于升降輸出電壓，所述配電單元包括變壓器，所述變壓器設(shè)有鐵芯，所述鐵芯包含外芯柱、內(nèi)芯柱、鐵軛以及形成于所述鐵軛上的貫通孔，所述鐵軛一體連接所述外芯柱和所述內(nèi)芯柱，所述內(nèi)芯柱纏繞有繞組，所述貫通孔設(shè)置于所述內(nèi)芯柱根部的正后方，所述采集單元電連接于所述電源單元和所述配電電源，所述采集單元以用于對所述電源單元的輸入電流和輸入電壓進(jìn)行采樣，并將輸入電壓和輸入電流之間的相位差反饋給所述配電單元，所述通信模塊與所述居民用電單元和所述商業(yè)用電單元通信連接，所述云終端通信連接于所述通信模塊和所述電網(wǎng)調(diào)度單元、配電單元，所述云終端以用于存儲(chǔ)和共享所述通信模塊傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，所述電網(wǎng)調(diào)度單元和所述配電單元從所述云終端中調(diào)取數(shù)據(jù)分析以進(jìn)行配電調(diào)度或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)于所述云終端，所述電網(wǎng)調(diào)度單元通信連接于所述配電單元，以用于調(diào)度所述配電單元的輸出電壓。

根據(jù)本實(shí)用新型的一實(shí)施例，所述居民用電單元包括控制單元、家庭局域網(wǎng)以及智能電表，所述商業(yè)用電單元包括控制單元、本地局域網(wǎng)以及智能電表，所述家庭局域網(wǎng)和所述本地局域網(wǎng)通信連接于所述通信模塊，所述家庭局域網(wǎng)或所述本地局域網(wǎng)電連接于所述智能電表和所述控制單元，所述智能電表得以通過所述家庭局域網(wǎng)或所述本地局域網(wǎng)向所述控制單元發(fā)出控制指令或從中獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述控制單元以用于將控制指令轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字輸出量對室內(nèi)的用電設(shè)備進(jìn)行控制，同時(shí)，所述控制單元得以采集用電設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)并反饋于所述家庭局域網(wǎng)或所述本地局域網(wǎng)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一種高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)裝置的安裝示意圖。

圖3A是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)裝置的致動(dòng)部的示意圖(正常狀態(tài))。

圖3B是根據(jù)本實(shí)用新型的保護(hù)裝置的致動(dòng)部的示意圖(變形狀態(tài))。

圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的變壓器鐵芯的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下描述用于揭露本實(shí)用新型以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型。以下描述中的優(yōu)選實(shí)施例只作為舉例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到其他顯而易見的變型。

如圖1至圖4所示的是一種高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)，所述高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)包括電源單元50、采集單元44、配電單元43、電網(wǎng)調(diào)度單元42、云終端41、通信模塊31、居民用電單元10以及商業(yè)用電單元20，所述配電單元43以用于升降輸出電壓，所述配電單元43包括變壓器60，所述變壓器60設(shè)有鐵芯61，所述鐵芯61包含外芯柱611、內(nèi)芯柱612、鐵軛613以及形成于所述鐵軛613上的貫通孔614，所述鐵軛613一體連接所述外芯柱611和所述內(nèi)芯柱612，所述內(nèi)芯柱612纏繞有繞組，所述貫通孔614設(shè)置于所述內(nèi)芯柱612根部的正后方，所述采集單元44電連接于所述電源單元50和所述配電電源，所述采集單元44以用于對所述電源單元50的輸入電流和輸入電壓進(jìn)行采樣，并將輸入電壓和輸入電流之間的相位差反饋給所述配電單元43，所述通信模塊31與所述居民用電單元10和所述商業(yè)用電單元20通信連接，所述云終端41通信連接于所述通信模塊31和所述電網(wǎng)調(diào)度單元42、配電單元43，所述云終端41以用于存儲(chǔ)和共享所述通信模塊31傳輸?shù)谋O(jiān)測數(shù)據(jù)，所述電網(wǎng)調(diào)度單元42和所述配電單元43從所述云終端41中調(diào)取數(shù)據(jù)分析以進(jìn)行配電調(diào)度或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)于所述云終端41，所述電網(wǎng)調(diào)度單元42通信連接于所述配電單元43，以用于調(diào)度所述配電單元43的輸出電壓。從而，通過對變壓器60鐵芯61結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化以提高磁飽和強(qiáng)度，同時(shí)防止其電感降低和漏磁的疊加效應(yīng)，從而有助于防止外漏磁產(chǎn)生干擾，強(qiáng)化電壓輸出。

其中，所述居民用電單元10包括控制單元11、家庭局域網(wǎng)21以及智能電表22，所述商業(yè)用電單元20包括控制單元11、本地局域網(wǎng)23以及智能電表22，所述家庭局域網(wǎng)21和所述本地局域網(wǎng)23通信連接于所述通信模塊31，所述家庭局域網(wǎng)21或所述本地局域網(wǎng)23電連接于所述智能電表22和所述控制單元11，所述智能電表22得以通過所述家庭局域網(wǎng)21或所述本地局域網(wǎng)23向所述控制單元11發(fā)出控制指令或從中獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述控制單元11以用于將控制指令轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字輸出量對室內(nèi)的用電設(shè)備2進(jìn)行控制，同時(shí)，所述控制單元11得以采集用電設(shè)備2的監(jiān)測數(shù)據(jù)并反饋于所述家庭局域網(wǎng)21或所述本地局域網(wǎng)23。

其中，所述高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)進(jìn)一步包括表計(jì)數(shù)據(jù)管理模塊32，所述表計(jì)數(shù)據(jù)管理模塊32電連接于所述通信模塊31，以用于對所述通信模塊31的通信數(shù)據(jù)的確認(rèn)、編輯與評估，從而防止通信網(wǎng)絡(luò)的中斷以及在用戶端保證數(shù)據(jù)流的完整與準(zhǔn)確。

所述變壓器60鐵芯61為E型鐵芯61片疊所述貫通孔614設(shè)置于所述內(nèi)芯柱612的正后方，得以防止E型鐵芯61片的中間內(nèi)芯柱612的外漏磁而對電壓輸出產(chǎn)生干擾，有效降低電感降低和漏磁現(xiàn)象，從而抑制諧波電流和減少浪涌電流。當(dāng)所述貫通孔614設(shè)置于鐵軛613上時(shí)，所述內(nèi)芯柱612產(chǎn)生的磁通不是簡單地繞孔流通，而是走勵(lì)磁福安最小的路徑，這樣在所述貫通孔614的附近，磁通不是簡單地繞孔流通，而是在比較長的途徑后，才能恢復(fù)到孔以前的分布，如果沒有貫通孔614，所述內(nèi)芯柱612上產(chǎn)生的磁通有部分會(huì)直接從所述內(nèi)芯柱612的根部向外漏，造成對輸出電壓的干擾。

所述配電單元43一方面可受到所述電網(wǎng)調(diào)度單元42的調(diào)度指令進(jìn)行配電調(diào)節(jié)，另一方面也可自動(dòng)平滑的調(diào)節(jié)電路的電壓和電流幅度，提高整體電路系統(tǒng)的功率因素，在確保居民用電和商業(yè)用電正常工作的條件下，給用電設(shè)備2輸出一個(gè)最佳使用功率，大幅度節(jié)省電能。

所述采集單元44得以明確輸入電流和輸入電壓的數(shù)值范圍，提高實(shí)時(shí)監(jiān)測的效率，有助有所述配電單元43的調(diào)配。

所述高壓電網(wǎng)監(jiān)控強(qiáng)化系統(tǒng)進(jìn)一步包括保護(hù)裝置12，所述控制單元11電連接于所述家庭局域網(wǎng)21和所述保護(hù)裝置12，各個(gè)所述保護(hù)裝置12串聯(lián)于各個(gè)用電設(shè)備2，得以為居室中的各個(gè)用電設(shè)備2提供保護(hù)電路。進(jìn)一步地，在所述商業(yè)用電單元20中，所述控制單元11電連接于所述本地局域網(wǎng)23和所述保護(hù)裝置12，各個(gè)所述保護(hù)裝置12串聯(lián)于各個(gè)商業(yè)或工業(yè)用電設(shè)備2，得以為商業(yè)或工業(yè)中的各個(gè)用電設(shè)備2提供保護(hù)電路。

各個(gè)所述保護(hù)裝置12串聯(lián)于各個(gè)所述用電設(shè)備2，電流從所述保護(hù)裝置12向所述用電設(shè)備2傳輸，得以為各個(gè)用電設(shè)備2提供保護(hù)電路，當(dāng)發(fā)生短路或其它電流溫度突然升高的情況時(shí)，避免用電設(shè)備2損壞，保護(hù)用電設(shè)備2的使用安全。

其中，所述保護(hù)裝置12設(shè)有致動(dòng)部121、動(dòng)觸點(diǎn)122和靜觸點(diǎn)123，所述動(dòng)觸點(diǎn)122設(shè)置于所述致動(dòng)部121的一側(cè)，所述靜觸點(diǎn)123可分離地面向所述動(dòng)觸點(diǎn)122，所述致動(dòng)部121可變形地帶動(dòng)所述動(dòng)觸點(diǎn)122接觸或分離于所述靜觸點(diǎn)123，當(dāng)電路正常時(shí)，所述動(dòng)觸點(diǎn)122接觸所述靜觸點(diǎn)123，電流得以通過所述保護(hù)裝置12到達(dá)用電設(shè)備2，如圖3A所示，當(dāng)電路異常時(shí)，所述致動(dòng)部121受熱發(fā)生變形，所述動(dòng)觸點(diǎn)122與所述靜觸點(diǎn)123分離，異常的電流無法到達(dá)用電設(shè)備2，保護(hù)用電設(shè)備2的使用安全，如圖3B所示。

其中，所述致動(dòng)部121包括主動(dòng)層124和被動(dòng)層125，所述主動(dòng)層124和所述被動(dòng)層125的熱膨脹系數(shù)不同，熱膨脹系數(shù)較高的主動(dòng)層124和熱膨脹系數(shù)較低的被動(dòng)層125相結(jié)合，所述主動(dòng)層124為Mn75Ni15Cu10層，所述被動(dòng)層125為Ni36層，所述主動(dòng)層124和所述被動(dòng)層125的彈性模型模量接近，熱膨脹系數(shù)之差較大，彈性極限大，同時(shí)化學(xué)性能穩(wěn)定易結(jié)合。

所述智能電表22是一種固態(tài)可編程的裝置，得以顯示電能使用數(shù)據(jù)、顯示時(shí)變電價(jià)、修復(fù)電源通告、電能質(zhì)量監(jiān)測、干擾與竊電監(jiān)測以及與室內(nèi)其它的智能設(shè)備互相通信，從而引導(dǎo)用戶進(jìn)行節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)需求響應(yīng)機(jī)制，所述智能電表22作為居室內(nèi)的能源控制中心，得以根據(jù)用戶當(dāng)前的用電情況，幫助用戶做出節(jié)能決策，所述智能電表22通過家庭局域網(wǎng)21和控制單元11，得以與用電設(shè)備2緊密相連，一旦用戶在智能電表22上做出控制決策，得以根據(jù)用戶的指令向所述家庭局域網(wǎng)21發(fā)出控制指令，使得所述控制單元11控制各個(gè)用電設(shè)備2的工作，無需用戶手動(dòng)調(diào)節(jié)用電設(shè)備2。

所述智能電表22由一塊液晶顯示屏及其控制電路組成，可以通過RS232串口與所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，計(jì)算機(jī)向串口發(fā)送一組二進(jìn)制代碼，控制液晶顯示屏上的一個(gè)顯示動(dòng)作，代碼與顯示動(dòng)作一一對應(yīng)。根據(jù)用電設(shè)備2的使用情況計(jì)算出當(dāng)前的用電總功率，并顯示在液晶屏上，如果功率高于某一設(shè)定好的值，屏幕下方會(huì)出現(xiàn)節(jié)電提示。

所述家庭局域網(wǎng)21通過所述控制單元11將所述智能電表22和各種可控的用電設(shè)備2連接起來，組成局域網(wǎng)絡(luò)，得以顯示能源使用情況、對價(jià)格信號做出相應(yīng)的反應(yīng)、電力安全監(jiān)測。

所述通信模塊31以用于在電力公司、用戶以及可控電力負(fù)荷之間的互相通信，其采用雙向通信標(biāo)準(zhǔn)，以確保通信的快速安全，所述通信模塊31得以連接多個(gè)用戶的家庭局域網(wǎng)21，從各個(gè)所述智能電表22中采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過回程通道傳信于所述云終端41，得以將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)以便于電力公司的所述電網(wǎng)控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和調(diào)取，合理安排用電情況，其中，通信介質(zhì)得以采用電力線載波、電力線寬帶、無線網(wǎng)絡(luò)以及Internet或者是以上的結(jié)合。從而通過通信模塊31和云終端41得以實(shí)時(shí)監(jiān)測居民用電和商業(yè)用電，有助于配電單元43實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)輸出的電壓值，從而大幅度節(jié)省電能。

所述控制單元11以用于接收所述智能電表22發(fā)出的控制指令，并將其轉(zhuǎn)換成模擬或數(shù)字輸出量對室內(nèi)的用電設(shè)備2進(jìn)行控制，同時(shí)，所述控制單元11得以采集室內(nèi)各用電設(shè)備2的工作情況，并將其通過所述家庭局域網(wǎng)21傳遞給所述智能電表22。所述控制單元11通過計(jì)算機(jī)RS232串口實(shí)時(shí)控制模擬量的輸出和數(shù)字量的輸出，所述控制單元11采用抗高頻干擾電路，工作穩(wěn)定可靠，通過所述保護(hù)裝置12得以提供保護(hù)電路，提高抗雷擊以及靜電沖擊的性能。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。