智能綜合配電柜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種應(yīng)用于配電系統(tǒng)的智能監(jiān)控式綜合配電柜。一種智能綜合配電柜，將計量電流互感器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、智能無功補償電容器、磁保持無壓接觸器按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，和所述配電設(shè)備工況在線檢測終端配套設(shè)有無線通訊模塊，所述配電設(shè)備工況在線檢測終端包括電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊；所述配電柜通過無線模塊和光纖模塊與移動通信基站和前置端計算機連接，完成電力參數(shù)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、監(jiān)控指令的上傳和接收?？朔藗鹘y(tǒng)配電系統(tǒng)運行損耗高、自動化程度低、供電不可靠、供電質(zhì)量差等運行中存在的問題，為配電系統(tǒng)實現(xiàn)智能化監(jiān)控管理打下了良好的基礎(chǔ)。
【專利說明】智能綜合配電柜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種配電柜，具體的說，涉及了一種應(yīng)用于配電系統(tǒng)的智能監(jiān)控式綜合配電柜。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在我國廣大的配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，由于配電設(shè)備多采用傳統(tǒng)的配電設(shè)備，設(shè)備技術(shù)落后，損壞率高，直接影響到配變臺區(qū)的正常運行。
[0003]目前的配電柜在實際運行過程中存在著如下問題:
[0004]1，自動化程度低。缺乏監(jiān)控、管理后臺和相應(yīng)的通訊設(shè)備。抄表、電力參數(shù)檢測、控制等完全依靠人工，效率低，效益差；
[0005]2，供電不可靠。傳統(tǒng)的低壓配電柜，沒有故障在線檢測預(yù)警和遠程監(jiān)控功能。往往是發(fā)生了電力故障后，再派人去現(xiàn)場查找而后進行排除。勞工費時，影響正常供電。
[0006]3，供電質(zhì)量差。(I)電壓合格率低。亦因傳統(tǒng)的低壓配電柜缺少自動在線檢測功能，當配電網(wǎng)電壓過低時，輸出電壓隨之降低。電壓降低至(額定電壓的10 %)時，電流相應(yīng)增大，燒毀用電設(shè)備電動機，引起線損增大；配電網(wǎng)電壓過高時，輸出電壓隨之升高。電壓過高(超出額定電壓的10 %)時，配變鐵芯磁通密度增加，變壓器損耗增大，引起諧振，產(chǎn)生諧潑，影響用電設(shè)備，如:白熾燈及家用電器等的正常使用，嚴重時可造成用電設(shè)備燒毀。(2)三相有功不平衡。配變臺區(qū)低壓三相負荷不平衡普遍存在，不平衡電流會降低變壓器出力，
(3)無功補償效果差。通常采用的無功補償裝置，僅檢測線電壓和一相電流，以功率因數(shù)為投切依據(jù)，容易造成單相的過補償和欠補償，輕載時會出現(xiàn)投切振蕩，加劇了電壓不穩(wěn)定狀況，損壞投切開關(guān)和其它用電設(shè)備；分級少，不宜細致分組。如200kVA變壓器常規(guī)按60kvar補償容量分3級配置，單只電容容量為20kvar，對于20kvar以下的無功負荷無法補償，僅此一項變壓器20年壽命期內(nèi)多損耗31.5萬度電能。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，設(shè)計出一種智能綜合配電柜，用于配電變壓器臺區(qū)，實施智能化用電監(jiān)控與管理。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種智能綜合配電柜，將計量電流互感器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、智能無功補償電容器、磁保持無壓接觸器按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，和所述配電設(shè)備工況在線檢測終端配套設(shè)有無線通訊模塊，所述配電設(shè)備工況在線檢測終端包括電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊，配電變壓器低壓電源分別與所述計量電流互感器、智能無功補償電容器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、磁保持無壓接觸器連接，構(gòu)成智能綜合配電柜；
[0010]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端通過通訊接口與所述智能無功補償電容器連接，以讀取智能無功補償電容器的工作狀況信息，并上傳監(jiān)控信息；[0011]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端控制信號輸出端與所述磁保持無壓接觸器分合閘線圈，按分閘-分閘、共用-共用、合閘-合閘依次連接，磁保持無壓接觸器按照配電設(shè)備工況在線檢測終端發(fā)出的控制指令，執(zhí)行電源分合閘通電、斷電或發(fā)出在線檢測故障信號
預(yù)警；
[0012]將三相四線電源線同時連接于所述配電設(shè)備工況在線檢測終端和所述智能無功補償電容器的工作電源輸入端，以提供輔助工作電源；
[0013]所述配電柜通過和配電設(shè)備工況在線檢測終端的無線模塊和光纖模塊與移動通信基站和安裝有后臺操作軟件的前置端計算機連接，完成電力參數(shù)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、監(jiān)控指令的上傳和接收的通訊傳輸任務(wù)。
[0014]所述的智能綜合配電柜，將配電變壓器低壓電源的低壓側(cè)三根相線，首先分別通過三只計量電流互感器，而后連接于三相磁保持無壓接觸器的進線端，三相磁保持無壓接觸器的出線端至輸出負載；三只計量電流互感器的二次側(cè)分別連接于配電設(shè)備工況在線檢測終端的電能計量模塊輸入端，構(gòu)成計量電路。
[0015]所述的智能綜合配電柜，配電設(shè)備工況在線檢測終端包括有變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、諧波信號采集電路、電壓信號采集電路、電流信號采集電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器以及單片機系統(tǒng)電路；所述變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器輸出信號分別接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述諧波信號采集電路通過諧波檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述電壓信號采集電路、電流信號采集電路通過電參數(shù)檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述單片機系統(tǒng)電路的輸出端連接有輸出控制端口電路，單片機系統(tǒng)電路通過所述輸出控制端口電路輸出控制IOkv斷路開關(guān)或400V斷路器或交流接觸器通斷指令；所述單片機系統(tǒng)電路通過通訊端口連接無線發(fā)射接收通信模塊。
[0016]實用新型的有益積極效果:
[0017]1、本實用新型智能綜合配電柜，是利用高效節(jié)能技術(shù)、計算機技術(shù)與無線移動通信技術(shù)開發(fā)的一種智能綜合配電柜。該智能綜合配電柜，適用于配電系統(tǒng)用電環(huán)境，完成配變臺區(qū)的智能檢測監(jiān)控?？朔伺潆娤到y(tǒng)，運行損耗高、自動化程度低、供電不可靠、供電質(zhì)量差等運行中存在的問題。為智能電網(wǎng)的建設(shè)，提供了一種智能化末端配電設(shè)備，亦為配電系統(tǒng)實現(xiàn)智能化監(jiān)控管理打下了良好的基礎(chǔ)。集配電變壓器低壓電源、配電設(shè)備工況在線檢測預(yù)警終端、智能無功補償裝置、計量裝置、無壓接觸器、無線模塊或光纖模塊、安裝有后臺主站軟件的前置端計算機、公用通訊基站前述各種設(shè)備的全部或部分為一體，用于配電變壓器臺區(qū)，能夠?qū)嵤┡潆娤到y(tǒng)智能化用電監(jiān)控與管理。
[0018]2、本實用新型智能綜合配電柜，功能完善，可完成電能計量(遠程抄表)、電能質(zhì)量監(jiān)測(電壓、諧波)、配變工況(有功、無功、負荷、外溫度)監(jiān)控、無功補償(改善電壓、功率因
下發(fā)控制指令、信息上傳預(yù)警任務(wù)。柜內(nèi)配置配電設(shè)備工況在線檢測終端，集內(nèi)置有電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊、無線模塊(GPRS)、光纖模塊(SFP)為一體的配電設(shè)備工況在線檢測終端。能夠直接讀取電能電量、智能無功補償電容器工作狀況、發(fā)出監(jiān)控指令、無線網(wǎng)絡(luò)上傳或光纖上傳信息的配電設(shè)備工況在線檢測終端。
[0019]3、本實用新型將所述計量電流互感器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、智能無功補償電容器、磁保持無壓接觸器，按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，進行安裝接線相互連接后，安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，并整合為一體，構(gòu)成智能綜合配電柜。智能無功補償裝置是采用計算機技術(shù)、自愈式低壓電容器、RS485通訊接口為主體的組合式智能電容器，具有過零投切功能，即:電壓過零合閘和電流過零分閘。開關(guān)通斷時響應(yīng)速度快，不產(chǎn)生涌流，觸點不容易燒結(jié)，顯著提高了電容器及投切開關(guān)的使用壽命；三相共補、三相分補、混合補償?shù)冉M網(wǎng)方式，以達到控制三相平衡、精確控制功率因數(shù)、避免系統(tǒng)出現(xiàn)過補、欠補和三相不平衡等問題。實際運行中，解決了三相有功不平衡問題，提高了低壓電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型智能綜合配電柜構(gòu)成及工作原理方框圖；
[0021]圖2是本實用新型智能綜合配電柜連接安裝示意圖；
[0022]圖3是本實用新型配電柜配電設(shè)備工況在線檢測終端結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面通過【具體實施方式】，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0024]實施例1
[0025]參見圖1，本實用新型智能綜合配電柜102，是將計量電流互感器103、配電設(shè)備工況在線檢測終端105、智能無功補償電容器104、磁保持無壓接觸器108按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，相互連接后安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，而且，其中和所述配電設(shè)備工況在線檢測終端105配套連接設(shè)有無線通訊模塊，所述配電設(shè)備工況在線檢測終端105包括電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊，配電變壓器低壓電源101分別與所述計量電流互感器、智能無功補償電容器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、磁保持無壓接觸器連接，構(gòu)成智能綜合配電柜；
[0026]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端105通過通訊接口與所述智能無功補償電容器104連接，以讀取智能無功補償電容器的工作狀況信息，并予以監(jiān)控上傳信息；
[0027]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端控制信號輸出端與所述磁保持無壓接觸器分合閘線圈，按分閘-分閘、共用-共用、合閘-合閘依次連接，磁保持無壓接觸器按照配電設(shè)備工況在線檢測終端發(fā)出的控制指令，執(zhí)行電源分合閘通電、斷電或發(fā)出在線檢測故障信號預(yù)警；
[0028]配電變壓器三相四線電源線同時連接于所述配電設(shè)備工況在線檢測終端和所述智能無功補償電容器的工作電源輸入端，以提供輔助工作電源；
[0029]所述配電柜通過與配電設(shè)備工況在線檢測終端相連接的無線模塊106和光纖模塊107與移動通信基站109和安裝有后臺操作軟件的前置端計算機110連接，共同完成電力參數(shù)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、監(jiān)控指令的上傳和接收的通訊傳輸任務(wù)。
[0030]實施例2
[0031]參見圖1，圖2。本實施例所述的智能綜合配電柜，含有計量電路:將配電變壓器低壓側(cè)三根相線，首先分別通過三只計量電流互感器，而后連接于三相磁保持無壓接觸器的進線端，三相磁保持無壓接觸器的出線端至輸出負載；三只計量電流互感器的二次側(cè)分別連接于配電設(shè)備工況在線檢測終端的電能計量模塊輸入端，構(gòu)成計量電路。
[0032]所述的智能綜合配電柜，配電設(shè)備工況在線檢測終端包括有變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、諧波信號采集電路、電壓信號采集電路、電流信號采集電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器以及單片機系統(tǒng)電路。參見圖3，所述變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器輸出信號分別接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述諧波信號采集電路通過諧波檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述電壓信號采集電路、電流信號采集電路通過電參數(shù)檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路；所述單片機系統(tǒng)電路的輸出端連接有輸出控制端口電路，單片機系統(tǒng)電路通過所述輸出控制端口電路輸出控制IOkV斷路開關(guān)或400V斷路器或交流接觸器通斷指令；所述單片機系統(tǒng)電路通過通訊端口連接無線發(fā)射接收通信模塊。
[0033]實施例3
[0034]參見圖1、圖2、圖3，其中，配電變壓器低壓電源101分別與所述計量電流互感器103、智能無功補償電容104、配電設(shè)備工況在線檢測終端105、磁保持無壓接觸器108連接，按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，進行安裝接線相互連接后，安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，并整合為一體，構(gòu)成智能綜合配電柜。
[0035]如圖2所示，將配電變壓器低壓側(cè)三根相線，首先分別通過三只計量電流互感器，而后連接于三相無壓接觸器的進線端214，三相無壓接觸器的出線端215接至輸出負載；三只計量電流互感器的二次側(cè)分別連接于配電設(shè)備工況在線檢測終端的電能計量模塊輸入端，構(gòu)成計量電路；
[0036]將三相四線電源線同時連接于所述配電設(shè)備工況在線檢測終端和智能無功補償電容器的工作電源輸入端210，以提供輔助工作電源；所述配電設(shè)備工況在線檢測終端RS485通訊接口與所述智能無功補償電容器的RS485接口分別按A-A、B-B連接，以讀取智能無功補償電容器的工作狀況信息，并予以監(jiān)控上傳信息；
[0037]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端控制信號輸出端211與所述無壓接觸器分合閘線圈212，按分閘-分閘、共用-共用、合閘-合閘依次連接，按照配電設(shè)備工況在線檢測終端發(fā)出的控制指令，執(zhí)行電源分合閘通電、斷電或發(fā)出在線檢測故障信號預(yù)警；
[0038]配電設(shè)備工況在線檢測終端與移動通信基站通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與安裝有后臺操作軟件的前置端計算機無線連接，完成電力參數(shù)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、監(jiān)控指令的上傳和接收的通訊傳輸任務(wù)。所述供電所前置端計算機是安裝有后臺主站操作軟件的普通電腦。后臺主站操作軟件是符合國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準的后臺主站操作軟件。移動通信基站提供網(wǎng)絡(luò)通訊服務(wù)。
[0039]所述配電設(shè)備工況在線檢測終端是集電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊、無線模塊(GPRS)、光纖模塊(SFP)為一體的配電設(shè)備工況在線檢測終端。能夠直接讀取電能電量、智能無功補償電容器工作狀況、發(fā)出監(jiān)控指令、無線網(wǎng)絡(luò)上傳或光纖上傳信息的配電設(shè)備工況在線檢測終端。該智能綜合配電柜，功能完善。可完成電能計量(遠程抄表)、電能質(zhì)量監(jiān)測(電壓、諧波)、配變工況(有功、無功、負荷、外溫度)監(jiān)控、無功補償(改善電壓、功率因數(shù))下發(fā)控制指令、信息上傳預(yù)警任務(wù)。
[0040]智能無功補償裝置是采用計算機技術(shù)、自愈式低壓電容器、RS485通訊接口為主體的組合式智能電容器，具有過零投切功能，即:電壓過零合閘和電流過零分閘。開關(guān)通斷時響應(yīng)速度快，不產(chǎn)生涌流，觸點不容易燒結(jié)，顯著提高了電容器及投切開關(guān)的使用壽命；三相共補、三相分補、混合補償?shù)冉M網(wǎng)方式，以達到控制三相平衡、精確控制功率因數(shù)、避免系統(tǒng)出現(xiàn)過補、欠補和三相不平衡等問題。實際運行中，解決了三相有功不平衡問題，能夠提高低壓電網(wǎng)的供電質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1.一種智能綜合配電柜，將計量電流互感器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、智能無功補償電容器、磁保持無壓接觸器按照規(guī)定的低壓電器安裝接線規(guī)范，安裝在金屬外殼控制箱內(nèi)，其特征是:和所述配電設(shè)備工況在線檢測終端配套設(shè)有無線通訊模塊，所述配電設(shè)備工況在線檢測終端包括電能計量模塊、單片機模塊、電參數(shù)采集模塊、諧波信號檢測模塊，配電變壓器低壓電源分別與所述計量電流互感器、智能無功補償電容器、配電設(shè)備工況在線檢測終端、磁保持無壓接觸器連接，構(gòu)成智能綜合配電柜； 所述配電設(shè)備工況在線檢測終端通過通訊接口與所述智能無功補償電容器連接，以讀取智能無功補償電容器的工作狀況信息，并上傳監(jiān)控信息； 所述配電設(shè)備工況在線檢測終端控制信號輸出端與所述磁保持無壓接觸器分合閘線圈，按分閘-分閘、共用-共用、合閘-合閘依次連接，磁保持無壓接觸器按照配電設(shè)備工況在線檢測終端發(fā)出的控制指令，執(zhí)行電源分合閘通電、斷電或發(fā)出在線檢測故障信號預(yù)m.1=I ， 將三相四線電源線同時連接于所述配電設(shè)備工況在線檢測終端和所述智能無功補償電容器的工作電源輸入端，以提供輔助工作電源； 所述配電柜通過和配電設(shè)備工況在線檢測終端的無線模塊和光纖模塊與移動通信基站和安裝有后臺操作軟件的前置端計算機連接，完成電力參數(shù)數(shù)據(jù)、預(yù)警信息、監(jiān)控指令的上傳和接收的通訊傳輸任務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能綜合配電柜，其特征在于:將配電變壓器低壓電源的低壓側(cè)三根相線，首先分別通過三只計量電流互感器，而后連接于三相磁保持無壓接觸器的進線端，三相磁保持無壓接觸器的出線端至輸出負載；三只計量電流互感器的二次側(cè)分別連接于配電設(shè)備工況在線檢測終端的電能計量模塊輸入端，構(gòu)成計量電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能綜合配電柜，其特征在于:所述配電設(shè)備工況在線檢測終端包括有變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、諧波信號采集電路、電壓信號采集電路、電流信號采集電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器以及單片機系統(tǒng)電路； 所述變壓器溫度信號傳感器、漏電信號檢測電路、開關(guān)狀態(tài)檢測電路、避雷器泄漏檢測傳感器輸出信號分別接入所述單片機系統(tǒng)電路； 所述諧波信號采集電路通過諧波檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路； 所述電壓信號采集電路、電流信號采集電路通過電參數(shù)檢測分析單元電路接入所述單片機系統(tǒng)電路； 所述單片機系統(tǒng)電路的輸出端連接有輸出控制端口電路，單片機系統(tǒng)電路通過所述輸出控制端口電路輸出控制IOkV斷路開關(guān)或400V斷路器或交流接觸器通斷指令； 所述單片機系統(tǒng)電路通過通訊端口連接無線發(fā)射接收通信模塊。
【文檔編號】H02J13/00GK203504293SQ201320607298
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳世忠, 高澤民, 李閣華 申請人:河南開啟電力實業(yè)有限公司