本發(fā)明涉及配電控制領域，尤其是一種環(huán)網(wǎng)控制柜、配電網(wǎng)控制系統(tǒng)、配電網(wǎng)控制方法。

背景技術：

現(xiàn)在對于低壓配電系統(tǒng)，當存在三個以上變壓器供電時，如果其中一個變壓器負荷過載時，則控制柜采取的是人工或繼電器的簡單邏輯控制聯(lián)絡開關來轉(zhuǎn)移部分負載，使變壓器安全穩(wěn)定地運行。但通過繼電器或plc的邏輯關系控制聯(lián)絡開關轉(zhuǎn)移負載來處理變壓器的過載問題時，無法考慮到該區(qū)域內(nèi)變壓器負載的可變性特點，因此會造成一些不必要的操作，導致誤判的情況，造成較大的經(jīng)濟損失；對配電網(wǎng)的控制可靠性低，智能化低下。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種能智能控制實現(xiàn)可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移控制的環(huán)網(wǎng)控制柜，相應地，還提供一種能智能化控制配電網(wǎng)的負載轉(zhuǎn)移的配電網(wǎng)控制系統(tǒng)和配電網(wǎng)控制方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種環(huán)網(wǎng)控制柜，包括控制柜體，控制柜體內(nèi)包括工業(yè)電腦、plc控制器和若干個聯(lián)絡開關，所述工業(yè)電腦用于接收并處理變壓器測量儀表所測量的數(shù)據(jù)以輸出控制信號至plc控制器，所述plc控制器用于根據(jù)工業(yè)電腦輸入的控制信號控制聯(lián)絡開關，所述聯(lián)絡開關用于實現(xiàn)變壓器低壓側(cè)的可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移，所述工業(yè)電腦與plc控制器連接，所述plc控制器分別與聯(lián)絡開關的分合閘線圈連接以控制聯(lián)絡開關的通斷，所述所有聯(lián)絡開關的第一主觸點接線端連接在一起，所述每個聯(lián)絡開關的第二主觸點接線端作為環(huán)網(wǎng)控制柜的一個輸出端，用于與變壓器的可調(diào)配出線負載連接且一個聯(lián)絡開關對應一個可調(diào)配出線負載。

進一步地，所述環(huán)網(wǎng)控制柜還包括若干支路測量儀表，所述支路測量儀表與聯(lián)絡開關串聯(lián)連接，所述一個支路測量儀表對應一個聯(lián)絡開關，所述支路測量儀表用于測量聯(lián)絡開關所在支路的電參數(shù)數(shù)據(jù)。

進一步地，所述工業(yè)電腦包括觸摸屏，所述觸摸屏用于輸入信息，所述觸摸屏與工業(yè)電腦連接。

本發(fā)明所采用的另一技術方案是：一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，用于控制配電網(wǎng)系統(tǒng)，所述配電網(wǎng)系統(tǒng)包括若干變壓器，所述一個變壓器包括若干出線負載，所述出線負載包括可調(diào)配出線負載和不可調(diào)配出線負載，所述配電網(wǎng)控制系統(tǒng)包括若干個變壓器測量儀表、若干個負載開關和所述的環(huán)網(wǎng)控制柜；所述變壓器測量儀表用于測量變壓器的低壓側(cè)進線端和若干個可調(diào)配出線分支的電參數(shù)數(shù)據(jù)，所述負載開關用于切斷變壓器與出線負載的連接且一個負載開關對應一個出線負載；所述一個聯(lián)絡開關控制一個可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移，所述變壓器測量儀表與工業(yè)電腦連接，所述plc控制器與負載開關的分合閘線圈連接以控制負載開關的通斷，所述一個變壓器的低壓側(cè)進線端與對應的若干個負載開關的第一主觸點接線端連接，所述一個負載開關的第二主觸點接線端與對應的出線負載連接，所述一個聯(lián)絡開關的第二主觸點接線端與對應的可調(diào)配出線負載連接。

進一步地，所述變壓器測量儀表包括總測量儀表和出線支路測量儀表，所述一個變壓器配置一個總測量儀表和若干個出線支路測量儀表，所述總測量儀表用于測量變壓器總的電參數(shù)數(shù)據(jù)，所述出線支路測量儀表用于測量可調(diào)配出線負載所在出線支路的電參數(shù)數(shù)據(jù)；所述總測量儀表的一端與對應的變壓器的低壓側(cè)的進線端連接，所述若干個負載開關的第一主觸點接線端通過總測量儀表與對應的變壓器的低壓側(cè)進線端連接，所述可調(diào)配出線負載所在支路的負載開關的第二主觸點接線端通過出線支路測量儀表與變壓器的可調(diào)配出線負載連接。

進一步地，所述支路測量儀表與工業(yè)電腦連接。

進一步地，所述支路測量儀表、變壓器測量儀表均為stm-630a型號的智能電力儀表。

進一步地，所述聯(lián)絡開關、負載開關為hnh800n系列塑殼斷路器。

本發(fā)明所采用的另一技術方案是：一種配電網(wǎng)控制方法，應用于所述的配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，包括以下步驟：

s1、工業(yè)電腦獲取變壓器測量儀表測量的變壓器的電參數(shù)數(shù)據(jù)；

s2、工業(yè)電腦根據(jù)電參數(shù)數(shù)據(jù)判斷變壓器是否處于過載狀態(tài)，若是，則通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關將處于過載狀態(tài)的變壓器的過載部分負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器。

進一步地，所述電參數(shù)數(shù)據(jù)包括負載電流，包括變壓器的總負載電流和可調(diào)配出線負載所在的出線支路的負載電流。

進一步地，所述根據(jù)電參數(shù)數(shù)據(jù)判斷變壓器是否處于過載狀態(tài)包括：

判斷變壓器的總負載電流是否大于預設的重載整定值，若是，則開始統(tǒng)計變壓器負載電流越限時間，當所述變壓器的總負載電流大于預設的重載整定值且變壓器負載電流越限時間大于預設的重載時間整定值時，所述變壓器處于重載狀態(tài)；

否則，將所述變壓器負載電流越限時間清零，并判斷所述變壓器的總負載電流是否大于預設的一般過載整定值，若是，則開始統(tǒng)計變壓器負載電流越限時間，當所述變壓器的總負載電流大于預設的一般過載整定值且變壓器負載電流越限時間大于預設的一般過載時間整定值時，所述變壓器處于一般過載狀態(tài)。

進一步地，所述通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關將處于過載狀態(tài)的變壓器的過載部分負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器包括：

當變壓器處于過載狀態(tài)時，工業(yè)電腦根據(jù)變壓器的額定負載電流和變壓器的總負載電流得到變壓器過載部分的電流大小，并根據(jù)過載變壓器中可調(diào)配出線負載所在的出線支路的負載電流對比得出待轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載，所述工業(yè)電腦下發(fā)轉(zhuǎn)移指令至plc控制器，所述plc控制器根據(jù)轉(zhuǎn)移指令控制聯(lián)絡開關和負載開關將所述的待轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明一種環(huán)網(wǎng)控制柜，通過工業(yè)電腦接收處理變壓器的電參數(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合plc控制器和若干聯(lián)絡開關智能實現(xiàn)可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移控制，控制柜的穩(wěn)定性和智能化提高；一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，通過環(huán)網(wǎng)控制柜、變壓器測量儀表和負載開關，實現(xiàn)智能化控制配電網(wǎng)進行負載轉(zhuǎn)移的工作；最后，一種配電網(wǎng)控制方法，通過工業(yè)電腦接收變壓器測量儀表所測得的變壓器電參數(shù)數(shù)據(jù)，智能分析判斷變壓器的過載情況，根據(jù)過載情況并通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關，消除變壓器的過載。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步說明：

圖1是本發(fā)明中一種環(huán)網(wǎng)控制柜的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的一具體實施例示意圖；

圖3是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖4是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制方法的步驟流程圖；

圖5是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制方法中判斷變壓器的過載情況的步驟流程圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

一種環(huán)網(wǎng)控制柜，參考圖1和圖2，圖1是本發(fā)明中一種環(huán)網(wǎng)控制柜的結(jié)構(gòu)框圖，圖2是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的一具體實施例示意圖，包括控制柜體，控制柜體內(nèi)包括工業(yè)電腦、plc控制器和若干個聯(lián)絡開關，工業(yè)電腦用于接收并處理變壓器測量儀表所測量的數(shù)據(jù)以輸出控制信號至plc控制器，plc控制器用于根據(jù)工業(yè)電腦輸入的控制信號控制聯(lián)絡開關，聯(lián)絡開關用于實現(xiàn)變壓器低壓側(cè)的可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移，工業(yè)電腦與plc控制器連接，plc控制器分別與聯(lián)絡開關的分合閘線圈連接以控制聯(lián)絡開關的通斷，參考圖2，所有聯(lián)絡開關的第一主觸點接線端連接在一起，即圖2中的ⅶ段母線，每個聯(lián)絡開關的第二主觸點接線端作為環(huán)網(wǎng)控制柜的一個輸出端，用于與變壓器的可調(diào)配出線負載連接且一個聯(lián)絡開關對應一個可調(diào)配出線負載，例如圖2中的聯(lián)絡開關qf12、qf22、qf32和qf42，qf42為備用回路的聯(lián)絡開關；本發(fā)明中，聯(lián)絡開關采用斷路器來實現(xiàn)，具體地，采用hnh800n系列塑殼斷路器。

一種環(huán)網(wǎng)控制柜，通過工業(yè)電腦接收處理變壓器的電參數(shù)數(shù)據(jù)，結(jié)合plc控制器和若干聯(lián)絡開關智能實現(xiàn)可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移控制，克服現(xiàn)有技術中的缺點，提高控制柜的穩(wěn)定性和智能化。實際中，環(huán)網(wǎng)控制柜采用不銹鋼外殼，做成戶外防雨柜，防止柜內(nèi)設備被雨水淋濕造成短路而導致重大損失。

作為技術方案的進一步改進，參考圖2，圖2是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的一具體實施例示意圖，環(huán)網(wǎng)控制柜還包括若干支路測量儀表，如圖2中的ta-1、ta-2、ta-3和ta-4，支路測量儀表與聯(lián)絡開關串聯(lián)連接，一個支路測量儀表對應一個聯(lián)絡開關，支路測量儀表用于測量聯(lián)絡開關所在支路的電參數(shù)數(shù)據(jù)；圖2中示意的僅僅是支路測量儀表中的電流互感器組，分別用于測量三相的電參數(shù)數(shù)據(jù)；支路測量儀表為stm-630a型號的智能電力儀表。進一步地，工業(yè)電腦包括觸摸屏，觸摸屏用于輸入信息，觸摸屏與工業(yè)電腦連接；觸摸屏可以方便控制柜使用者進行控制指令輸入，十分方便。

一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，參考圖2和圖3，圖2是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的一具體實施例示意圖，圖3是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，用于控制配電網(wǎng)系統(tǒng)，配電網(wǎng)系統(tǒng)包括若干變壓器，如圖2中的1b、2b和3b，一個變壓器包括若干出線負載，出線負載對應設置在若干出線分支上，出線負載包括可調(diào)配出線負載和不可調(diào)配出線負載，不可調(diào)配出線負載例如一些不可斷電工作的設備；可調(diào)配出線負載設置在變壓器的可調(diào)配出線分支上，如照明設備等；配電網(wǎng)控制系統(tǒng)包括若干個變壓器測量儀表、若干個負載開關和所述的環(huán)網(wǎng)控制柜；變壓器測量儀表用于測量變壓器的低壓側(cè)進線端和若干個可調(diào)配出線分支的電參數(shù)數(shù)據(jù)，負載開關用于切斷變壓器與出線負載的連接且一個負載開關對應一個出線負載；一個聯(lián)絡開關控制一個可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移，變壓器測量儀表與工業(yè)電腦連接，plc控制器與負載開關的分合閘線圈連接以控制負載開關的通斷，一個變壓器的低壓側(cè)進線端與對應的若干個負載開關的第一主觸點接線端連接，如圖2中ⅰ段母線、ⅱ線母線和ⅲ段母線與負載開關的連接；一個負載開關的第二主觸點接線端與對應的出線負載連接，一個聯(lián)絡開關的第二主觸點接線端與對應的可調(diào)配出線負載連接；圖2示意的是3個變壓器、每個變壓器具有一個可調(diào)配出線支路的情況，可調(diào)配出線支路的個數(shù)可以自由設置；負載開關如圖2中的qf11、qf21和qf31。進一步地，負載開關采用斷路器來實現(xiàn)，具體地，負載開關為hnh800n系列塑殼斷路器。

一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，通過環(huán)網(wǎng)控制柜、變壓器測量儀表和負載開關，能實現(xiàn)智能化控制配電網(wǎng)進行負載轉(zhuǎn)移的工作；通過互聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)了配電網(wǎng)變壓器的智能化管理，提高了配電網(wǎng)中變壓器的安全性，使負載構(gòu)成更加均衡合理。一般地，為了防止負載轉(zhuǎn)移時造成變壓器并聯(lián)的情況，需要先斷開要進行轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載所在支路的負載開關，接著合上要接手可調(diào)配出線負載的可調(diào)配出線支路的負載開關，最后，合上相對應的聯(lián)絡開關，連通被轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載和接手其的變壓器的通道，實現(xiàn)負載轉(zhuǎn)移。

作為技術方案的進一步改進，變壓器測量儀表包括總測量儀表和出線支路測量儀表，一個變壓器配置一個總測量儀表和若干個出線支路測量儀表，總測量儀表用于測量變壓器總的電參數(shù)數(shù)據(jù)，出線支路測量儀表用于測量可調(diào)配出線負載所在出線支路的電參數(shù)數(shù)據(jù)；總測量儀表的一端與對應的變壓器的低壓側(cè)的進線端連接，若干個負載開關的第一主觸點接線端通過總測量儀表與對應的變壓器的低壓側(cè)進線端連接，可調(diào)配出線負載所在支路的負載開關的第二主觸點接線端通過出線支路測量儀表與變壓器的可調(diào)配出線負載連接。參考圖2，圖2是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制系統(tǒng)的一具體實施例示意圖，總測量儀表如圖2中的ta1、ta2和ta3，出線支路測量儀表如圖2中的ta11、ta22和ta33；另外，配電網(wǎng)控制系統(tǒng)還包括進線開關用于作為變壓器的總開關，如圖2中的qf1、qf2和qf3。進一步地，圖2中示意的僅僅是變壓器測量儀表中的電流互感器組，分別用于測量電路中三相的電參數(shù)數(shù)據(jù)；變壓器測量儀表為stm-630a型號的智能電力儀表。

作為技術方案的進一步改進，支路測量儀表與工業(yè)電腦連接；將測量得到的聯(lián)絡開關支路的電參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸至工業(yè)電腦。

一種配電網(wǎng)控制方法，應用于所述的配電網(wǎng)控制系統(tǒng)，參考圖4，圖4是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制方法的步驟流程圖，包括以下步驟：

s1、工業(yè)電腦獲取變壓器測量儀表測量的變壓器的電參數(shù)數(shù)據(jù)；

s2、工業(yè)電腦根據(jù)電參數(shù)數(shù)據(jù)判斷變壓器是否處于過載狀態(tài)，若是，則通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關將處于過載狀態(tài)的變壓器的過載部分負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器。

一種配電網(wǎng)控制方法，通過工業(yè)電腦接收變壓器測量儀表所測得的變壓器的電參數(shù)數(shù)據(jù)，工業(yè)電腦分析判斷變壓器的過載情況，根據(jù)過載情況并通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關，消除變壓器的過載。

進一步地，電參數(shù)數(shù)據(jù)包括負載電流，包括變壓器的總負載電流和可調(diào)配出線負載所在的出線支路的負載電流。本發(fā)明是通過變壓器測量儀表采集變壓器的低壓側(cè)進線端和出線分支的儀表數(shù)據(jù)（如圖2中的ta1、ta2、ta3、ta11、ta22和ta33），并將負荷電流數(shù)據(jù)存儲至工業(yè)電腦的數(shù)據(jù)庫，并生成各個變壓器的負荷電流曲線圖，方便操作人員查詢分析。當判斷變壓器發(fā)生過載時，變壓器測量儀表會將過載數(shù)據(jù)通過rs485通信上傳至環(huán)網(wǎng)控制柜的工業(yè)電腦，工業(yè)電腦可以通過互聯(lián)網(wǎng)將過載報警信息推送至操作人員的手機app端，操作人員在環(huán)網(wǎng)控制柜上查詢數(shù)據(jù)庫負荷電流曲線圖，按照系統(tǒng)的提示進行操作，將負載轉(zhuǎn)移到負荷最輕的那一路變壓器上，完成變壓器的過載處理工作，將互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)配電系統(tǒng)融合，實現(xiàn)了配電網(wǎng)的安全高效運行管理。同時，該發(fā)明環(huán)網(wǎng)控制柜也可以通過計算實現(xiàn)自動負載轉(zhuǎn)移，來處理此類問題，工業(yè)電腦獲取各個變壓器的總負載電流后，通過對比選擇總負載電流最小的一個變壓器作為輕載變壓器，用于接收過載變壓器所轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載；具體的變壓器過載情況判斷如下：

進一步地，參考圖5，圖5是本發(fā)明中一種配電網(wǎng)控制方法中判斷變壓器的過載情況的步驟流程圖，其中，tn為變壓器負載電流越限時間，in為變壓器的總負載電流，izn為重載整定值，tzn為重載時間整定值，ign為一般過載整定值，tgn為一般過載時間整定值；根據(jù)電參數(shù)數(shù)據(jù)判斷變壓器是否處于過載狀態(tài)包括：

判斷變壓器的總負載電流in是否大于預設的重載整定值izn，若是，則開始統(tǒng)計變壓器負載電流越限時間tn，當變壓器的總負載電流in大于預設的重載整定值izn且變壓器負載電流越限時間tn大于預設的重載時間整定值tzn時，變壓器處于重載狀態(tài)；當變壓器的總負載電流in大于預設的重載整定值izn，而變壓器負載電流越限時間tn小于預設的重載時間整定值tzn時，變壓器負載電流越限時間tn增加一秒；

否則，將變壓器負載電流越限時間tn清零，并判斷變壓器的總負載電流in是否大于預設的一般過載整定值ign，若是，則開始統(tǒng)計變壓器負載電流越限時間tn，當變壓器的總負載電流in大于預設的一般過載整定值ign且變壓器負載電流越限時間tn大于預設的一般過載時間整定值tgn時，變壓器處于一般過載狀態(tài)；當變壓器的總負載電流in大于預設的一般過載整定值ign；而變壓器負載電流越限時間tn小于預設的一般過載時間整定值tgn時，變壓器負載電流越限時間tn增加一秒。

判斷完變壓器的過載情況之后，工業(yè)電腦根據(jù)過載情況，通過plc控制器控制聯(lián)絡開關和負載開關將處于過載狀態(tài)的變壓器的過載部分負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器包括：

當變壓器處于過載狀態(tài)時，工業(yè)電腦根據(jù)變壓器的額定負載電流和變壓器的總負載電流進行對比得到變壓器過載部分的電流大小，并根據(jù)過載變壓器中可調(diào)配出線負載所在的出線支路的負載電流對比得出待轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載，工業(yè)電腦下發(fā)轉(zhuǎn)移指令至plc控制器，plc控制器根據(jù)轉(zhuǎn)移指令控制聯(lián)絡開關和負載開關將的待轉(zhuǎn)移的可調(diào)配出線負載轉(zhuǎn)移至處于非過載狀態(tài)的變壓器，即上述的輕載變壓器。

當某臺變壓器長期處于高負荷運行時，本發(fā)明可根據(jù)工控機的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所積累的數(shù)據(jù)，分析區(qū)域內(nèi)負載變化規(guī)律，選擇最佳時間點自動進行負載調(diào)配，從而優(yōu)化配電系統(tǒng)，達到均衡負載的效果。

以上是對本發(fā)明的較佳實施進行了具體說明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權利要求所限定的范圍內(nèi)。