具有電能管理功能的控制柜及其電能管理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電柜技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是關(guān)于一種具有電能管理功能的控制柜及其電能管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]iwPMCS電能管理系統(tǒng)是基于對供電可靠性、電能分析、提高用電效率和節(jié)約費用方面的需求而研發(fā)。
[0003]傳統(tǒng)配電柜的電能控制系統(tǒng)都是利用相關(guān)器件來采集配電柜的運行參數(shù)，并對采集的運行參數(shù)進(jìn)行分析，然后由操作人員根據(jù)分析結(jié)果人工操作配電柜中各部件，使得配電柜能正常安全的運行。這種配電柜的控制方式存在著操控滯后的缺陷，無法保證配電柜始終處于最佳運行狀態(tài)，使得配電柜的用電效率相對較低，運行成本及設(shè)備故障率也相對較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能提高用電可靠性和電能效率，從而能降低配電柜運行成本及設(shè)備故障率的具有電能管理功能的控制柜及其電能管理方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的具有電能管理功能的控制柜，用于配置有一路發(fā)電電源及兩路市政電源的配電柜，其中:
[0006]所述配電柜設(shè)置有功率因數(shù)補償裝置和濾波裝置，并配置有:
[0007]智能網(wǎng)絡(luò)儀表，用于采集配電柜的電氣參數(shù)；
[0008]微機綜合保護(hù)裝置，用于采集配電柜的安全保護(hù)參數(shù)；
[0009]溫度控制器，用于采集配電柜的溫度參數(shù)；
[0010]遙信模塊，用于采集配電柜的行程開關(guān)參數(shù)；
[0011]所述控制柜配置有:
[0012]通訊管理機，用于收集配電柜上各個儀表所采集的數(shù)據(jù)并發(fā)送給監(jiān)控終端；
[0013]監(jiān)控終端，用于對通訊管理機上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果下發(fā)給PLC;以及
[0014]PLC，用于根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的數(shù)據(jù)來控制配電柜內(nèi)各部件運行。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，所述智能網(wǎng)絡(luò)儀表所采集的配電柜電氣參數(shù)包括頻率電壓、頻率電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電度、無功電度、諧波畸變、以及通訊狀態(tài)?目息O
[0016]根據(jù)本發(fā)明，所述微機綜合保護(hù)裝置所采集的配電柜安全保護(hù)參數(shù)包括保護(hù)定值、速斷信息、過流信息、接地信息、低電壓信息、過電壓信息、差動信息、零序電壓信息、低頻信息、過頻信息、故障報警信息、狀態(tài)變位信息、以及事故記錄。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，所述溫度控制器所采集的配電柜溫度參數(shù)包括變壓器溫度、溫度報警信息、斷路器觸頭溫度、以及母線搭接頭溫度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，所述遙信模塊所采集的配電柜開關(guān)量參數(shù)包括斷路器合位狀態(tài)、斷路器分位狀態(tài)、手車工作位狀態(tài)、手車試驗位狀態(tài)、接地開關(guān)合位狀態(tài)、遠(yuǎn)方操作狀態(tài)、以及彈簧儲能狀態(tài)。
[0019]本發(fā)明的配電柜在正常供電情況下，兩路市政電源分別供各自母線段負(fù)荷，母聯(lián)開關(guān)及發(fā)電電源開關(guān)均為分閘狀態(tài)，所述控制柜的電能管理方法包括:
[0020]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到第一路市政電源為低電壓信號，且第二路市電電源為電壓正常信號，且母聯(lián)開關(guān)在工作位置且未合閘狀態(tài)，PLC即發(fā)出分閘指令給第一路市政電源的開關(guān)，并發(fā)出合閘指令給母聯(lián)開關(guān)，使得第二路市政電源為兩段母線供電；
[0021]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到停電回路的電壓正常信號，且母聯(lián)開關(guān)在工作位置信號、合閘狀態(tài)信號，PLC即發(fā)出分閘指令給母聯(lián)開關(guān)，并發(fā)出合閘指令給電壓恢復(fù)正常的開關(guān)，使得兩路市政電源同時正常為兩段母線供電；
[0022]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到兩路市政電源均為低電壓信號，PLC即發(fā)出分閘指令給兩路市政電源的開關(guān)，使兩路市政電源停止給配電柜供電，并發(fā)出合閘指令給發(fā)電機開關(guān)及母聯(lián)開關(guān)，使發(fā)電電源為配電柜供電；
[0023]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到兩路市政電源均為電壓正常信號，PLC即發(fā)出分閘指令給發(fā)電機開關(guān)及母線開關(guān)，使發(fā)電電源停止給配電柜供電，并發(fā)出合閘指令給兩路市政電源的開關(guān)，使兩路市政電源為配電柜供電；
[0024]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到用電超過供電局分配的容量，PLC即將各負(fù)荷開關(guān)按負(fù)荷級別從低到高依序分閘，直至用電符合供電局分配的容量，其中的負(fù)荷級別是預(yù)先按負(fù)荷重要性劃分的等級；
[0025]如果當(dāng)前狀況是發(fā)電電源為配電柜供電，PLC優(yōu)先控制負(fù)荷重要性高的負(fù)荷開關(guān)合；
[0026]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到功率因數(shù)低于設(shè)定值時，PLC即控制配電柜內(nèi)的功率因數(shù)補償裝置啟動；
[0027]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到諧波總畸變率低于設(shè)定值時，PLC即控制配電柜內(nèi)的濾波裝置投入，反之則控制配電柜內(nèi)的濾波裝置斷開。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，所述電能管理方法還包括順序啟動，即由PLC來控制電動機按順序啟動，以防止電動機同時啟動時對供電電源的沖擊。
[0029]進(jìn)一步的，所述順序啟動包括:
[0030]終端計算機將啟動順序方案參數(shù)傳送到PLC，PLC檢測到順序啟動開關(guān)為允許狀態(tài)時，啟動順序啟動流程，將第一臺電動機開關(guān)合閘，延時預(yù)先設(shè)定的時間，PLC檢測到開關(guān)狀態(tài)信號閉合，再將第二臺電動機合閘，依次完成全部電動機的啟動；當(dāng)一臺電動機啟動完成達(dá)到正常工作狀態(tài)時，再啟動下一臺，依次進(jìn)行。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，所述電能管理方法還包括在發(fā)生因短時斷電而造成電動機停機時，即由PLC控制電動機的自動重啟動。
[0032]進(jìn)一步的，所述重啟動包括:
[0033]PLC檢測到自動重啟開關(guān)為允許狀態(tài)，電動機故障信號為打開，電動機的開關(guān)狀態(tài)為打開，電壓信號正常時，PLC發(fā)合閘命令將電動機開關(guān)合閘。
[0034]本發(fā)明提供的配電柜電能管理方法，利用智能網(wǎng)絡(luò)儀表、微機綜合保護(hù)裝置、溫度控制器、遙信模塊來采集配電柜的工況數(shù)據(jù)，并利用通訊管理機將采集的工況數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換格式后上傳給監(jiān)控終端；并利用監(jiān)控終端對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由PLC根據(jù)分析結(jié)果來自動控制配電柜運行，能提高配電柜用電效率，從而能降低配電柜運行成本及設(shè)備故障率。
【具體實施方式】
[0035]以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明的控制柜的電能管理方法作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0036]本實施例所提供的一種具有電能管理功能的控制柜及其電能管理方法，用于配置有三路供電電源的配電柜，其中的一路供電電源為發(fā)電電源，另兩路供電電源為市政電源，在配電柜內(nèi)設(shè)置功率因數(shù)補償裝置及濾波裝置，并配置有；
[0037]智能網(wǎng)絡(luò)儀表，用于采集配電柜的電氣參數(shù)；
[0038]微機綜合保護(hù)裝置，用于采集配電柜的安全保護(hù)參數(shù)；
[0039]溫度控制器，用于采集配電柜的溫度參數(shù)；
[0040]遙信模塊，用于采集配電柜的行程開關(guān)參數(shù)；
[0041]所述控制柜配置有:
[0042]通訊管理機，用于收集配電柜上各個儀表所采集的數(shù)據(jù)并發(fā)送給監(jiān)控終端；
[0043]監(jiān)控終端，用于對通訊管理機上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果下發(fā)給PLC ;以及
[0044]PLC，用于根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的數(shù)據(jù)來控制配電柜內(nèi)各部件運行。利用智能網(wǎng)絡(luò)儀表采集配電柜的電氣參數(shù)，并利用微機綜合保護(hù)裝置采集配電柜的安全保護(hù)參數(shù)，利用溫度控制器采集配電柜的溫度參數(shù)，利用遙信模塊采集配電柜的開關(guān)量參數(shù)；
[0045]利用通訊管理機收集智能網(wǎng)絡(luò)儀表、微機綜合保護(hù)裝置、溫度控制器及遙信模塊所采集的參數(shù)，并將所收集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)先設(shè)定的格式后上傳給監(jiān)控終端；
[0046]利用監(jiān)控終端對通訊管理機上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將分析結(jié)果下發(fā)給PLC，PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的數(shù)據(jù)來控制配電柜內(nèi)各部件運行；
[0047]其中，智能網(wǎng)絡(luò)儀表所采集的配電柜電氣參數(shù)包括頻率電壓、頻率電流、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電度、無功電度、諧波畸變、通訊狀態(tài)信息；
[0048]其中，微機綜合保護(hù)裝置所采集的配電柜安全保護(hù)參數(shù)包括保護(hù)定值、速斷信息、過流信息、接地信息、低電壓信息、過電壓信息、差動信息、零序電壓信息、低頻信息、過頻信息、故障報警信息、狀態(tài)變位信息、事故記錄；
[0049]其中，溫度控制器所采集的配電柜溫度參數(shù)包括變壓器溫度、溫度報警信息、斷路器觸頭溫度、母線搭接頭溫度；
[0050]其中，遙信模塊所采集的配電柜開關(guān)量參數(shù)包括斷路器合位狀態(tài)、斷路器分位狀態(tài)、手車工作位狀態(tài)、手車試驗位狀態(tài)、接地開關(guān)合位狀態(tài)、遠(yuǎn)方操作狀態(tài)、彈簧儲能狀態(tài)；
[0051]本發(fā)明的配電柜在正常供電情況下，兩路市政電源分別供各自母線段負(fù)荷，母聯(lián)開關(guān)及發(fā)電電源開關(guān)均為分閘狀態(tài)，所述控制柜的電能管理方法包括:
[0052]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到第一路市政電源為低電壓信號，且第二路市電電源為電壓正常信號，且母聯(lián)開關(guān)在工作位置且未合閘狀態(tài)，PLC即發(fā)出分閘指令給第一路市政電源的開關(guān)，并發(fā)出合閘指令給母聯(lián)開關(guān)，使得第二路市政電源為兩段母線供電；
[0053]如果PLC根據(jù)監(jiān)控終端下發(fā)的分析結(jié)果檢測到停電回路的電壓正常信號，且母聯(lián)開關(guān)在工作位置信號、合閘狀態(tài)信號，PLC即發(fā)出分閘指令給母聯(lián)開關(guān)，并發(fā)出合閘指令給電壓恢復(fù)正常的開關(guān)，使得兩路市政電源同