專利名稱：帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)配電自動(dòng)化設(shè)備，特別是一種智能綜合配電箱。
背景技術(shù)：
綜合配電箱是一種用于配電變壓器二次側(cè)的設(shè)備，10kV低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行靈活性 及供電質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到每家每戶，而現(xiàn)在運(yùn)行的配電變壓器，大部分是直接通過低 壓線路輸入到戶，如某一線路出現(xiàn)故障或檢修，整個(gè)臺(tái)區(qū)都要停電，供電靈活性較差；另外 隨著居民用電量增大，感性負(fù)載也增大，導(dǎo)致配電網(wǎng)損耗加大，供電質(zhì)量隨之下降；長期以 來，低壓電網(wǎng)的電源端及支(干)線路的負(fù)荷及漏電流(也稱"剩余電流") 一直處于無法 遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制狀態(tài)。0. 4kV低壓線路發(fā)生過負(fù)荷或漏電流超過設(shè)定值后造成空氣開關(guān)跳 閘后，無法自動(dòng)記錄并上報(bào)跳閘原因及時(shí)間等信息，造成故障原因分析解決困難，也無法在 遠(yuǎn)方操作空氣開關(guān)快速進(jìn)行故障的隔離及恢復(fù)供電。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合 配電箱。 本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的一種帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能 的智能綜合配電箱，包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi)的多功能電能表，所述多功能電能表的輸 入端接在配電變壓器的出線上，還包括安裝在箱體內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備、剩余電流動(dòng)作設(shè)備、 復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器以及配變監(jiān)測設(shè)備，所述無功補(bǔ)償設(shè)備包括無觸點(diǎn)開關(guān)、電容器組以及 無功補(bǔ)償控制器，所述電容器組通過無觸點(diǎn)開關(guān)掛在電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，所述無功補(bǔ)償 控制器連接到各無觸點(diǎn)開關(guān)，所述剩余電流動(dòng)作設(shè)備包括剩余電流動(dòng)作斷路器，所述剩余 電流動(dòng)作斷路器掛在配電變壓器的出線上，所述復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器分別安裝在配電變壓器 的發(fā)熱點(diǎn)上，所述無功補(bǔ)償控制器、剩余電流動(dòng)作斷路器以及多功能電能表均連接到所述 配變監(jiān)測設(shè)備。 所述配變監(jiān)測設(shè)備包括配變監(jiān)測終端和紅外手持終端，所述配變監(jiān)測終端包括電 源、CPU，以及GPRS模塊，所述電源連接到CPU, CPU通過UART接口與GPRS模塊進(jìn)行連接，通 過紅外接口與紅外手持終端通信，所述配變監(jiān)測終端的CPU通過RS485總線與所述無功補(bǔ) 償控制器、剩余電流動(dòng)作斷路器、多功能電能表連接。 所述配變監(jiān)測終端還包括連接到CPU的閃存。 所述溫度傳感器采用數(shù)字式測溫芯片，CPU采用單總線與溫度傳感器進(jìn)行連接。 本實(shí)用新型帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱的優(yōu)點(diǎn)在于可對(duì)配電網(wǎng)分 相進(jìn)行多級(jí)精確無功補(bǔ)償，使配電網(wǎng)電壓、功率因數(shù)保持在最佳狀態(tài)，提高配電網(wǎng)的供電質(zhì) 量；采用集成有過壓、過流及漏電保護(hù)等功能的可通信智能型剩余電流動(dòng)作斷路器，能防止 由漏電引起電氣火災(zāi)、人身事故和電氣設(shè)備損壞事故，并提高了漏電流運(yùn)行管理自動(dòng)化水 平；通過對(duì)低壓電網(wǎng)運(yùn)行情況的監(jiān)控，提高配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化水平。
下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1是本實(shí)用新型智能綜合配電箱的一次接線圖。 圖2是本實(shí)用新型智能綜合配電箱的配變監(jiān)測設(shè)備硬件結(jié)構(gòu)及與其他部件連接 圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi) 的無功補(bǔ)償設(shè)備、剩余電流動(dòng)作設(shè)備、多功能電能表、復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字式溫度傳感器以及配變監(jiān) 測設(shè)備。 請(qǐng)同時(shí)參閱圖1及圖2所示，所述無功補(bǔ)償設(shè)備包括無觸點(diǎn)開關(guān)、電容器組以及無 功補(bǔ)償控制器。所述電容器組通過無觸點(diǎn)開關(guān)掛在電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，無觸點(diǎn)開關(guān)是電 容器組投切的執(zhí)行單元，所述無功補(bǔ)償控制器連接到各無觸點(diǎn)開關(guān)，控制無觸點(diǎn)開關(guān)的投 切，在配變監(jiān)測設(shè)備的精確控制下，無觸點(diǎn)開關(guān)的快速開關(guān)特性保證了電容器組的無沖擊 投切，使每相的功率因數(shù)在規(guī)定的范圍之內(nèi)。電容器組為電網(wǎng)提供所需的容性無功補(bǔ)償功 率，其中的電容器可根據(jù)負(fù)荷的最大感性無功功率進(jìn)行選配。無功補(bǔ)償控制器能根據(jù)需要 分相進(jìn)行多級(jí)精確無功補(bǔ)償，以數(shù)字信號(hào)處理器DSP為核心，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、數(shù) 據(jù)管理、分相多級(jí)無功補(bǔ)償、運(yùn)行保護(hù)等功能。由于采用了先進(jìn)的無功計(jì)算方法和電容投切 判據(jù)，使無功的投切速度和準(zhǔn)確度明顯提高，當(dāng)負(fù)載突然變化時(shí)，可使電壓的劇降幅度和時(shí) 間都大幅度縮短，從而有效地降低線損。 所述剩余電流動(dòng)作設(shè)備包括剩余電流動(dòng)作斷路器，所述剩余電流動(dòng)作斷路器掛在
配電變壓器的出線上，該剩余電流動(dòng)作斷路器同時(shí)具有過載、短路、缺相、欠壓、過壓、漏電、
電源側(cè)斷零線保護(hù)等功能，其智能控制芯片可以監(jiān)測故障跳閘的次數(shù)、跳閘相序、時(shí)間和原
因以及負(fù)荷電流信息，并通過通信網(wǎng)絡(luò)將信息上傳。 所述多功能電能表的輸入端接在配電變壓器的出線上。 所述復(fù)數(shù)個(gè)數(shù)字式溫度傳感器分別安裝在配電變壓器的發(fā)熱點(diǎn)上。 所述配變監(jiān)測設(shè)備是智能綜合配電箱的核心，包括配變監(jiān)測終端和紅外手持終
端，所述配變監(jiān)測終端包括電源、CPU、GPRS模塊，以及Flash (閃存)。所述電源連接到CPU，
提供CPU的工作電壓，所述CPU與上位機(jī)系統(tǒng)通過GPRS模塊進(jìn)行無線通信，CPU通過UART
接口與GPRS模塊進(jìn)行連接，通過紅外接口實(shí)現(xiàn)與紅外手持終端的通信。由于要保存的數(shù)據(jù)
量較大，因此通過CPU外部總線，擴(kuò)展了一片F(xiàn)lash作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。所述紅外手持終端用于
對(duì)配變監(jiān)測終端進(jìn)行調(diào)試。 該配變監(jiān)測終端具有配電運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)行管理、電能計(jì)量和遠(yuǎn)程通信等功能， 所述CPU采用高性能的32位ARM7微處理器，嵌入式操作系統(tǒng)、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、通信設(shè)計(jì) 依照國家電網(wǎng)公司《Q/GDW130-2005電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》(以下稱"負(fù)控規(guī) 約")，具有優(yōu)良的可維護(hù)性、可擴(kuò)展性和可伸縮性，是配變監(jiān)測和管理的先進(jìn)智能設(shè)備。 所述配變監(jiān)測終端的CPU通過RS485總線與所述無功補(bǔ)償控制器、剩余電流動(dòng)作 斷路器、多功能電能表連接。溫度傳感器采用數(shù)字式測溫芯片，CPU采用單總線與其進(jìn)行連
4接，在一條總線上最大可掛32個(gè)數(shù)字式溫度傳感器。 在通信規(guī)約上，CPU與多功能電能表數(shù)據(jù)傳輸遵循《DL/T 645規(guī)約》；與上位機(jī)通 信遵循《Q/GDW 130-2005電力負(fù)荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約》(簡稱"負(fù)控規(guī)約")；與紅外手 持終端的通信也遵循負(fù)控規(guī)約。 該配變監(jiān)測終端的監(jiān)測功能主要體現(xiàn)在五個(gè)方面。第一是對(duì)多功能電能表數(shù)據(jù)的 監(jiān)測，配變監(jiān)測終端對(duì)抄讀到的電能表數(shù)據(jù)做出基本判斷，如電表停走/飛走、電表故障、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)越限等，將判斷的結(jié)果按照負(fù)控規(guī)約格式生成事件上傳到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶用 電情況的監(jiān)測；第二是對(duì)狀態(tài)量的監(jiān)測，配變監(jiān)測終端能將開關(guān)動(dòng)作時(shí)配變相關(guān)參數(shù)記錄 并上報(bào)上位機(jī)，該功能可用于監(jiān)測負(fù)荷開關(guān)狀態(tài)、計(jì)量箱門開啟狀態(tài)等，這些狀態(tài)量對(duì)配電 網(wǎng)運(yùn)行或管理有重要作用；第三是溫度監(jiān)測，配變監(jiān)測終端通過數(shù)字式溫度傳感器采集配 變的溫度，作為負(fù)控規(guī)約中的直流模擬量上傳到上位機(jī)；第四是無功補(bǔ)償控制器的監(jiān)測，可 將無功補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償信息上傳到上位機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)無功情況的監(jiān)控；第五是剩余電流動(dòng) 作斷路器的監(jiān)測，當(dāng)剩余電流動(dòng)作斷路器動(dòng)作后，主動(dòng)將動(dòng)作時(shí)的跳閘相序、時(shí)間和原因以 及負(fù)荷電流信息上傳給上位機(jī)。 由于無功補(bǔ)償控制器和剩余電流動(dòng)作斷路器采取了獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，即使配 電監(jiān)測終端發(fā)生了故障，不會(huì)影響無功補(bǔ)償器的投切、剩余電流動(dòng)作斷路器的動(dòng)作。 該智能綜合配電箱的操作過程如下所述所述無功補(bǔ)償設(shè)備和剩余電流動(dòng)作斷路 器獨(dú)立運(yùn)行，當(dāng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，無功補(bǔ)償控制器根據(jù)無功計(jì)算方法和電容器投切判據(jù)，控 制電容器組的投切，使每相的功率因數(shù)穩(wěn)定在規(guī)定范圍之內(nèi)。當(dāng)配電變壓器二次側(cè)線路發(fā) 生過載、短路、缺相、欠壓、過壓、漏電、電源側(cè)斷零線，剩余電流斷路器根據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)的 保護(hù)動(dòng)作，并把相應(yīng)的故障信息記錄下來。配變監(jiān)測終端依次輪詢采集無功補(bǔ)償控制器、剩 余電流動(dòng)作斷路器和多功能電能表的數(shù)據(jù)信息，通過單總線采集放置在發(fā)熱點(diǎn)的數(shù)字是溫 度傳感器的溫度信息，通過I/O接口采集開關(guān)變位信息，并把抄讀上來的這些信息存放在 CPU的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)中，如果上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)向配電監(jiān)測終端召喚數(shù)據(jù)，那么配電監(jiān)測 終端就將相應(yīng)的數(shù)據(jù)按照負(fù)控規(guī)約打包，通過GPRS無線通信方式上傳上去。在需要對(duì)配變 監(jiān)測終端進(jìn)行調(diào)試或檢修時(shí)，直接通過紅外手持終端就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)配變監(jiān)測終端參數(shù)的設(shè) 置和數(shù)據(jù)召喚。
權(quán)利要求一種帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱，包括箱體，以及安裝在箱體內(nèi)的多功能電能表，所述多功能電能表的輸入端接在配電變壓器的出線上，其特征在于還包括安裝在箱體內(nèi)的無功補(bǔ)償設(shè)備、剩余電流動(dòng)作設(shè)備、復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器以及配變監(jiān)測設(shè)備，所述無功補(bǔ)償設(shè)備包括無觸點(diǎn)開關(guān)、電容器組以及無功補(bǔ)償控制器，所述電容器組通過無觸點(diǎn)開關(guān)掛在電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，所述無功補(bǔ)償控制器連接到各無觸點(diǎn)開關(guān)，所述剩余電流動(dòng)作設(shè)備包括剩余電流動(dòng)作斷路器，所述剩余電流動(dòng)作斷路器掛在配電變壓器的出線上，所述復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器分別安裝在配電變壓器的發(fā)熱點(diǎn)上，所述無功補(bǔ)償控制器、剩余電流動(dòng)作斷路器以及多功能電能表均連接到所述配變監(jiān)測設(shè)備。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱，其特征在于所述 配變監(jiān)測設(shè)備包括配變監(jiān)測終端和紅外手持終端，所述配變監(jiān)測終端包括電源、CPU，以及GPRS模塊，所述電源連接到CPU, CPU通過UART接口與GPRS模塊進(jìn)行連接，通過紅外接口 與紅外手持終端通信，所述配變監(jiān)測終端的CPU通過RS485總線與所述無功補(bǔ)償控制器、剩 余電流動(dòng)作斷路器、多功能電能表連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱，其特征在于所述配 變監(jiān)測終端還包括連接到CPU的閃存。
4. 如權(quán)利要求1所述的帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱，其特征在于所述溫 度傳感器采用數(shù)字式測溫芯片，CPU采用單總線與溫度傳感器進(jìn)行連接。
專利摘要一種帶漏保遠(yuǎn)程監(jiān)控功能的智能綜合配電箱，包括箱體及安裝在箱體內(nèi)的多功能電能表、無功補(bǔ)償設(shè)備、剩余電流動(dòng)作斷路器、數(shù)字式溫度傳感器及配變監(jiān)測設(shè)備，多功能電能表及剩余電流動(dòng)作斷路器接在配電變壓器的出線上，無功補(bǔ)償設(shè)備包括無觸點(diǎn)開關(guān)、電容器組及無功補(bǔ)償控制器，電容器組通過無觸點(diǎn)開關(guān)掛在電網(wǎng)上進(jìn)行無功補(bǔ)償，無功補(bǔ)償控制器連接各無觸點(diǎn)開關(guān)，數(shù)字式溫度傳感器分別安裝在配電變壓器的發(fā)熱點(diǎn)上，無功補(bǔ)償控制器、剩余電流動(dòng)作斷路器以及多功能電能表均由配變監(jiān)測設(shè)備控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于提高了配電網(wǎng)的供電質(zhì)量，防止由漏電引起的各種事故，并提高了漏電流運(yùn)行管理自動(dòng)化水平及配電網(wǎng)綜合自動(dòng)化水平。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201515183SQ200920183400
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月22日
發(fā)明者楊耿杰, 汪曉強(qiáng), 賴安定, 郭謀發(fā) 申請(qǐng)人:泉州科力電氣有限公司