CN101102037A - 数字配电盘 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于向多个馈电线供应电功率的配电盘。该数字配电盘包括：主MCCB和用于分路的MCCB1-MCCBn；CT/PT单元，包括ZCT和T/C以及PT和CT；电力单元，通过转换从所述CT/PT单元的PT引出的电压而生成控制电压、显示电压、解扣电压，并包括用于不可中断电力供应的备份电池；以及控制单元，包括显示器、LED块、告警和语音引导单元、解扣信号生成单元、和键输入单元，用于接收来自所述电力单元的控制电压、显示电压、和解扣电压的电力供应，并接收从所述CT/PT单元输入的所检测到的电压、电流、零相电流、和汇流条温度的值，实时测量短路、绝缘电阻、过流、和汇流条温度等，在测量之后，根据键输入单元的设置状态来判断并显示异常，如果状态异常则告警并中断。

Description

数字配电盘
技术领域
本发明涉及一种用于向多个馈电线(feeder)提供电功率并进行数字测量和控制的配电盘(cabinet panel)，并具体涉及这样一种数字配电盘，其实时测量短路状态、绝缘电阻值、与多个馈电线连接的配电盘的过流状态、汇流条(bus bar)的温度变化等，通过计算电功率来显示当前配电盘状态的各种信息，如果状态异常则告警和中断。
背景技术
众所周知，配电盘是经由每个MCCB而将从配电线路引出的电功率供应到多个馈电线的开关板(switchboard)。
该配电盘经由MCCB而对输入电功率进行简单分路(branch)，并将其供应到消耗电功率的馈电线，并且如果从一个馈电线或者多个馈电线生成了泄漏电流或过电流，则配电盘通过让安装在对应馈电线前端的ZCT或CT检测泄漏电流或过电流、并让对应的断路器(circuit breaker)(MCCB)解扣(trip)并中断具有电流值的电线，而阻止馈电线的故障从一个位置扩展到另一个位置。
但是当被安装在配电盘处的多个MCCB之中的MCCB解扣时，不可能跟踪解扣起因的历史记录。此外，在配电盘处监视和控制多个馈电线很复杂并且不方便，这是因为要增加单独的算术处理电路和温度传感器来获得关于瓦时、汇流条温度等的信息。
发明内容
本发明要解决的技术问题
作出本发明以解决现有技术中的上述问题，并且本发明的目的是提供一种数字配电盘，其可以实时测量短路状态、绝缘电阻值、与多个馈电线连接的配电盘的过流状态、汇流条的温度变化等，通过计算电功率来显示当前配电盘状态的各种信息，以及如果状态异常则告警和中断。
本发明的结构
根据本发明的用以实现所述目的的数字配电盘包括：主MCCB、和经由RSTN汇流条而连接到该主MCCB的用于分路的MCCB 1-MCCB 10；CT/PT单元，通过穿透(penetration)而固定在所述主MCCB和用于分路的MCCB1-MCCB 10之间的汇流条上，并包括ZCT和T/C以及PT和CT；电力单元，通过转换从所述CT/PT单元的PT引出的电压而生成控制电压、显示电压、和解扣电压，并包括用于不可中断电力供应的备份电池；以及控制单元，包括显示器、LED块、告警和语音引导单元、解扣信号生成单元、和键输入单元，其接收来自所述电力单元的控制电压、显示电压、和解扣电压的电力供应，以及从所述CT/PT单元输入的所检测到的电压、电流、零相(zero-phase)电流、和汇流条温度的值，实时测量短路、绝缘电阻、过流、和汇流条温度等，在测量之后根据键输入单元的设置状态来判断并显示异常，如果状态异常则告警并中断。
附图说明
图1是根据本发明的数字配电盘的电路结构图；
图2是根据本发明的数字配电盘的万用表(multi-meter)的排列结构图；
图3是用以说明根据本发明的包括万用表的数字配电盘的实际结构的图片；
图4是根据本发明的数字配电盘的万用表的控制单元的结构图；
图5是根据本发明的数字配电盘的万用表的CT/PT单元的结构图；
图6是根据本发明的数字配电盘的万用表的电力单元的结构图；以及
图7是根据本发明的数字配电盘的万用表的控制单元的显示单元和键输入单元的排列结构图。
对图中重要部分的说明
10：控制单元                  11：微计算机
12：通信模块                  13：显示器
14：LED块                     15：告警和语音引导单元
16：解扣信号生成单元          17：键输入单元
18、19、32、33：连接器        20：CT/PT单元
21：PT                        22：CT
23：ZCT                       24：T/C
25：汇流条导向槽        30：电力单元
31：备份电池            40：主MCCB
41-4n：用于分路的MCCB
具体实施方式
现在参考附图，我们对本发明进行说明。
图1是根据本发明的数字配电盘的电路结构图。
根据本发明的数字配电盘主要划分为MCCB块、控制单元(10)、CT/PT单元(20)、和电力单元(30)。
所述MCCB块包括：主MCCB(40)，安装在配电盘内部的RSTN 3相输入端；以及多个用于分路的MCCB(41-4n)，经由汇流条连接到主MCCB。
通过穿透而将所述CT/PT单元(20)固定在所述主MCCB(40)和用于分路的MCCB 1-MCCB n(41-4n)之间的汇流条上，并且该CT/PT单元(20)包括ZCT(23)和T/C(24)以及PT(21)和CT(22)，并且其进行连接从而向控制单元提供从这些PT(21)、CT(22)、ZCT(23)和T/C(24)检测的电压、电流、零相电流、和汇流条温度的值。
连接所述电力单元(30)，以便它例如从R、N汇流条引出电压，生成在本发明的数字配电盘的控制器处需要的控制电压、显示电压(DC 5V)、和解扣电压(24V)，并将它们提供到所述控制单元(10)。
所述控制单元(10)具有通信模块(12)、显示器(13)、LED块(14)、解扣信号生成单元(16)、键输入单元(17)、以及和它们发送和接收数据的微计算机(11)。所述微计算机(11)进行连接，从而其通过将来自所述CT/PT单元(20)的电压(Vi)、电流(Ii)、零相电流(Zi)、和所检测到的汇流条温度、从每个用于分路的MCCB(41-4n)输入的每个电流、每个电压、和每个零相电流(Vi+Ii+Zi)与经由所述键输入单元(17)登记的状态进行比较，来生成电功率信息；让所述通信模块(12)执行通信(例如，RS-485)以便与外部PC共享配电盘的电功率状态信息和控制信息；让所述显示器(13)和所述LED块(14)实时地显示每个用于分路的MCCB的电功率信息；让告警和语音引导单元(15)执行功能设置，并输出该状态引导声明和告警声音；以及让解扣信号生成单元(16)将解扣信号选择性地供应到所述主MCCB(40)和多个用于分路的MCCB(41-4n)。
图2是根据本发明的数字配电盘的万用表的排列结构图，以及图3是用以说明根据本发明的包括万用表的数字配电盘的实际结构的图片。本发明的数字配电盘的万用表具有在中心处的CT/PT单元(20)、在其两边的控制单元(10)和电力单元(30)，它们水平相邻排列。
构成万用表的CT/PT单元(20)、控制单元(10)和电力单元(30)经由连接器(18、32)彼此连接。它们也经由连接到控制单元(10)和电力单元(30)的下端的连接器(19、33)而与ZCT和解扣线圈连接。
图4是根据本发明的数字配电盘的万用表的控制单元的结构图。显示器(13)、LED块(14)和键输入单元(17)被排列在控制单元(10)的上部，而用于与CT/PT单元(20)连接的连接器(18)被排列在控制单元(10)的侧面。
在控制单元(10)上部的显示器和输入单元可被设计为独立的板类型，其可从控制单元的本体分开或者与其组合。
图5是根据本发明的数字配电盘的万用表的CT/PT单元(20)的结构图。在CT/PT单元的中部与RSTN的3相对应地形成四条汇流条导向槽(25)。
图6是根据本发明的数字配电盘的万用表的电力单元(30)的结构图。电力单元(30)具有用于与CT/PT单元(20)连接的连接器(32)。
图7是根据本发明的数字配电盘的万用表的控制单元中的显示单元和键输入单元的排列结构图。按钮(17-1～17-4)分别指示回车按钮、模式按钮、向上按钮、和向右按钮，而按钮17-7指示复位按钮。
所述模式按钮(17-2)具有将改变测量项和设置项的命令输入到微计算机(11)中的功能。
所述向上按钮(17-3)具有当对每一项改变和设置槽道(channel)时、将要求选择图的命令输入到微计算机(11)中的功能。
所述向右按钮(17-4)具有当自动地/手动地释放和设置告警时、将向右移动菜单设置位置的命令或者改变具体设置项的命令输入到微计算机(11)中的功能。
所述回车按钮(17-7)具有将进入设置模式或保存设置数据的命令输入到微计算机(11)中的功能。
所述复位按钮(17-7)具有当出现告警时、释放告警的功能。
所述万用表的控制单元的显示单元对应于显示器(13)和LED块(14)。
本发明的具有所述结构的数字配电盘的操作如下。
本发明的万用表被设计为使得控制单元(10)、CT/PT单元(20)、和电力单元(30)形成一个组。首先，通过将CT/PT单元(20)穿透汇流条来安装该CT/PT单元(20)，并然后连接ZCT、和在控制单元(10)和电力单元(30)的下部准备的用于连接解扣线圈的连接器(19、33)。
由于所述CT/PT单元(20)具有方向性，所以它应该精确地安装在指示方向上。在所述控制单元(10)和所述电力单元(30)被安装在配电盘的槽道上之前，通过将其侧边的带状连接器(18、32)连接到在CT/PT单元(20)的上部边缘附近的两侧准备的连接器连接管脚，而连接它们。在控制单元(10)顶部的显示器和输入单元被设计为可与控制单元本体分开或组合的独立板类型的情况中，首先将控制单元的本体附着在配电盘的槽道上，然后将显示器和输入单元装配在其上。
由控制单元(10)、CT/PT单元(20)、和电力单元(30)组成的数字配电盘的万用表具有以下功能：测量电压、电流、瓦时、泄漏电流(Io)、泄漏电流(Igr)、汇流条温度等，显示所测量的值和操作模式等，并进行控制。
显示的第一功能是显示所测量的值。它大多数时候显示所测量的电压值，并根据通过按下回车按钮(17-1)进行的项目改变，它将所测量的对应项的值显示一固定时间(例如，大约3秒)，并然后它改变到常态。
显示的第二功能是显示告警(灯)。如果在主MCCB(40)处生成解扣，则控制单元的微计算机(11)反复地导通和关断LED块(14)的主LED；如果在馈电线上的对应的用于分路的MCCB处生成告警，则该微计算机(11)导通用于分路的MCCB的LED；以及如果在馈电线的用于分路的MCCB处生成解扣，则该微计算机(11)反复地导通和关断对应的LED。
当生成泄漏电流(Io)或泄漏电流(Igr)时，微计算机导通对应的LED，并在生成解扣的情况中反复地进行导通和关断。
如果CT/PT单元(20)内部的温度传感器(T/C)(24)所检测的汇流条温度过高，则TEMP LED导通，并且如果生成解扣，则反复地导通和关断该TEMPLED。
显示的第三功能是显示操作模式。它通过根据万用表的操作模式是自动的还是手动的而分别导通[AUTO]LED或[MAN]LED，而显示当前模式。
显示的第四功能是显示通信状态。当它保持通信时，反复地导通和关断[TX/RX]LED。
控制所述万用表的功能是控制主MCCB并对每个馈电线控制用于分路的MCCB。它们实质上与控制MCCB的泄漏电流是相同的。
所述控制主MCCB的功能可以再细分为过流控制、泄漏电流控制、汇流条过热控制等。过流控制是：如果总电流超过设置值则发出告警。与汇流条温度相联系地可变地施加所述设置值，并在这个情况中解扣该主MCCB。可在额定电流的范围内任意设置所述过电流。
泄漏电流控制是：如果泄漏电流(Io或Igr)超过设置值，则发出告警，并且在这个情况中解扣主MCCB。
汇流条过热控制是：如果汇流条的温度超过一设置值、或者温度在每单位时间(例如，5分钟)中上升大于一设置值(例如，3℃)，则发出告警并解扣。本发明的万用表的控制单元使得有可能任意输入单位时间的设置值和温度变化。
有益效果
如上所述，本发明具有如下优点和特有效果：测量短路、绝缘电阻、过流、汇流条温度等，实时显示状态和所测量的值，以及同时告警和中断，而先前的配电盘仅利用断路器防止短路和过流。
此外，本发明可根据配电盘的使用环境而实现最佳效率，这是因为用户可以将测量短路、绝缘电阻、过流、汇流条温度等的范围、和告警设置并改变到任意值。

Claims (3)

1.一种数字配电盘，其具有主MCCB(40)、和经由RSTN汇流条而连接到该主MCCB的用于分路的MCCB 1-MCCB n(41-4n)，所述数字配电盘包括：
CT/PT单元(20)，通过穿透而固定在所述主MCCB(40)和用于分路的MCCB 1-MCCB n(41-4n)之间的汇流条上，并包括ZCT(23)和T/C(24)以及PT(21)和CT(22)；
电力单元(30)，通过转换从所述CT/PT单元的PT引出的电压而生成控制电压、显示电压、解扣电压，并包括用于不可中断电力供应的备份电池(31)；以及
控制单元(10)，包括显示器(13)、LED块(14)、告警和语音引导单元(15)、解扣信号生成单元(16)、和键输入单元(17)，
用于接收来自所述电力单元(30)的控制电压、显示电压、和解扣电压的电力供应，并接收从所述CT/PT单元(20)输入的所检测到的电压、电流、零相电流、和汇流条温度的值，实时测量短路、绝缘电阻、过流、和汇流条温度等，
在测量之后，根据键输入单元(17)的设置状态来判断并显示异常，如果状态异常则告警并中断。
2.根据权利要求1的数字配电盘，其中所述控制单元(10)和所述电力单元(30)与被作为中心安装在汇流条上的所述CT/PT单元(20)并排排列，并经由连接器(18、32)而彼此连接，并且其中所述ZCT和解扣线圈经由连接到所述控制单元(10)和所述电力单元(30)的下端的连接器(19、33)而连接。
3.根据权利要求1的数字配电盘，其中所述控制单元(10)还包括如RS-485的通信模块(12)，以便与外部PC共享配电盘的电功率状态信息和控制信息。
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