CN102435832A - 单相配电变压器运行监测计量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于变压器监测技术领域的单相配电变压器运行监测计量装置。它的结构如下：箱体底部设有接地端、进线孔和出线孔，箱体内设有隔板，隔板将箱体分成“日”字型结构，隔板将主回路和监测回路分开。本发明的有益效果为：1)可以安全、可靠地对单相配电网低压系统进行负荷控制和用电设备保护；2)可实现单相配电变压器在线监测与远程通信等功能；3)可实现单相配电变压器电能数据采集、诊断、分析等功能；4)本发明具有配电、计量、运行监测等多项功能。
Description
技术领域
本发明属于变压器监测技术领域，特别涉及单相配电变压器运行监测计量装置。
背景技术
目前，我国低压配电网普遍采用三相四线制，但随着电网的发展，这种单一的低压配电方式的诸多弊端日益突显。(1)配电半径长、线路损耗大、电压损失严重、供电可靠性低；(2)单台变压器容量过大，同时由于三相动力负荷与单相居民用电共用一台三相变压器，且用电的不同实性，导致变压器处于不对称运行状态和季节性严重轻载，无法达到经济运行。借鉴发达国家单相配电系统运行经验，采用具有“小容量、密布点、短半径”配电特征的单相配电系统，可显著降低线路损耗，提高供电可靠性和电压质量，对于城区中居民集中居住区等单相负荷相对集中的地区具有重要意义，同时为我国农网改造也提供了一条新路。
目前专门用于单相配电系统的配电箱一般只采用简单的开关装置和普通电能表等电力器件来进行电源控制、设备保护和电量统计。这种功能简单、可靠性低的配电箱已无法满足现代配电系统的发展要求，阻碍了单相配电技术在我国的积极推广。
发明内容
本发明针对上述缺陷公开了单相配电变压器运行监测计量装置。它的结构如下：箱体底部设有接地端、进线孔和出线孔，箱体内设有隔板，隔板将箱体分成“日”字型结构，隔板将主回路和监测回路分开。
所述进线孔和出线孔均安装电缆防水固定接头。
所述箱体的形状为方形，由SMC纤维增强不饱和聚酯树脂材料制备而成，箱体前侧、后侧各设有一个箱门。
所述主回路采用单相二线制时，其结构如下：单相配电变压器的输出线穿过进线孔连接低压隔离开关上端，低压隔离开关下端分别连接相线铜排和零线铜排，相线铜排穿过电流互感器，相线铜排和零线铜排均连接塑壳式低压断路器上端，塑壳式低压断路器下端的导线穿过出线孔连接至用户，由低压隔离开关下侧L极与N极分别引出导线穿过隔板穿孔连接端子排，电流互感器二次侧K1端引出导线穿过隔板穿孔连接端子排，二次侧K2端引出导线连接接地端；
所述主回路采用单相三线制时，其结构如下：单相配电变压器的输出线分为三路导线，两路导线穿过进线孔连接低压隔离开关上端，一路导线连接零线铜排上端，低压隔离开关下端分别连接L1相线铜排和L2相线铜排，L1相线铜排和L2相线铜排各穿过一个电流互感器，L1相线铜排、L2相线铜排均连接塑壳式低压断路器上端，塑壳式低压断路器下端的导线和零线铜排下端的导线穿过出线孔连接至用户，由低压隔离开关下侧L1极、L2极与零线铜排分别引出导线穿过隔板穿孔连接端子排，两个电流互感器的二次侧K1端分别引出导线通过隔板穿孔连接端子排，二次侧K2端引出导线连接接地端；
所述监测回路的结构如下：监测回路安装有智能型单相配变监测仪和端子排；端子排分别连接智能型单相配变监测仪的电流输入端和电压输入端；智能型单相配变监测仪接地端口引出导线通过端子排与箱体接地端相连接；
监测回路中的智能型单相配变监测仪能够实时测量、显示、记录并存储单相配电变压器运行数据；能够实时采集单相配电变压器运行监测计量装置中开关位置状态，开关发生变位时能够记入内存并主动上报；智能型单相配变监测仪在对数据分析、整合处理后通过智能型单相配变监测仪内置GPRS模块送出。
所述运行数据为单相配电变压器为低压侧电压、低压侧电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、正反向无功电量、变压器损耗、变压器视在功率、每日统计数据信息和每日极值数据信息。
所述每日统计数据信息为每日的总有功电量、分时段(尖峰、峰、平、谷)有功电量、总无功电量、每日电压越上限时间、每日电压越下限时间、每日电压合格率、每日功率因数合格率和每日变压器最大负载率；
所述每日极值数据信息为每日的变压器电压最大值、电压最小值、电流最大值、电流最小值、功率因数最小值及其发生时间。
本发明的有益效果为：
1)通过单相配电变压器运行监测计量装置可以安全、可靠地对单相配电网低压系统进行负荷控制和用电设备保护，确保电力部门安全、可靠地为用户提供高质量的电能。
2)通过单相配电变压器运行监测计量装置可实现单相配电变压器在线监测与远程通信等功能，为电力部门主动的了解单相配电变压器运行情况，及时防止变压器严重超载和不经济运行状态等情况的发生提供帮助。
3)通过单相配电变压器运行监测计量装置可实现单相配电变压器电能数据采集、诊断、分析等功能，为电力部分进行节能降损、能量管理提供科学准确的基础数据。
4)本发明具有配电、计量、运行监测等多项功能，为单相配电的安全可靠和单相配电变压器的高效运行提供了保证；对单相配电方式在我国的推广实施具有积极地推动作用。
附图说明
图1是实施例1和实施例2的单相配电变压器运行监测计量装置的外形图。
图2是实施例1和实施例2的单相配电变压器运行监测计量装置的箱体底部图。
图3是实施例1的单相配电变压器运行监测计量装置的主回路剖面构造图。
图4是实施例1和实施例2的单相配电变压器运行监测计量装置的监测回路剖面构造图。
图5为实施例1中单相配电变压器运行监测计量装置的主接线电气原理图。
图6为实施例1的单相配电变压器运行监测计量装置端子排与智能型单相配变监测仪接线图。
图7是实施例2的单相配电变压器运行监测计量装置的主回路剖面构造图。
图8为实施例2中单相配电变压器运行监测计量装置的主接线电气原理图。
图9为实施例2的单相配电变压器运行监测计量装置端子排与智能型单相配变监测仪接线图。
附图标记：1-低压隔离开关，2-塑壳式低压断路器，3-相线铜排，4-电流互感器，5-智能型单相配变监测仪，6-端子排，7-接地端，8-箱体，9-隔板，10-隔板穿孔，11-箱门，12-零线铜排，13-进线孔，14-出线孔，15-电缆防水固定接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做作一步详细描述。
实施例一：
实施例一为本发明用于单相二线制时的情形。
如图1-图6所示，单相配电变压器运行监测计量装置的结构如下：箱体8底部设有接地端7、进线孔13和出线孔14，箱体8内设有隔板9，隔板9将箱体8分成“日”字型结构，隔板9将主回路和监测回路分开。箱体8的安装方式为落地安装方式，使用4个螺丝与安装底座固定相连，每个螺丝的直径为9mm。
进线孔13和出线孔14均安装电缆防水固定接头15(电缆防水固定接头15的外径与箱体底部进线孔13和出线孔14的内径相配合，进线孔13和出线孔14的内径为75mm)。
箱体8的形状为方形，其长、宽、高分别为560mm、320mm和960mm，由SMC纤维增强不饱和聚酯树脂材料制备而成，箱体8具有高性能的绝缘电阻，有效防止漏电，避免箱体8触电现象的发生；箱体8具有良好的助燃性能和隔热性能，有效的减少了内部凝露、凝霜的发生；箱体8具有良好的耐腐蚀性能及抗老化性能，适合各种恶劣天气，可长期使用在-50～+80℃环境中。箱体8前侧、后侧各设有一个箱门11。
主回路的结构如下：单相配电变压器的输出线穿过进线孔13连接低压隔离开关1上端，低压隔离开关1下端分别连接相线铜排3和零线铜排12，相线铜排3穿过电流互感器4，相线铜排3和零线铜排12均连接塑壳式低压断路器2上端，塑壳式低压断路器2下端的导线穿过出线孔14连接至用户，由低压隔离开关1下侧L极与N极分别引出导线穿过隔板穿孔10连接端子排6，电流互感器4二次侧K1端引出导线穿过隔板穿孔10连接端子排6，二次侧K2端引出导线连接接地端7；
其中，低压隔离开关1主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修；塑壳式低压断路器2能够在线路发生过载、短路或欠电压等故障时，自动切断电路，对配电线路予以保护。
监测回路的结构如下：监测回路安装有智能型单相配变监测仪5和端子排6；端子排6分别连接智能型单相配变监测仪5的电流输入端和电压输入端(智能型单相配变监测仪5的电流输入端通过端子排6连接至电流互感器4二次侧K1端；智能型单相配变监测仪5的电压输入端通过端子排6连接至低压隔离开关1下侧L极与N极)，智能型单相配变监测仪5接地端口引出导线通过端子排6与箱体11接地端相连接；
智能型单相配变监测仪5具有配变监测、电能质量监测、电能计量、远程通讯和多机联网等功能，它能够实时测量、显示、记录并存储单相配电变压器运行数据；能够实时采集单相配电变压器运行监测计量装置中开关位置状态，开关发生变位时能够记入内存并主动上报；智能型单相配变监测仪5在对数据分析、整合处理后通过智能型单相配变监测仪5内置GPRS模块送出。
运行数据为单相配电变压器为低压侧电压、低压侧电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、正反向无功电量、变压器损耗、变压器视在功率、每日统计数据信息和每日极值数据信息。
每日统计数据信息为每日的总有功电量、分时段(尖峰、峰、平、谷)有功电量、总无功电量、每日电压越上限时间、每日电压越下限时间、每日电压合格率、每日功率因数合格率和每日变压器最大负载率；
每日极值数据信息为每日的变压器电压最大值、电压最小值、电流最大值、电流最小值、功率因数最小值及其发生时间。
实施例二：
实施例二为本发明用于单相三线制时的情形。
如图1、图2、图4、图7、图8、图9所示，单相配电变压器运行监测计量装置的结构如下：箱体8底部设有接地端7、进线孔13和出线孔14，箱体8内设有隔板9，隔板9将箱体8分成“日”字型结构，隔板9将主回路和监测回路分开。箱体8的安装方式为落地安装方式，使用4个螺丝与安装底座固定相连，每个螺丝的直径为9mm。
进线孔13和出线孔14均安装电缆防水固定接头15(电缆防水固定接头15的外径与箱体底部进线孔13和出线孔14的内径相配合，进线孔13和出线孔14的内径为75mm)。
箱体8的形状为方形，其长、宽、高分别为560mm、320mm和960mm，由SMC纤维增强不饱和聚酯树脂材料制备而成，箱体8具有高性能的绝缘电阻，有效防止漏电，避免箱体8触电现象的发生；箱体8具有良好的助燃性能和隔热性能，有效的减少了内部凝露、凝霜的发生；箱体8具有良好的耐腐蚀性能及抗老化性能，适合各种恶劣天气，可长期使用在-50～+80℃环境中。箱体8前侧、后侧各设有一个箱门11。
主回路的结构如下：单相配电变压器的输出线分为三路导线，两路导线穿过进线孔13连接低压隔离开关1上端，一路导线连接零线铜排12上端，低压隔离开关1下端分别连接L1相线铜排和L2相线铜排，L1相线铜排和L2相线铜排各穿过一个电流互感器4，L1相线铜排、L2相线铜排均连接塑壳式低压断路器2上端，塑壳式低压断路器2下端的导线和零线铜排12下端的导线穿过出线孔14连接至用户，由低压隔离开关1下侧L1极、L2极与零线铜排12分别引出导线穿过隔板穿孔10连接端子排6，两个电流互感器4的二次侧K1端分别引出导线通过隔板穿孔10连接端子排6，二次侧K2端引出导线连接接地端7；
其中，低压隔离开关1主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修；塑壳式低压断路器2能够在线路发生过载、短路或欠电压等故障时，自动切断电路，对配电线路予以保护。
监测回路的结构如下：监测回路安装有智能型单相配变监测仪5和端子排6；端子排6分别连接智能型单相配变监测仪5的电流输入端和电压输入端(智能型单相配变监测仪5的电流输入端通过端子排6连接至电流互感器4二次侧K1端；智能型单相配变监测仪5的电压输入端通过端子排6连接至低压隔离开关1下侧L1极、L2极与零线铜排12)；智能型单相配变监测仪5接地端口引出导线通过端子排6与箱体11接地端相连接；
监测回路中的智能型单相配变监测仪5能够实时测量、显示、记录并存储单相配电变压器运行数据；能够实时采集单相配电变压器运行监测计量装置中开关位置状态，开关发生变位时能够记入内存并主动上报；智能型单相配变监测仪5在对数据分析、整合处理后通过智能型单相配变监测仪5内置GPRS模块送出。
运行数据为单相配电变压器为低压侧电压、低压侧电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、正反向无功电量、变压器损耗、变压器视在功率、每日统计数据信息和每日极值数据信息。
每日统计数据信息为每日的总有功电量、分时段(尖峰、峰、平、谷)有功电量、总无功电量、每日电压越上限时间、每日电压越下限时间、每日电压合格率、每日功率因数合格率和每日变压器最大负载率；
每日极值数据信息为每日的变压器电压最大值、电压最小值、电流最大值、电流最小值、功率因数最小值及其发生时间。
以上所述，仅为本发明的优选实施例，并不能以此限定本发明的实施范围，凡依据本发明权利书及说明书内容所做的等同替换或等效变换，皆应仍属于发明的保护范围。
Claims (7)
1.单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，它的结构如下：箱体(8)底部设有接地端(7)、进线孔(13)和出线孔(14)，箱体(8)内设有隔板(9)，隔板(9)将箱体(8)分成“日”字型结构，隔板(9)将主回路和监测回路分开。
2.根据权利要求1所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述进线孔(13)和出线孔(14)均安装电缆防水固定接头(15)。
3.根据权利要求1所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述箱体(8)的形状为方形，由SMC纤维增强不饱和聚酯树脂材料制备而成，箱体(8)前侧、后侧各设有一个箱门(11)。
4.根据权利要求1所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述主回路采用单相二线制时，其结构如下：单相配电变压器的输出线穿过进线孔(13)连接低压隔离开关(1)上端，低压隔离开关(1)下端分别连接相线铜排(3)和零线铜排(12)，相线铜排(3)穿过电流互感器(4)，相线铜排(3)和零线铜排(12)均连接塑壳式低压断路器(2)上端，塑壳式低压断路器(2)下端的导线穿过出线孔(14)连接至用户，由低压隔离开关(1)下侧L极与N极分别引出导线穿过隔板穿孔(10)连接端子排(6)，电流互感器(4)二次侧K1端引出导线穿过隔板穿孔(10)连接端子排(6)，二次侧K2端引出导线连接接地端(7)；
所述主回路采用单相三线制时，其结构如下：单相配电变压器的输出线分为三路导线，两路导线穿过进线孔(13)连接低压隔离开关(1)上端，一路导线连接零线铜排(12)上端，低压隔离开关(1)下端分别连接L1相线铜排和L2相线铜排，L1相线铜排和L2相线铜排各穿过一个电流互感器(4)，L1相线铜排、L2相线铜排均连接塑壳式低压断路器(2)上端，塑壳式低压断路器(2)下端的导线和零线铜排(12)下端的导线穿过出线孔(14)连接至用户，由低压隔离开关(1)下侧L1极、L2极与零线铜排(12)分别引出导线穿过隔板穿孔(10)连接端子排(6)，两个电流互感器(4)的二次侧K1端分别引出导线通过隔板穿孔(10)连接端子排(6)，二次侧K2端引出导线连接接地端(7)。
5.根据权利要求1所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述监测回路的结构如下：端子排(6)分别连接智能型单相配变监测仪(5)的电流输入端和电压输入端；智能型单相配变监测仪(5)接地端口引出导线通过端子排(6)与箱体(11)接地端(7)相连接；
监测回路中的智能型单相配变监测仪(5)能够实时测量、显示、记录并存储单相配电变压器运行数据；能够实时采集单相配电变压器运行监测计量装置中开关位置状态，开关发生变位时能够记入内存并主动上报；智能型单相配变监测仪(5)在对数据分析、整合处理后通过智能型单相配变监测仪(5)内置GPRS模块送出。
6.根据权利要求5所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述运行数据为单相配电变压器为低压侧电压、低压侧电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、正反向无功电量、变压器损耗、变压器视在功率、每日统计数据信息和每日极值数据信息。
7.根据权利要求6所述的单相配电变压器运行监测计量装置，其特征在于，所述每日统计数据信息为每日的总有功电量、分时段有功电量、总无功电量、每日电压越上限时间、每日电压越下限时间、每日电压合格率、每日功率因数合格率和每日变压器最大负载率；
所述每日极值数据信息为每日的变压器电压最大值、电压最小值、电流最大值、电流最小值、功率因数最小值及其发生时间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENYANG POWER SUPPLY COMPANY OF LIAONING ELECTRIC Effective date: 20130802 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Wei Inventor after: Xu Lijie Inventor after: Li Rui Inventor after: Mou Jingxu Inventor after: Wang Yingnan Inventor after: Xu Chunxin Inventor before: Wang Wei Inventor before: Xu Lijie Inventor before: Li Rui |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG WEI XU LIJIE LI RUI TO: WANG WEI XU LIJIE LI RUI MOU JINGXU WANG YINGNAN XU CHUNXIN |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130802 Address after: 100044 Beijing city Xicheng District Xizhimen village on the No. 3 Beijing Jiaotong University Department of science and technology Applicant after: Beijing Jiaotong University Applicant after: Liaoning Shenyang Electric Power Supply Co., Ltd. Address before: 100044 Beijing city Xicheng District Xizhimen village on the No. 3 Beijing Jiaotong University Department of science and technology Applicant before: Beijing Jiaotong University |
|
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 100044 Beijing city Haidian District Xizhimen Shangyuan Village No. 3 Applicant after: Beijing Jiaotong University Applicant after: Liaoning Shenyang Electric Power Supply Co., Ltd. Address before: 100044 Beijing city Xicheng District Xizhimen village on the No. 3 Beijing Jiaotong University Department of science and technology Applicant before: Beijing Jiaotong University Applicant before: Liaoning Shenyang Electric Power Supply Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131120 Termination date: 20181013 |