CN106654930A - 一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，包括配电箱柜体、智能控制器、两级断路器、电流互感器和无功补偿器等元件。本发明所提出的一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，通过优化配电箱内部结构布置，提高配电箱的散热性能，并减小体积；同时利用智能控制器，根据线路反馈电流信号，实现故障检测、处理和无功补偿等功能，并通过无线信号收发器与控制中心之间相互通信，实现配电箱远程控制，克服现有技术中存在的缺陷，本发明结构简单，且易于实现。本发明通过对变压器配电箱自动控制功能和远程遥控功能进行针对性设计，可提升变压器配电箱智能化程度，并提高安全性和可控性。

Description

一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱
技术领域
本发明涉及变压器配电箱故障检测、处理和远程控制技术，是一种具有散热、故障检测和处理、无功补偿以及远程遥控功能的变压器配电箱。
背景技术
变压器配电箱是供电系统中必备的电力控制设备，其主要功能是用来将变压器输出电流分配到各支路负载。由于配电箱内安装了大量了接插件和各种电子元器件，并且有大量的导线的存在，导致配电箱的总电阻值很高，同时在导电的情况下会散发出大量的热量，使得配电柜的温度骤然提高。另一方面，由于配电箱内部结构布置设计不合理，也会导致内部空气流动不畅，引起温度升高，同时造成配电箱体积过大。传统的配电箱中缺乏散热设备，因此，在线路负荷过高时，会因为温度过高导致线路发生故障，严重影响供电安全和便利性。
由于我国电力系统的迅速发展，许多偏远地区的供电设施逐渐完善，不同的季节和地理环境会导致变压器配电箱工作状态发生变化，引起不可预测的故障。然而，偏远地区的设备维修难度较大，若不能及时获得配电箱的故障信息，会造成严重的后果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，通过优化配电箱内部结构布置，提高配电箱的散热性能，并减小体积；同时利用智能控制器，根据线路反馈电流信号，实现故障检测、处理和无功补偿等功能，同时，与控制中心之间相互通信，实现配电箱远程控制，克服现有技术中存在的缺陷；本发明结构简单，且易于实现。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，包括柜体，配电箱进线端，一级开关出线端，电流分支桥，二级开关进线端，二级开关出线端，配电箱出线端，智能控制器，一级断路器，二级断路器，无功补偿器，第一横向安装导轨，纵向安装导轨，第二横向安装导轨，第三横向安装导轨，无线信号传输线，一级开关控制线，风扇控制线，二级开关控制线，无功补偿器控制线，二级电流互感器信号反馈线，温度信号反馈线，一级电流互感器信号反馈线，一级电流互感器，二级电流互感器，线束横向出线轨道，线束横线进线轨道，线束纵向穿线轨道，无线信号收发器，温度传感器，风扇。
进一步的，所述柜体结构包括厢体，横向连接在厢体两侧内壁的横向内隔板，纵向连接在厢体内壁和横向内隔板上侧的纵向内隔板，与厢体铰接的柜门；所述厢体上端开有无线信号收发器安装孔，配电箱进线口，所述厢体11左右两侧开有散热孔，所述厢体下侧开有配电箱出线口；所述横向内隔板上开有过线孔，风扇安装孔，过线孔；所述纵向内隔板与厢体后壁之间留有间隙；所述柜门上开有观察口和柜门锁。
进一步的，两段所述第一横向安装导轨和两段纵向安装导轨通过螺栓固定于厢体后壁，两段所述第二横向安装导轨和第三横向安装导轨通过螺栓固定在两段纵向安装导轨上，所述智能控制器和一级断路器通过螺栓固定于两段第一横向安装导轨上，五个所述二级断路器通过螺栓固定于两段第二横向安装导轨上，五个所述无功补偿器通过螺栓固定于第三横向安装导轨上；所述线束横向出线轨道和线束横线进线轨道通过卡扣固定于两段纵向安装导轨上，所述线束纵向穿线轨道通过卡扣固定于厢体左侧内壁上；所述无线信号收发器通过螺栓固定在厢体上壁的无线信号收发器安装孔位置；所述温度传感器通过螺栓固定在左侧纵向安装导轨上；所述风扇的转轴通过焊接固定在横向内隔板上的风扇安装孔位置；三个所述一级电流互感器通过螺栓固定在厢体后壁上，十五个所述二级电流互感器通过螺栓固定在厢体后壁上。
进一步的，三条所述配电箱进线端穿过厢体上侧三个配电箱进线口连接到一级断路器进线侧，分别用于输入相位差为120°的三相电流，三条一级开关出线端与一级断路器出线侧相连接，,分别穿过三个一级电流互感器，并分别与三条电流分支桥通过螺栓固定连接，每条电流分支桥引出五条二级开关进线端，电流分支桥与二级开关进线端通过螺栓固定连接，十五条二级开关进线端分别与五个二级断路器的进线侧相连接，十五条二级开关出线端分别与五个二级断路器的出线侧和五个无功补偿器的进线侧相连接，十五条配电箱出线端分别于五个无功补偿器的出线侧相连接，并且另一端分别穿过厢体下侧的五个配电箱出线口，分别用于输入五路相位差为120°的三相电流。
进一步的，所述无线信号收发器通过无线信号传输线与智能控制器电连接，所述一级断路器通过一级开关控制线与智能控制器电连接，所述风扇通过风扇控制线与智能控制器电连接，五个所述二级断路器通过五条二级开关控制线与智能控制器电连接，五个所述无功补偿器通过五条无功补偿器控制线与智能控制器电连接，十五个所述二级电流互感器通过十五条二级电流互感器信号反馈线与智能控制器电连接，所述温度传感器通过温度信号反馈线与智能控制器电连接，三个所述一级电流互感器通过三条一级电流互感器信号反馈线与智能控制器电连接。
进一步的，五条所述二级开关控制线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道，五条所述无功补偿器控制线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道，十五条所述二级电流互感器信号反馈线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道。
进一步的，所述变压器配电箱的电流通过配电箱进线端进入一级断路器，并通过一级开关出线端传递到电流分支桥，一级电流互感器检测流过一级开关出线端的电流，并通过一级电流互感器信号反馈线将检测到的电流信号反馈到智能控制器，通过智能控制器检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器通过一级开关控制线传递开关信号，使一级断路器断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，电流将通过电流分支桥平均分配后流入二级开关进线端，经过二级断路器后流入二级开关出线端，二级电流互感器检测流过二级开关出线端的电流，并通过二级电流互感器信号反馈线将检测到的电流信号反馈到智能控制器，通过智能控制器检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器通过二级开关控制线传递开关信号，使二级断路器断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，通过智能控制器计算各支路功率因数，并与设定值进行对比，当功率因数低于设定值，通过无功补偿器控制线传递控制信号到无功补偿器，利用动态投切调节线路功率因数，并调用PID控制程序，重复检测功率因数，当功率因数达到设定值，通过配电箱出线端输出电流，实现配电箱故障检测和处理，并具备无功补偿功能。
进一步的，通过温度传感器实时测量配电箱内部温度，并经过温度信号反馈线反馈模拟电压信号到智能控制器，利用智能控制器与设定温度对比，当温度过高，智能控制器通过风扇控制线输出通电信号到风扇，使风扇电机工作，加快配电箱内部空气流动，从而降低配电箱内部温度，实现加速散热功能；当配电箱内部温度降低到设定值，智能控制器通过风扇控制线输出断电信号到风扇，使风扇停止工作。
进一步的，控制中心可通过发送无线信号到无线信号收发器，并经过无线信号传输线传递到智能控制器，完成功率因数、温度等参数的设定，实现远程控制功能。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明所提出的一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，通过合理布置配电箱内结构，利用划分功能区域的方法对柜内布局进行改进，使其更加紧凑，并提高配电箱的散热性能，减小柜体体积。本发明中利用智能控制器作为系统控制核心，通过两级电流互感器反馈总路和支路电流状态，并根据反馈电流判断是否出现故障，对两级断路器开关进行分别控制，实现分级通断功能，在故障处理时，降低对供电系统的影响。另外，根据反馈电流，利用智能控制器计算各支路功率因数，并控制无功补偿器，通过动态投切实现线路功率因数的调节，提高供电质量和电能利用率。利用智能控制，根据温度传感器反馈信号控制风扇运行，使柜内形成空气流动，使配电箱具备快速降温功能。除此之外，通过在配电箱中增加无线信号收发器，实现智能控制器与控制中心之间的通信功能，利用智能控制器反馈线路状态和故障代码到控制中心，并可通过控制中心更改系统设置参数或控制线路通断，使变压器配电箱具备远程遥控功能。
附图说明
图1为本发明中一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱的结构示意图。
图2为图1中柜体结构示意图。
图3为本发明中变压器配电箱电流控制原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，如图1所示，包括柜体1，配电箱进线端2-1，一级开关出线端2-2，电流分支桥2-3，二级开关进线端2-4，二级开关出线端2-5，配电箱出线端2-6，智能控制器3，一级断路器4-1，二级断路器4-2，无功补偿器5，第一横向安装导轨6-1，纵向安装导轨6-2，第二横向安装导轨6-3，第三横向安装导轨6-4，无线信号传输线7-1，一级开关控制线7-2，风扇控制线7-3，二级开关控制线7-4，无功补偿器控制线7-5，二级电流互感器信号反馈线7-6，温度信号反馈线7-7，一级电流互感器信号反馈线7-8，一级电流互感器8-1，二级电流互感器8-2，线束横向出线轨道9-1，线束横线进线轨道9-2、9-3、9-5，线束纵向穿线轨道9-4，无线信号收发器10-1，温度传感器10-2，风扇10-3。
所述柜体1结构如图2所示，包括厢体11，横向连接在厢体11两侧内壁的横向内隔板12，纵向连接在厢体11内壁和横向内隔板12上侧的纵向内隔板14，与厢体11铰接的柜门15；所述厢体11上端开有无线信号收发器安装孔111，配电箱进线口112-1、112-2、112-3，所述厢体11左右两侧开有散热孔113-1、113-2、113-3、113-4、113-5、113-6，所述厢体11下侧开有配电箱出线口114-1、114-2、114-3、114-4、114-5；所述横向内隔板12上开有过线孔121-1、121-2、121-3、121-4，风扇安装孔121-5，过线孔122-1、122-2、122-3；所述纵向内隔板14与厢体11后壁之间留有间隙141；所述柜门上开有观察口151和柜门锁152。
两段所述第一横向安装导轨6-1和两段纵向安装导轨6-2通过螺栓固定于厢体11后壁，两段所述第二横向安装导轨6-3和第三横向安装导轨6-4通过螺栓固定在两段纵向安装导轨6-2上，所述智能控制器3和一级断路器4-1通过螺栓固定于两段第一横向安装导轨6-1上，五个所述二级断路器4-2通过螺栓固定于两段第二横向安装导轨6-3上，五个所述无功补偿器5通过螺栓固定于第三横向安装导轨6-4上；所述线束横向出线轨道9-1和线束横线进线轨道9-2、9-3、9-5通过卡扣固定于两段纵向安装导轨6-2上，所述线束纵向穿线轨道9-4通过卡扣固定于厢体左侧内壁上；所述无线信号收发器10-1通过螺栓固定在厢体11上壁的无线信号收发器安装孔111位置；所述温度传感器10-2通过螺栓固定在左侧纵向安装导轨6-2上；所述风扇10-3的转轴通过焊接固定在横向内隔板12上的风扇安装孔121-5位置；三个所述一级电流互感器8-1通过螺栓固定在厢体11后壁上，十五个所述二级电流互感器8-2通过螺栓固定在厢体11后壁上。
三条所述配电箱进线端2-1穿过厢体11上侧三个配电箱进线口112-1、112-2、112-3连接到一级断路器4-1进线侧，分别用于输入相位差为120°的三相电流，三条一级开关出线端2-2与一级断路器4-1出线侧相连接，,分别穿过三个一级电流互感器8-1，并分别与三条电流分支桥2-3通过螺栓固定连接，每条电流分支桥2-3引出五条二级开关进线端2-4，电流分支桥2-3与二级开关进线端2-4通过螺栓固定连接，十五条二级开关进线端2-4分别与五个二级断路器4-2的进线侧相连接，十五条二级开关出线端2-5分别与五个二级断路器4-2的出线侧和五个无功补偿器5的进线侧相连接，十五条配电箱出线端2-6分别于五个无功补偿器5的出线侧相连接，并且另一端分别穿过厢体11下侧的五个配电箱出线口114-1、114-2、114-3、114-4、114-5，分别用于输入五路相位差为120°的三相电流。
所述无线信号收发器10-1通过无线信号传输线7-1与智能控制器3电连接，所述一级断路器4-1通过一级开关控制线7-2与智能控制器3电连接，所述风扇10-3通过风扇控制线7-3与智能控制器3电连接，五个所述二级断路器通过五条二级开关控制线7-4与智能控制器3电连接，五个所述无功补偿器5通过五条无功补偿器控制线7-5与智能控制器3电连接，十五个所述二级电流互感器8-2通过十五条二级电流互感器信号反馈线7-6与智能控制器3电连接，所述温度传感器10-2通过温度信号反馈线7-7与智能控制器3电连接，三个所述一级电流互感器8-1通过三条一级电流互感器信号反馈线7-8与智能控制器3电连接。
五条所述二级开关控制线7-4按顺序穿过线束横线进线轨道9-2、线束纵向穿线轨道9-4、线束横向出线轨道9-1，五条所述无功补偿器控制线7-5按顺序穿过线束横线进线轨道9-5、线束纵向穿线轨道9-4、线束横向出线轨道9-1，十五条所述二级电流互感器信号反馈线7-6按顺序穿过线束横线进线轨道9-3、线束纵向穿线轨道9-4、线束横向出线轨道9-1。
变压器配电箱电流控制顺序如图3所示，电流通过配电箱进线端2-1进入一级断路器4-1，并通过一级开关出线端2-2传递到电流分支桥2-3，一级电流互感器8-1检测流过一级开关出线端2-2的电流，并通过一级电流互感器信号反馈线7-8将检测到的电流信号反馈到智能控制器3，通过智能控制器3检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器3通过一级开关控制线7-2传递开关信号，使一级断路器4-1断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器10-1发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，电流将通过电流分支桥2-3平均分配后流入二级开关进线端2-4，经过二级断路器4-2后流入二级开关出线端2-5，二级电流互感器8-2检测流过二级开关出线端2-5的电流，并通过二级电流互感器信号反馈线7-6将检测到的电流信号反馈到智能控制器3，通过智能控制器3检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器3通过二级开关控制线7-4传递开关信号，使二级断路器4-2断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器10-1发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，通过智能控制器3计算各支路功率因数，并与设定值进行对比，当功率因数低于设定值，通过无功补偿器控制线7-5传递控制信号到无功补偿器5，利用动态投切调节线路功率因数，并调用PID控制程序，重复检测功率因数，当功率因数达到设定值，通过配电箱出线端2-6输出电流，实现配电箱故障检测和处理，并具备无功补偿功能。
通过温度传感器10-2实时测量配电箱内部温度，并经过温度信号反馈线7-7反馈模拟电压信号到智能控制器3，利用智能控制器3与设定温度对比，当温度过高，智能控制器3通过风扇控制线7-3输出通电信号到风扇10-3，使风扇10-3电机工作，加快配电箱内部空气流动，从而降低配电箱内部温度，实现加速散热功能；当配电箱内部温度降低到设定值，智能控制器3通过风扇控制线7-3输出断电信号到风扇10-3，使风扇停止工作。
控制中心可通过发送无线信号到无线信号收发器10-1，并经过无线信号传输线7-1传递到智能控制器3，完成功率因数、温度等参数的设定，实现远程控制功能。
利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，包括柜体，配电箱进线端，一级开关出线端，电流分支桥，二级开关进线端，二级开关出线端，配电箱出线端，智能控制器，一级断路器，二级断路器，无功补偿器，第一横向安装导轨，纵向安装导轨，第二横向安装导轨，第三横向安装导轨，无线信号传输线，一级开关控制线，风扇控制线，二级开关控制线，无功补偿器控制线，二级电流互感器信号反馈线，温度信号反馈线，一级电流互感器信号反馈线，一级电流互感器，二级电流互感器，线束横向出线轨道，线束横线进线轨道，线束纵向穿线轨道，无线信号收发器，温度传感器，风扇；
其特征在于，所述柜体结构包括厢体，横向连接在厢体两侧内壁的横向内隔板，纵向连接在厢体内壁和横向内隔板上侧的纵向内隔板，与厢体铰接的柜门；所述厢体上端开有无线信号收发器安装孔，配电箱进线口，所述厢体左右两侧开有散热孔，所述厢体下侧开有配电箱出线口；所述横向内隔板上开有过线孔，风扇安装孔，过线孔；所述纵向内隔板与厢体后壁之间留有间隙；所述柜门上开有观察口和柜门锁；
两段所述第一横向安装导轨和两段纵向安装导轨通过螺栓固定于厢体后壁，两段所述第二横向安装导轨和第三横向安装导轨通过螺栓固定在两段纵向安装导轨上，所述智能控制器和一级断路器通过螺栓固定于两段第一横向安装导轨上，五个所述二级断路器通过螺栓固定于两段第二横向安装导轨上，五个所述无功补偿器通过螺栓固定于第三横向安装导轨上；所述线束横向出线轨道和线束横线进线轨道通过卡扣固定于两段纵向安装导轨上，所述线束纵向穿线轨道通过卡扣固定于厢体左侧内壁上；所述无线信号收发器通过螺栓固定在厢体上壁的无线信号收发器安装孔位置；所述温度传感器通过螺栓固定在左侧纵向安装导轨上；所述风扇的转轴通过焊接固定在横向内隔板上的风扇安装孔位置；三个所述一级电流互感器通过螺栓固定在厢体后壁上，十五个所述二级电流互感器通过螺栓固定在厢体后壁上；
三条所述配电箱进线端穿过厢体上侧三个配电箱进线口连接到一级断路器进线侧，分别用于输入相位差为120°的三相电流，三条所述一级开关出线端与一级断路器出线侧相连接，分别穿过三个一级电流互感器，并分别与三条电流分支桥通过螺栓固定连接，每条电流分支桥引出五条二级开关进线端，电流分支桥与二级开关进线端通过螺栓固定连接，十五条二级开关进线端分别与五个二级断路器的进线侧相连接，十五条二级开关出线端分别与五个二级断路器的出线侧和五个无功补偿器的进线侧相连接，十五条配电箱出线端分别于五个无功补偿器的出线侧相连接，并且另一端分别穿过厢体下侧的五个配电箱出线口，分别用于输入五路相位差为120°的三相电流；
所述无线信号收发器通过无线信号传输线与智能控制器电连接，所述一级断路器通过一级开关控制线与智能控制器电连接，所述风扇通过风扇控制线与智能控制器电连接，五个所述二级断路器通过五条二级开关控制线与智能控制器电连接，五个所述无功补偿器通过五条无功补偿器控制线与智能控制器电连接，十五个所述二级电流互感器通过十五条二级电流互感器信号反馈线与智能控制器电连接，所述温度传感器通过温度信号反馈线与智能控制器电连接，三个所述一级电流互感器通过三条一级电流互感器信号反馈线与智能控制器电连接；
五条所述二级开关控制线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道，五条所述无功补偿器控制线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道，十五条所述二级电流互感器信号反馈线按顺序穿过线束横线进线轨道、线束纵向穿线轨道、线束横向出线轨道。
2.根据权利要求1所述的一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，所述变压器配电箱的电流通过配电箱进线端进入一级断路器，并通过一级开关出线端传递到电流分支桥，一级电流互感器检测流过一级开关出线端的电流，并通过一级电流互感器信号反馈线将检测到的电流信号反馈到智能控制器，通过智能控制器检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器通过一级开关控制线传递开关信号，使一级断路器断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，电流将通过电流分支桥平均分配后流入二级开关进线端，经过二级断路器后流入二级开关出线端，二级电流互感器检测流过二级开关出线端的电流，并通过二级电流互感器信号反馈线将检测到的电流信号反馈到智能控制器，通过智能控制器检测是否存在电流异常，当检测到电流异常，智能控制器通过二级开关控制线传递开关信号，使二级断路器断开，并产生故障代码，通过无线信号收发器发送故障代码到控制中心；若未检测出电流异常，通过智能控制器计算各支路功率因数，并与设定值进行对比，当功率因数低于设定值，通过无功补偿器控制线传递控制信号到无功补偿器，利用动态投切调节线路功率因数，并调用PID控制程序，重复检测功率因数，当功率因数达到设定值，通过配电箱出线端输出电流，实现配电箱故障检测和处理，并具备无功补偿功能。
3.根据权利要求1所述的一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，通过温度传感器实时测量配电箱内部温度，并经过温度信号反馈线反馈模拟电压信号到智能控制器，利用智能控制器与设定温度对比，当温度过高，智能控制器通过风扇控制线输出通电信号到风扇，使风扇电机工作，加快配电箱内部空气流动，从而降低配电箱内部温度，实现加速散热功能；当配电箱内部温度降低到设定值，智能控制器通过风扇控制线输出断电信号到风扇，使风扇停止工作。
4.根据权利要求1所述的一种具有散热和远程遥控功能的变压器配电箱，控制中心可通过发送无线信号到无线信号收发器，并经过无线信号传输线传递到智能控制器，完成功率因数、温度等参数的设定，实现远程控制功能。
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