CN107248741A - 一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种计量准确、观测方便、占用空间小、安装简易的分项计量配电箱，该装置可以对各个支路的电能消耗量进行实时监测，并将历史数据储存在数据模块中，且支持历史数据导出功能。本发明的应用可以简便、易操作的实现电路的分项配电，有利于用电的科学管理，实现各项设备用电的安全、稳定；对各个支路实现单独计量、监测，可以直观地了解各项设备用电的实时数据与运行状态；对各个支路用电量的储存、导出，可以实现对各分项用电数据的获取，并根据用电数据进行进一步的用能分析，为节能改造明确目标与手段。

Description

一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱

技术领域

本发明涉及用电分项计量与配电领域，具体涉及一种具有配电、分项计量、存储、输出功能的分项计量配电箱。

背景技术

近年来，由于能源过度消耗所产生的各类问题愈加显著，用能紧张的情况日益突出，用能分项计量的意义逐渐被人们所重视。用能分项计量的实现，不仅可以使我们对于用能现状有一个清晰的认识，同时还为用能诊断以及节能改造提供了有效的数据支撑。

对于大型公共建筑，出于节能改造的考虑，已经有一些用能分项计量技术实现应用。但目前的能耗分项计量技术主要应用在建筑配电层面，通过在配电室内对配电线路进行划分并计量来实现。现有的用电分项计量系统存在两个最主要的问题：一方面目前技术主要在建筑层面进行分项，而建筑的电气总线路在设计时往往只是进行了基本划分，其中仍然存在着大量的混杂，这就导致了分项的粗糙，各个分项之间线路由于混杂而产生计量混乱；另一方面分项类别简单，一般来说仅有空调用电、动力用电、照明用电、特殊用电四种类型系统，分项简单就导致数据冗杂难以深入分析。

对于居住建筑来说，由于用户通过传统配电箱进行配电，没有很好地划分用电类型，因而现有的从电气总线入手的分项计量方式是行不通的；现阶段的用户基本只能获取家庭用电总量的数据，无法对居住建筑用能特征进行有效分析。

解决上述问题的关键，便是从用电末端入手，降低分项计量的建设成本与施工难度，通过安装一种施工简易，分项简单的分项计量装置，实现分项计量的精细化、精确化。在末端进行各项用电的拆分，更精确的划分各项用电类型，将配电与分项计量功能集成，一箱两用地实现配电、计量的简易实施。

现有的电能分项计量领域的发明专利，例如“一种楼宇用电分项计量装置”等，其应用范围局限于大型公共建筑，分项计量发生在建筑层面，无法在居住建筑中推广使用；且作为单独的分项计量装置，增加了施工成本与投资成本。

基于上述，本发明专利提供了一种具有配电、分项计量、存储、输出功能的分项计量配电箱。该发明突破现有分项计量技术所存在的分项简单，分项精确度差的缺陷，从用电末端入手，精确细致的实现不同用电类型区分、计量、输出等功能。且该发明可同时满足配电、分项计量的要求，安装简便，成本低廉，可以广泛应用于房间、普通家庭的配电与计量，从而推广全民用电分项计量，促进分项计量从建筑层面发展到用户层面。

发明内容

本发明公开一种计量准确、观测方便、占用空间小、安装简易的分项计量配电箱，该装置可以对各个支路的电能消耗量进行实时监测，并将历史数据储存在数据模块中，且支持历史数据导出功能。

本发明的应用可以简便、易操作的实现电路的分项配电，有利于用电的科学管理，实现各项设备用电的安全、稳定；对各个支路实现单独计量、监测，可以直观地了解各项设备用电的实时数据与运行状态；对各个支路用电量的储存、导出，可以实现对各分项用电数据的获取，并根据用电数据进行进一步的用能分析，为节能改造明确目标与手段。

该设备安装简易，占用空间小，集成配电与分项计量功能，可以妥善解决现有分项计量系统中分项粗糙与分项简单的两个关键问题，且该设备可以直接用于已有用电线路的改造，易于在既有建筑大范围推广使用。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱，其特征在于:主要包括总控制开关、总保护开关、线缆、箱体、N个支路控制开关、N个支路保护开关、N个支路电能计量装置、数据存储与输出模块和导出端口。

外部电缆的火线L和零线N通过箱体的预留孔洞穿入，并连接总控制开关的输入端。

所述总控制开关的输出端连接总保护开关。

将耗电设备的用电类型划分为N类。所述总保护开关的输出端分为N个支路，每一支路分别连接一个支路控制开关的输入端。

各支路控制开关的输出端分别接入一个支路保护开关的输入端

各支路保护开关向配电箱的N个外接线端供电。某个外接线端包括火线接点端、零线接线端和接地端。所述接地端连接外部电缆的接地线PE。按照之前划分的N类用电类型，将各个耗电设备分别接入对应的外接线端。

各支路保护开关的输出电能分别通过一个支路电能计量装置进行计量，并向数据存储与输出模块输出所采集到的电能数据。通过导出端口，向外导出数据存储与输出模块获取的各支路电能数据。

进一步，所述箱体带有可视窗口。通过可视窗口，可以观察各支路电能计量装置7实时显示的数据。

进一步，所述导出端口为USB接口，可以通过USB导出端口将历史数据导出。

优选地，箱体设置有电控锁与报警装置，防止配电箱被恶意使用或盗用用电数据。

优选地，各支路电能计量装置7设置有电控锁，防止被恶意操作。

该发明的应用具有以下有益效果：

本发明在传统配电箱的基础上集成了电能分项计量功能，一方面可以满足配电的需求，另一方面实现了对于不同用电支路的电能计量、存储与输出。配电箱是目前建筑中大量使用的设备，因此本发明的推广使用在具有大范围覆盖的优势；所采用的配电与分项计量集成的方式也大大降低了投资成本，减少了设备占用空间。因而本发明易于实现广泛的应用，从而解决目前分项计量系统需要单独安装、造价成本高昂、分项计量粗糙等难题，全面的推动电能分项计量技术的发展。

附图说明

图1为本发明的内部结构示意图；

图2为本发明外的部结构示意图。

图中：总控制开关1，总保护开关2，线缆3，箱体4，支路控制开关5，支路保护开关6，支路电能计量装置7，数据存储与输出模块8，导出端口9，可视窗口10。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

本实施例公开一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱，其特征在于:主要包括总控制开关1、总保护开关2、线缆3、箱体4、N个支路控制开关5、N个支路保护开关6、N个支路电能计量装置7、数据存储与输出模块8和导出端口9。

外部电缆的火线L和零线N通过箱体4的预留孔洞穿入，并连接总控制开关1的输入端，由总控制开关1实现整个配电箱电路的手动通断，控制开关类型由电路实际需求决定，可为单联、双联、三联等。

所述总控制开关1的输出端连接总保护开关2，当通过总保护开关2的电流过载或异常时，总保护开关2动作并熔断，实现整个配电箱的总电路保护功能，总保护开关类型由电路实际需求决定，可为瞬时、短延时、二段式等。

将耗电设备的用电类型划分为N类。所述总保护开关2的输出端分为N个支路，每一支路分别连接一个支路控制开关5的输入端。支路的数量可根据实际情况进行增减。允许通过手动通断控制各支路，各支路控制开关类型由电路实际需求决定，可为单联、双联、三联等。

各支路控制开关5的输出端分别接入一个支路保护开关6的输入端，当通过各支路保护开关6的电流过载或异常时，各支路保护开关6动作并熔断，实现各支路的电路保护功能，各支路保护开关类型由电路实际需求决定，可为瞬时、短延时、二段式等。

各支路保护开关6向配电箱的N个外接线端供电。某个外接线端包括火线接点端、零线接线端和接地端。所述接地端连接外部电缆的接地线PE。按照之前划分的N类用电类型，将各个耗电设备分别接入对应的外接线端。

各支路保护开关6的输出电能分别通过一个支路电能计量装置7进行计量，短暂存储，并向数据存储与输出模块8输出所采集到的电能数据。通过导出端口9，向外导出数据存储与输出模块8获取的各支路电能数据。

各支路电能计量装置7具有LED显示屏，可以读取的电能数据包括累计用电量，瞬时功率，功率因数，无功功率等电气参数，也可设定时间段查询阶段累计用电量。

各支路电能计量装置7具有可操作按键，用于查看各项参数与基础设置。电能计量装置宜采用电能计量芯片，减小设备体积，降低成本，也可采用导轨式电能表，电流互感器，二次回路计量装置等。

在箱体正面表面，对应箱体内部各支路电能计量装置7的位置处，留有可视窗口10，可用于观测各支路用电实时数据。所述箱体4带有可视窗口10。通过可视窗口10，可以观察各支路电能计量装置7实时显示的数据。可视窗口10设置有带锁遮挡翻盖，可防止用电信息泄露。

在箱体侧面表面，设有预留线缆孔洞，用于电缆进出箱体；所述导出端口9为USB接口，可以通过USB导出端口将历史数据导出。设有通风孔洞，用于箱体内部散热；设有USB预留孔洞，用于数据存储与输出模块8导出设备使用。

实施例2：

本实施例是实施例1所述装置的具体应用：如图1与图2所示，该装置设于某公共建筑中的某会议室房间，该房间内用电设备有分体式空调、照明灯具、投影仪等办公设备。根据房间用电设备类型该分项计量箱共设4只支路，分别为照明用电、空调用电、办公用电与插座用电。

分项计量箱装设在会议室内墙壁上，会议室用电总线路通过箱体预留孔洞接入，经分项计量箱后分为4支线路分别为照明灯具，空调，办公设备与插座系统供电，各系统线路划分明确，相互之间没有混杂。

会议室在正常使用时，开启2台空调，20盏照明灯具，1台投影仪，3台笔记本电脑。空调由分项计量箱中所接出的空调用电线路供电，照明灯具由分项计量箱中所接出的照明用电线路供电，投影仪由分项计量箱中所接出的办公设备用电线路供电，笔记本电脑由分项计量箱中所接出的插座设备用电线路供电。

会议室在2小时后使用完毕，室内所有用电设备关闭。2小时内的用电数据均储存在数据存储与输出模块8中，管理人员可通过可视窗口10查看储存数据，存储数据按照不同用电类型分为照明灯具，空调，办公设备与插座系统三类，数据包括累计电耗，瞬时功率，功率因数等，还可以通过设定时间段查询各时间段内电耗；管理人员还可以通过USB接口将历史存储数据导出。

管理人员通过分析数据，清楚的了解到灯具、电脑、投影仪与空调的能耗占比，并在日常运行管理中优化用电设备的使用情况，做到减少能耗的目的；当室内设备在非使用时间未关闭或待机状态，管理人员可以通过查看瞬时功率来检查，并将设备关闭，减少无谓的运行能耗与待机能耗，方便了用电管理；管理人员可通过对功率因数的分析，来判断用电质量。

本实施例的应用同时实现了配电与用电分项计量功能，且用电分项计量精确，线路之间划分清晰，数据查看简便且导出操作方便，便于人员管理。该设备的应用将为建筑管理人员提供科学用电的帮助，为建筑能耗的分析提供了数据支撑。

实施例3：

本实施例是实施例1所述装置的具体应用：该装设于一栋住宅楼上的某户人家，该用户家中有灯具、空调、电视、洗衣机、电脑等用电设备。通过用电类型划分，将所有用电设备分为三类分别为照明、空调、其他电器，在本发明所提出的配电箱中各类型用电线路划分明确，相互之间没有混杂。灯具由照明线路供电，空调由空调线路供电，电脑、电视、洗衣机等电器由其他电器线路供电。

经过一段时间的使用后，用户可以通过可视窗口10来读取各类型用电数据，包括实时功率、用电总量等，还可以通过设定时间段来查询各时间段内电耗数据；用户可以通过USB导出端口将历史数据导出；用户通过对分项计量数据的分析，可以有效的了解家庭用电特征，针对性的优化用电习惯。

本实施例的应用在满足用户配电需求的基础上，实现了普通居民家庭用电的分项计量，解决了现阶段居住建筑难以进行用电分项计量的问题，为居住建筑用电特征分析提供了数据依据。

Claims (3)

1.一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱，其特征在于:主要包括所述总控制开关(1)、总保护开关(2)、线缆(3)、箱体(4)、N个支路控制开关(5)、N个支路保护开关(6)、N个支路电能计量装置(7)、数据存储与输出模块(8)和导出端口(9)。

外部电缆的火线(L)和零线(N)通过箱体(4)的预留孔洞穿入，并连接总控制开关(1)的输入端；

所述总控制开关(1)的输出端连接总保护开关(2)；

将耗电设备的用电类型划分为N类；所述总保护开关(2)的输出端分为N个支路，每一支路分别连接一个支路控制开关(5)的输入端。

各支路控制开关(5)的输出端分别接入一个支路保护开关(6)的输入端

各支路保护开关(6)向配电箱的N个外接线端供电；某个外接线端包括火线接点端、零线接线端和接地端；所述接地端连接外部电缆的接地线(PE)；按照之前划分的N类用电类型，将各个耗电设备分别接入对应的外接线端；

各支路保护开关(6)的输出电能分别通过一个支路电能计量装置(7)进行计量，并向数据存储与输出模块(8)输出所采集到的电能数据；通过导出端口(9)，向外导出数据存储与输出模块(8)获取的各支路电能数据。

2.根据权利要求1或2所述的一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱，其特征在于：所述箱体(4)带有可视窗口(10)；通过可视窗口(10)，可以观察各支路电能计量装置7实时显示的数据。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有配电、分项计量、存储和输出功能的分项计量配电箱，其特征在于：所述导出端口(9)为USB接口，可以通过USB导出端口将历史数据导出。