CN108777491A - 一种智能jp柜、控制系统及治理方法 - Google Patents

一种智能jp柜、控制系统及治理方法 Download PDF

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郭成
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Abstract

本申请公开了一种智能JP柜、控制系统及治理方法，涉及配电设备技术领域，智能JP柜包括柜体，所述柜体内设有三相交流母线、零线、进线单元、电压测量单元、进线开关、馈线单元、保护单元、第一电流互感器和至少一个SVG模块，SVG模块在完成无功补偿和治理三相不平衡的同时，剩余容量还兼具治理谐波、治理电压偏离等功能，达到全面提升电能质量的效果。所述智能JP柜控制系统，能够解决现场运维、操作传统JP柜带来的作业风险和作业任务繁重问题。

Description

一种智能JP柜、控制系统及治理方法
技术领域
本申请涉及配电设备技术领域，尤其涉及一种智能JP柜、控制系统及治理方法。
背景技术
JP柜是新型综合配电柜的简称，是电力生产中用于配网的一种集电能分配、计量、保护、控制、无功补偿于一体的新型综合控制箱。
传统的JP柜，主要针对于配网的无功补偿，采用分相投切电容器结构，其无功补偿容量恒定，但配电运行过程中，配网对无功的需求总是在波动的，有时候需要的无功补偿容量较大，但是在下一时刻无功补偿容量就会减少，甚至不用补偿。同时传统的JP柜对三相不平衡有功功率抑制作用小，不能有效解决配网中普遍存在的三相不平衡问题，对其它电能质量问题如谐波含量高、电压偏离等问题，也不能提供有效解决手段。
在电力数据监视和电力数据运维方面，传统的JP柜中装有电能表、配变移动设备操作终端及相应的电压电流表计，可以通过相关表计的指示仪盘查看对应的电压电流信号或者通过电能表读取相关的电能计量数据。对配网电力运行中的其它电能质量数据均没有进行监测，也没有进行相应治理，功能较为单一，与实际生产生活中对电力供应的电能质量要求越来越高的需求相背离。传统的JP柜装有的电能表大多只具有一个月或者几个月的电能数据历史记录，如果需要查看相关数据，则需要到JP柜现场，并且打开柜门，操作电能表读取，操作较为复杂，数据运维难度较大。
在JP柜的运维和现场操作方面，传统的JP柜需要2-3名工作人员到达JP柜安装现场，由一人监护，一人打开柜门查看JP柜的设备状态，或者操作相应的开关设备。实际生产中，由于JP柜属于带电设备，所以其安装位置都比较高，操作打开柜门或者开关设备难度较大并且具有一定的危险性。
发明内容
本申请提供了一种智能JP柜、控制系统及治理方法，以解决传统JP柜对三相不平衡有功功率抑制作用小、不能有效解决配网中普遍存在的三相不平衡、现场运维、操作传统JP柜带来的作业风险和作业任务繁重的问题。
第一方面，本申请提供了一种智能JP柜，包括柜体，所述柜体内设有三相交流母线、零线、进线单元、电压测量单元、进线开关、馈线单元、保护单元、第一电流互感器和SVG模块，其中，
所述三相交流母线、所述零线均与配电变压器连接；
所述进线单元与所述电压测量单元通过所述进线开关连接；
所述电压测量单元与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述馈线单元与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述保护单元与所述三相交流母线连接；
所述SVG模块与所述第一电流互感器通过所述SVG模块开关连接；
所述第一电流互感器与所述三相交流母线连接；
所述SVG模块包括SVG单元、SVG信息采集卡和SVG模块控制卡，所述SVG模块控制卡用于控制所述SVG单元和所述SVG信息采集卡。
可选择的，所述智能JP柜包括至少一个SVG模块，所述SVG模块的数量根据所述配电变压器的容量进行配置；
所述SVG模块上设置有快速接口，各个所述SVG模块通过所述快速接口连接。
可选择的，所述快速接口包括三相线路接口、通讯接口和控制总线接口，其中，
所述三相线路接口，用于所述SVG模块和补偿所述三相交流母线的一次电力连接；
所述通讯接口，用于连接所述SVG信息采集卡与智能JP柜，还用于所述SVG模块的信息传递；
所述控制总线接口，用于连接所述SVG模块控制卡与智能JP柜，用于智能JP柜对所述SVG模块的控制信号传递。
可选择的，所述进线单元包括进线电流互感器和进线电压互感器，其中，
所述进线电流互感器与所述进线电压互感器均与所述三相交流母线连接。
可选择的，所述电压测量单元包括电压测量端子、第二电流互感器、第三电流互感器和电压测量开关，其中，
所述电压测量端子与所述第二电流互感器连接；
所述第三电流互感器与所述第二电流互感器通过所述电压测量开关连接；
所述第三电流互感器与所述三相交流母线和所述零线连接。
可选择的，所述馈线单元包括第一馈线模块和第二馈线模块，所述第一馈线模块、所述第二馈线模块均与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述第一馈线模块和所述第二馈线模块均包括馈线电流互感器和馈线开关，所述馈线电流互感器与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述馈线开关与所述馈线电流互感器连接。
第二方面，本申请提供了一种智能JP柜控制系统，包括控制单元，所述控制单元与所述智能JP柜连接；
所述控制单元包括信息采集模块、数据库、控制模块、遥信模块、智能运维后台和移动设备操作终端；
所述信息采集模块，用于采集配电变压器油温，进线单元电流、电压，SVG模块数量，SVG模块工作模式，各个SVG模块的电压信号和电流信号，进线单元的电能质量相关数据以及馈线的电流信号和对应馈线开关的位置信号；
所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述数据库，用于将所述信息采集模块采集到的信息传送至所述遥信模块和所述控制模块；
所述控制模块，与所述SVG信息采集卡连接，用于控制所述SVG模块开关和所述馈线开关，还用于与SVG模块控制卡进行信息交互；
所述遥信模块，用于将所述数据库的信息发送至所述智能运维后台和所述移动设备操作终端，实现远程报警、智能JP柜实时状态分析、智能JP柜实时数据分析；
所述智能运维后台，用于同时检测多个智能JP柜及配电变压器的信息；
所述移动设备操作终端，用于查看智能JP柜及配电变压器的信息，还用于控制所述馈线开关、所述进线开关和所述SVG模块开关。
可选择的，所述信息采集模块包括变压器信息采集卡、进线信息采集卡和馈线信息采集卡，其中，
所述变压器信息采集卡，用于采集配电变压器油温，进线单元的电流数据和电压数据；
所述进线信息采集卡，用于采集进线的电能质量相关数据，所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述馈线信息采集卡，用于采集馈线的电流信号和对应馈线开关的位置信号。
第三方面，本申请提供了一种智能JP柜治理方法，所述方法包括：
步骤S1，通过进线电流互感器，实时检测进线单元的电流信号；
步骤S2，通过电流信号，判断智能JP柜是否发生过电流故障，若发生过电流故障，则断开进线开关；反之，则执行步骤S3；
步骤S3，判断负载率是否小于或等于预设负载率，若负载率小于或等于预设负载率，则断开SVG模块开关；反之，则执行步骤S4；
步骤S4，判断智能JP柜是否需要进行电压偏差治理，若需要，则进行电压偏差治理，直至电压偏差达到要求；反之，则执行步骤S5；
步骤S5，判断智能JP柜是否需要进行功率因数低治理，若需要，则进行功率因数低治理，直至功率因数达到要求；反之，则执行步骤S6；
步骤S6,判断智能JP柜是否需要进行电流三相不平衡治理，若需要，则进行电流三相不平衡治理，直至电流三相不平衡度达到要求；反之，则执行步骤S7；
步骤S7，判断智能JP柜是否需要进行谐波治理，若需要对智能JP柜进行谐波治理，则对智能JP柜进行谐波治理，直至电压总谐波畸变率达到要求；反之，则结束。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种智能JP柜、控制系统及治理方法，智能JP柜包括柜体，所述柜体内设有三相交流母线、零线、进线单元、电压测量单元、进线开关、馈线单元、保护单元、第一电流互感器和至少一个SVG模块。与现有技术相比，有益效果如下：
(1)所述SVG模块替代传统的分相投切电容器结构，所述SVG模块能够对智能JP柜进行无功补偿；通过所述控制模块对所述SVG模块的控制，使得该智能JP柜还具有电压偏差治理、功率因数低治理、电流三相不平衡治理和谐波治理的功能；电压偏差治理、功率因数低治理、电流三相不平衡治理和谐波治理的功能为从高到低的优先级配置，通过所述SVG模块在容量最大的程度下提高了电能质量。
(2)所述控制模块控制SVG模块开关的断开或闭合，若负载率小于或等于预设负载率，则断开SVG模块开关，使得智能JP柜进入低载节能模式，能够有效的提高所述SVG模块的使用寿命。
(3)利用所述变压器信息采集卡监测配电变压器的电压、电流、油温等信息，能实时监测配电变压器的工作状态，能够达到故障预警，然后快速的处置故障。同时利用馈线开关与智能运维后台中心和移动设备操作终端的信息交互，扩展了馈线的远程控制功能。
(4)利用数据库将采集到的数据通过遥信模块发送至智能运维后台中心智能运维后台中心能够同时检测多个智能JP柜和配电变压器的信息，使得智能运维后台中心成为一个地区电网的配网监控移动设备操作终端，达到智能JP柜和配电变压器运维的在线化，大大减少了日常运维的工作量。
(5)利用数据库将采集到的数据通过遥信模块发送至移动设备操作终端上，工作人员可利用手机等移动设备操作终端，安装移动端操作平台软件，能够达到申请授权访问数据库，查看智能JP柜和配电变压器的信息，也能控制智能JP柜各模块状态，同时减少了现场检修难度和危险性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种智能JP柜的结构示意图；
图2为本申请提供的一种智能JP柜的SVG模块的结构示意图；
图3为本申请提供的一种智能JP柜的SVG模块中SVG典型结构为三相六脉动的电压源型逆变器；
图4为本申请提供的一种智能JP柜控制系统的结构示意图；
图5为本申请提供的一种智能JP柜控制系统的部分机构示意图；
图6为本申请提供的一种智能JP柜治理方法的流程图。
图示说明：
其中，1-进线单元；2-配电变压器；3-电压测量单元；4-进线开关；5-馈线单元；6-保护单元；7-SVG模块；8-第一电流互感器；9-SVG模块开关；11-进线电流互感器；12-进线电压互感器；21-信息采集模块；22-数据库；23-控制模块；24-遥信模块；25-智能运维后台；26-移动设备操作终端；27-SVG模块控制卡；28-SVG单元；29-快速接口；31-电压测量端子；32-第二电流互感器；33-第三电流互感器；34-电压测量开关；51-第一馈线模块；52-第二馈线模块；53-馈线电流互感器；54-馈线开关；211-变压器信息采集卡；212-SVG信息采集卡；213-进线信息采集卡；214-馈线信息采集卡。
具体实施方式
下面结合本申请中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于再次描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
第一方面，参见图1，为本申请提供的一种智能JP柜的结构示意图，一种智能JP柜，所述柜体内设有A、B、C三相交流母线、零线N、进线单元1、电压测量单元3、进线开关4、馈线单元5、保护单元6、第一电流互感器8和SVG模块7，其中，
所述A、B、C三相交流母线、所述零线N均与配电变压器2连接；
所述进线单元1与所述电压测量单元3通过所述进线开关4连接；
所述电压测量单元3与所述A、B、C三相交流母线和所述零线N连接；
所述馈线单元5与所述A、B、C三相交流母线和所述零线N连接；
所述保护单元6与所述A、B、C三相交流母线连接；
所述SVG模块7与所述第一电流互感器8通过所述SVG模块开关9连接；
所述第一电流互感器8与所述A、B、C三相交流母线连接；
参见图2，图2为本申请提供的一种智能JP柜的SVG模块的结构示意图。所述SVG模块7包括SVG单元28、SVG信息采集卡212和SVG模块控制卡27，所述SVG模块控制卡27用于控制所述SVG单元28和所述SVG信息采集卡212。
所述SVG信息采集卡212，用于采集SVG模块7数量，SVG模块7工作模式，各个SVG模块7的电压信号和电流信号。
上述保护单元6为SPD浪涌保护器，当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
上述SVG模块7属于现有的、能够直接购买的产品，因此，具体结构不多做说明，仅对其在本实施例中的功能进行介绍。
参见图3，图3为SVG模块中SVG典型结构为三相六脉动的电压源型逆变器，其主要结构包括连接电抗器La、Lb、Lc,直流侧储能电容Cd和由六只IGBT构成的三相桥式电路。
在典型的配变无功补偿容量配置中，无功补偿容量应占配变容量的20％-40％。据每组SVG模块7容量为50kVA，不同容量的配变可进行表1所示进行配置。若不采用模块化设计和快速接口29配置，那么每台配电变压器2均按照最大的SVG总容量进行配置，则小容量和中等容量的配变则会大大增加了成本。
配变容量(kVA) SVG模块组数 SVG总容量(kVA)
100kVA 1 50
200kVA 1 50
315kVA 2 100
400kVA 2 100
500kVA 3 150
表1不同配变容量与SVG模块组数配置表
可选择的，所述智能JP柜包括至少一个SVG模块7，所述SVG模块7的数量根据所述配电变压器2的容量进行配置；
所述SVG模块7上设置有快速接口(29)，各个所述SVG模块7通过所述快速接口(29)连接。
所述智能JP柜包括至少一个SVG模块7，不同容量的配电变压器2可以根据自身的容量选择所需SVG模块7的数量，节约了成本。
可选择的，所述快速接口(29)包括三相线路接口、通讯接口和控制总线接口，其中，
所述三相线路接口，用于所述SVG模块7和补偿所述A、B、C三相交流母线的一次电力连接；
所述通讯接口，用于连接所述SVG信息采集卡212与智能JP柜的所述数据库22，还用于所述SVG模块7的信息传递；
所述控制总线接口，用于连接所述SVG模块控制卡27与智能JP柜的所述控制模块23，用于智能JP柜对所述SVG模块7的控制信号传递。
可选择的，所述进线单元1包括进线电流互感器11和进线电压互感器12，其中，
所述进线电流互感器11与所述进线电压互感器12均与所述A、B、C三相交流母线连接。
上述进线电流互感器11用于采集进线单元1的电流值，上述进线电压互感器12用于采集进线单元1的电压。
可选择的，所述电压测量单元3包括电压测量端子31、第二电流互感器32、第三电流互感器33和电压测量开关34，其中，
所述电压测量端子31与所述第二电流互感器32连接；
所述第三电流互感器33与所述第二电流互感器32通过所述电压测量开关34连接；
所述第三电流互感器33与所述A、B、C三相交流母线和所述零线N连接。
可选择的，所述馈线单元5包括第一馈线模块51和第二馈线模块52，所述第一馈线模块51、所述第二馈线模块52均与所述A、B、C三相交流母线和所述零线N连接；
所述第一馈线模块51和所述第二馈线模块52均包括馈线电流互感器53和馈线开关54，所述馈线电流互感器53与所述A、B、C三相交流母线和所述零线N连接；
所述馈线开关54与所述馈线电流互感器53连接。
第二方面，参见图4为本申请提供的一种智能JP柜控制系统的结构示意图，本申请提供了一种智能JP柜控制系统，所述控制单元与所述智能JP柜连接；
所述控制单元包括信息采集模块21、数据库22、控制模块23、遥信模块24、智能运维后台25和移动设备操作终端26；
所述信息采集模块21，用于采集配电变压器2油温，进线单元1电流、电压，SVG模块7数量，SVG模块7工作模式，各个SVG模块7的电压信号和电流信号，进线单元1的电能质量相关数据以及馈线的电流信号和对应馈线开关54的位置信号；
所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述数据库22，用于将所述信息采集模块21采集到的信息传送至所述遥信模块24和所述控制模块23；
所述控制模块23，与所述SVG信息采集卡212连接，用于控制所述SVG模块开关9和所述馈线开关54，还用于与SVG模块控制卡27进行信息交互；
所述遥信模块24，用于将所述数据库22的信息发送至所述智能运维后台25和所述移动设备操作终端26，实现远程报警、智能JP柜实时状态分析、智能JP柜实时数据分析；
所述智能运维后台25，用于同时检测多个智能JP柜及配电变压器2的信息；
所述移动设备操作终端26，用于查看智能JP柜及配电变压器2的信息，还用于控制所述馈线开关54、所述进线开关4和所述SVG模块开关9。
可通过在移动设备操作终端26(例如手机)上安装智能监测后台，在智能JP柜现场作业时，工作人员既可以查看配网电力运行数据和智能JP柜的实时状态，又能通过申请权限，在移动设备操作终端26上直接操作，分合智能JP柜中的开关设备，提高了现场作业的管控水平，减少作业风险。
可选择的，所述信息采集模块21包括变压器信息采集卡211、进线信息采集卡213和馈线信息采集卡214，其中，
所述变压器信息采集卡211，用于采集配电变压器2油温，进线单元11的电流数据和电压数据；
所述进线信息采集卡213，用于采集进线的电能质量相关数据，所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述馈线信息采集卡214，用于采集馈线的电流信号和对应馈线开关54的位置信号。
参见图5，智能JP柜控制系统的作用如下：
(1)所述控制模块23控制SVG模块开关9，可控制该智能JP柜是否工作于低载节能状态，是否需要断开SVG模块开关9。
(2)控制模块23根据收到的遥信模块24发出的指令及数据库22的信息，综合判断是否断开或合上第一馈线模块51和第二馈线模块52的馈线开关54。例如：需要对第一馈线模块51进行断电检修或第一馈线模块51用户严重欠费需断电时，工作人员可通过移动设备操作终端26或者智能运维后台中心25下发第一馈线模块51的断电指令，控制模块23根据收到的断电指令，断开第一馈线模块51的馈线开关54。
(3)控制模块23根据数据库22采集的信息及SVG模块控制卡27返回的信息，根据表2进行智能JP柜控制模式的选择，从而达到综合电能质量治理的效果。
(4)控制模块23根据从数据库22中提取的配电变压器2信息，综合判断配电变压器2的工作状态，如果出现配电变压器2过负荷或者油温过高等，则可以通过遥信模块24发送该报警信息至智能运维后台中心25和移动设备操作终端26，如果出现油温高至故障等级或者过负荷到配电变压器2极限，但还未引起配电变压器2的跌落熔断器动作，则可设置选择性断开第一馈线模块51或第二馈线模块52的馈线开关54，然后再进行检测，若有恢复至油温和负荷率合理区间，则动作完成。若油温和过负荷还是处于故障区间，则继续断开另一个馈线开关54。
第三方面，参见图6，为本申请提供的一种智能JP柜治理方法的流程图，所述方法包括：
步骤S1，通过进线电流互感器11，实时检测进线单元1的电流信号；
步骤S2，通过电流信号，判断智能JP柜是否发生过电流故障，若发生过电流故障，则断开进线开关4；反之，则执行步骤S3；
通过采集到的进线单元1的电流信号，判断述A、B、C三相交流母线任意一相电流是否大于或等于预设电流值，若大于或等于预设电流值，则智能JP柜发生过电流故障，那么断开进线开关4。
上述预设电流值为过电流定值，过电流定值为超过智能JP柜额定电流的电流值。
步骤S3，判断负载率是否小于或等于预设负载率，若负载率小于或等于预设负载率，则断开SVG模块开关9；反之，执行步骤S4；
通过进线电流互感器11和进线电压互感器12采集A、B、C三相交流母线的电压和电流，以及配电变压器2的额定功率，按照如下公式计算得到负载率：
式中，Sload为进线视在功率；UA_in、UB_in、UC_in为A、B、C三相交流母线的进线电压；IA_in、IB_in、IC_in为A、B、C三相交流母线的进线电流；Sload_T为配电变压器的额定功率，可通过配电变压器铭牌读出；为负载率。
上述预设负载率为30％。
步骤S4,判断智能JP柜是否需要进行电压偏差治理，若需要，则进行电压偏差治理，直至电压偏差达到要求；反之，则执行步骤S5。
通过进线电压互感器12采集A、B、C三相交流母线的电压，以及额定电压，按照如下公式计算得到电压偏差：
式中，δA、δB、δC为A、B、C三相交流母线的电压偏差；UA_in、UB_in、UC_in为A、B、C三相交流母线的进线电压；Unor为配电变压器额定电压，可通过配电变压器铭牌读出。
上述电压偏差治理包括：
(1)计算出A、B、C三相交流母线的电压偏差；
(2)若A、B、C三相交流母线中绝对值最大的电压偏差大于或等于预设电压偏差，所述预设电压偏差为10％，则进行电压偏差治理，在配网中，电压偏差允许的范围为
[-10％,+7％]。
电压偏差的治理方法为：首先控制SVG模块7进行调节，若还不满足要求，则申请配电变压器2调档，直至A、B、C三相交流母线中绝对值最大的电压偏差小于预设电压偏差。
步骤S5，判断智能JP柜是否需要进行功率因数低治理，若需要，则进行功率因数低治理，直至功率因数达到要求；反之，则执行步骤S6。
通过进线电流互感器11和进线电压互感器12采集A、B、C三相交流母线的电压和电流，按照如下公式计算得到智能JP柜的功率因数：
式中，η为功率因数；UA_in、UB_in、UC_in为A、B、C三相交流母线的进线电压；IA_in、IB_in、IC_in为A、B、C三相交流母线的进线电流；P为进线功率，可通过在进线测量端安装功率表，测量读出。
上述功率因数低治理包括：
(1)计算出智能JP柜的功率因数；
(2)判断功率因数是否小于或等于预设功率因数，所述预设功率因数为0.95，若小于或等于，则进行功率因数低治理，配网中，典型的功率因数应小于或等于0.95。
功率因数低治理方法为：通过SVG模块7对智能JP柜进行无功补偿，直到功率因数大于预设功率因数。
步骤S6，判断智能JP柜是否需要进行电流三相不平衡治理，若需要，则进行电流三相不平衡治理，直至电流三相不平衡度达到要求；反之，则执行步骤S7。
通过进线电流互感器采集A、B、C三相交流母线的电流，按照如下公式计算得到智能JP柜的电流三相不平衡度：
式中，IA_in、IB_in、IC_in为A、B、C三相交流母线的进线电流；Iin_MAX为A、B、C三相交流母线的最大进线电流；Iin_MIN为A、B、C三相交流母线的最小进线电流；ε为电流三相不平衡度。
上述电流三相不平衡治理包括：
(1)计算智能JP柜的电流三相不平衡度；
(2)判断电流三相不平衡度是否大于或等于预设电流三相不平衡度，所述预设电流三相不平度为25％，若大于或等于预设电流三相不平度，则进行电流三相不平衡治理，配网中，典型的电流三相不平衡度应大于或等于25％。
上述电流三相不平衡治理的方法为：控制SVG模块7进行调节，直至电流三相不平衡度小于25％。
步骤S7，判断智能JP柜是否需要进行谐波治理，若需要对智能JP柜进行谐波治理，则对智能JP柜进行谐波治理，直至电压总谐波畸变率达到要求；反之，则结束。
通过快速傅里叶变换进线电压，提取出A、B、C三相交流母线的基波电压U1_A、U1_B、U1_C和各次谐波电压(U2_A、U3_A、…、U25_A),(U2_B、U3_B、…、U25_B)，(U2_C、U3_C、…、U25_C)，以A相为例，A相电压总谐波畸变率按照如下公式计算得到：
式中，UH_A为A相电压总的谐波含量；Uh_A为A相电压的h次谐波含量；THDA为A相电压总谐波畸变率；U1_A为A相基波电压。
B相和C相的电压总谐波畸变率均按照A相电压总谐波畸变率计算得到。
上述谐波治理包括：
(1)计算出A、B、C三相交流母线的电压总谐波畸变率；
(2)判断A、B、C三相交流母线的电压总谐波畸变率中最大电压总谐波畸变率是否小于预设电压总谐波畸变率，所述预设电压总谐波畸变率为5％，若小于，则进行谐波治理。
上述谐波治理的方法为：控制SVG模块7进行调节，直至A、B、C三相交流母线的电压总谐波畸变率中最大电压总谐波畸变率大于或等于预设电压总谐波畸变率。
综上，智能JP柜功率因数低、电压偏差、电流三相不平衡和谐波超标对用户用电质量影响危害程度不同，同时由于智能JP柜配置SVG模块7的容量限制，不能完全满足对所有电能质量因素治理的容量要求，因此本申请依据电能质量各因素的重要性，合理控制SVG模块7对智能JP柜进行相关治理，对电能质量治理进行优先级配置。并且，在轻载状况下，即负载率小于预设负载率时，为综合考虑治理的经济效益，使得智能JP柜进入低载节能状态，断开SVG模块开关9，使得SVG模块9断开输出。
智能JP电能质量治理优先级如下表2所示。
表2智能JP柜电能质量治理优先级
由以上技术方案可知，本申请提供了一种智能JP柜、控制系统及治理方法，智能JP柜包括柜体，所述柜体内设有A、B、C三相交流母线、零线N、进线单元1、电压测量单元3、进线开关4、馈线单元5、保护单元6、第一电流互感器8和至少一个SVG模块7。与现有技术相比，有益效果如下：
(1)所述SVG模块7替代传统的分相投切电容器结构，所述SVG模块7能够对智能JP柜进行无功补偿；通过所述控制模块23对所述SVG模块7的控制，使得该智能JP柜还具有电压偏差治理、功率因数低治理、电流三相不平衡治理和谐波治理的功能；电压偏差治理、功率因数低治理、电流三相不平衡治理和谐波治理的功能为从高到低的优先级配置，通过所述SVG模块7在容量最大的程度下提高了电能质量。
(2)所述控制模块23控制SVG模块开关9的断开或闭合，若负载率小于或等于预设负载率，则断开SVG模块开关9，使得智能JP柜进入低载节能模式，能够有效的提高所述SVG模块7的使用寿命。
(3)利用所述变压器信息采集卡211监测变压器2的电压、电流、油温等信息，能实时监测变压器2的工作状态，能够达到故障预警，然后快速的处置故障。同时利用馈线开关54与智能运维后台中心25和移动设备操作终端26的信息交互，扩展了馈线的远程控制功能。
(4)利用数据库22将采集到的数据通过遥信模块24发送至智能运维后台中心25智能运维后台中心25能够同时检测多个智能JP柜和配电变压器2的信息，使得智能运维后台中心25成为一个地区电网的配网监控移动设备操作终端，达到智能JP柜和配电变压器2运维的在线化，大大减少了日常运维的工作量。
(5)利用数据库22将采集到的数据通过遥信模块24发送至移动设备操作终端26上，工作人员可利用手机等移动设备操作终端，安装移动端操作平台软件，能够达到申请授权访问数据库22，查看智能JP柜和配电变压器2的信息，也能控制智能JP柜各模块状态，同时减少了现场检修难度和危险性。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能JP柜，包括柜体，其特征在于，所述柜体内设有三相交流母线、零线、进线单元、电压测量单元、进线开关、馈线单元、保护单元、第一电流互感器和SVG模块，其中，
所述三相交流母线、所述零线均与配电变压器连接；
所述进线单元与所述电压测量单元通过所述进线开关连接；
所述电压测量单元与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述馈线单元与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述保护单元与所述三相交流母线连接；
所述SVG模块与所述第一电流互感器通过所述SVG模块开关连接；
所述第一电流互感器与所述三相交流母线连接；
所述SVG模块包括SVG单元、SVG信息采集卡和SVG模块控制卡，所述SVG模块控制卡用于控制所述SVG单元和所述SVG信息采集卡。
2.如权利要求1所述的智能JP柜，其特征在于，所述智能JP柜包括至少一个SVG模块，所述SVG模块的数量根据所述配电变压器的容量进行配置；
所述SVG模块上设置有快速接口，各个所述SVG模块通过所述快速接口连接。
3.如权利要求2所述的智能JP柜，其特征在于，所述快速接口包括三相线路接口、通讯接口和控制总线接口，其中，
所述三相线路接口，用于所述SVG模块和补偿所述三相交流母线的一次电力连接；
所述通讯接口，用于连接所述SVG信息采集卡与智能JP柜，还用于所述SVG模块的信息传递；
所述控制总线接口，用于连接所述SVG模块控制卡与智能JP柜，用于智能JP柜对所述SVG模块的控制信号传递。
4.如权利要求1所述的智能JP柜，其特征在于，所述进线单元包括进线电流互感器和进线电压互感器，其中，
所述进线电流互感器与所述进线电压互感器均与所述三相交流母线连接。
5.如权利要求1所述的智能JP柜，其特征在于，所述电压测量单元包括电压测量端子、第二电流互感器、第三电流互感器和电压测量开关，其中，
所述电压测量端子与所述第二电流互感器连接；
所述第三电流互感器与所述第二电流互感器通过所述电压测量开关连接；
所述第三电流互感器与所述三相交流母线和所述零线连接。
6.如权利要求1所述的智能JP柜，其特征在于，所述馈线单元包括第一馈线模块和第二馈线模块，所述第一馈线模块、所述第二馈线模块均与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述第一馈线模块和所述第二馈线模块均包括馈线电流互感器和馈线开关，所述馈线电流互感器与所述三相交流母线和所述零线连接；
所述馈线开关与所述馈线电流互感器连接。
7.一种智能JP柜控制系统，包括控制单元和权利要求1-6任一项所述的智能JP柜，所述控制单元与所述智能JP柜连接；
所述控制单元包括信息采集模块、数据库、控制模块、遥信模块、智能运维后台和移动设备操作终端；
所述信息采集模块，用于采集配电变压器油温，进线单元电流、电压，SVG模块数量，SVG模块工作模式，各个SVG模块的电压信号和电流信号，进线单元的电能质量相关数据以及馈线的电流信号和对应馈线开关的位置信号；
所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述数据库，用于将所述信息采集模块采集到的信息传送至所述遥信模块和所述控制模块；
所述控制模块，与所述SVG信息采集卡连接，用于控制所述SVG模块开关和所述馈线开关，还用于与SVG模块控制卡进行信息交互；
所述遥信模块，用于将所述数据库的信息发送至所述智能运维后台和所述移动设备操作终端，实现远程报警、智能JP柜实时状态分析、智能JP柜实时数据分析；
所述智能运维后台，用于同时检测多个智能JP柜及配电变压器的信息；
所述移动设备操作终端，用于查看智能JP柜及配电变压器的信息，还用于控制所述馈线开关、所述进线开关和所述SVG模块开关。
8.如权利要求7所述的智能JP柜控制系统，其特征在于，所述信息采集模块包括变压器信息采集卡、进线信息采集卡和馈线信息采集卡，其中，
所述变压器信息采集卡，用于采集配电变压器油温，进线单元的电流数据和电压数据；
所述进线信息采集卡，用于采集进线的电能质量相关数据，所述电能质量包括负载率、电压偏差、功率因数、电流三相不平衡度和电压总谐波畸变率；
所述馈线信息采集卡，用于采集馈线的电流信号和对应馈线开关的位置信号。
9.一种智能JP柜治理方法，其特征在于，所述方法基于权利要求8所述的智能JP柜控制系统，所述方法包括：
步骤S1，通过进线电流互感器，实时检测进线单元的电流信号；
步骤S2，通过电流信号，判断智能JP柜是否发生过电流故障，若发生过电流故障，则断开进线开关；反之，则执行步骤S3；
步骤S3，判断负载率是否小于或等于预设负载率，若负载率小于或等于预设负载率，则断开SVG模块开关；反之，则执行步骤S4；
步骤S4，判断智能JP柜是否需要进行电压偏差治理，若需要，则进行电压偏差治理，直至电压偏差达到要求；反之，则执行步骤S5；
步骤S5，判断智能JP柜是否需要进行功率因数低治理，若需要，则进行功率因数低治理，直至功率因数达到要求；反之，则执行步骤S6；
步骤S6,判断智能JP柜是否需要进行电流三相不平衡治理，若需要，则进行电流三相不平衡治理，直至电流三相不平衡度达到要求；反之，则执行步骤S7；
步骤S7，判断智能JP柜是否需要进行谐波治理，若需要对智能JP柜进行谐波治理，则对智能JP柜进行谐波治理，直至电压总谐波畸变率达到要求；反之，则结束。
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