CN111277044A - 一种配电柜不间断供电的配电方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电柜不间断供电的配电方法，设置配电柜用电支路的优先级，并设置发电机电源装置，通过对发电机电源装置的供电时长、市电电压的综合判断，由发电机电源装置根据优先级选择提供配电柜用电支路的供电。本发明在于解决市电断电后没有电能持续供电和发电机电源装置供电不能按需求分配电能的问题。
Description
技术领域
本发明涉及配电柜领域，具体涉及一种配电柜不间断供电的配电方法。
背景技术
目前，在很多场合都只是用的市电供电，但是有时候会遇到停电的状况，当遇到需要紧急用电时，如灾难场合、应急场合或是需连续生产场合，就必须在市电断电后，有备用电源应急。此时一般采用的是UPS不间断电源实现连续供电，但是UPS不间断电源储存的电能较少不能长时间的供电，需要选择电量更多的在线式给设备进行供电，比如柴油发电机组。当出现市电断电、市电不稳、市电电压过低后，采用发电机电源装置发的电能是有限的，如果给全部的设备都进行供电，会浪费电能，导致一些重要设备供电不充足影响实际使用。
发明内容
针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种配电柜不间断供电的配电方法，其目的在于解决市电断电后没有电能持续供电和发电机电源装置供电不能按需求分配电能的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种配电柜不间断供电的配电方法，设置配电柜用电支路的优先级，并设置发电机电源装置，通过对发电机电源装置的供电时长、市电电压的综合判断，由发电机根据优先级选择提供配电柜用电支路的供电。
通过建立发电机电源装置油量-发电机电源装置负荷-发电机电源装置工作时间的参数表，获得发电机电源装置的预估供电时长。
通过编码方式实现配电柜用电支路优先级的设定或关联。
还通过条件选择方式实现用电支路优先级的划分，选择的条件包含：配电柜用电支路编码、发电机电源装置预估供电时长、配电柜用电支路的供电时段和配电柜用电支路的用电负荷。
设置与配电柜用电支路相匹配的编码开关电路，以通过编码开关电路触发控制配电柜用电支路的优先级调整。
本发明通过发电机电源装置预估供电时长和市电电压的综合判断，设置配电柜特定用电支路的优先级，在市电断电、市电电压不稳或市电电压过低后，启动发电机工作，发电机电源装置会按照设定的优先级选择配电柜用电支路进行供电，还可以设置供电时段，根据实际情况，合理的分配电能；还可以通过编码开关电路去手动调整配电柜用电支路的供电优先级，当优先级低的用电支路需要急用时，则手动设置切换用电支路供电，更加便捷实用。
相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明适用于急需用电场合，如灾难场合、急救场合等，将发电机电源装置的有限电能合理的分配，根据实际情况设置优先级和供电时段，实现发电机电源装置有效电能的最大利用化，急用时还可手动选择用电支路，更加便捷实用。
附图说明
图1为实施例1的重要部分系统框图；
图2为实施例1中编码开关矩阵的原理图；
图3为实施例1中主控模块输出控制的逻辑框图；
图4为实施例1中主控模块输出控制用电支路的真值表。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种配电柜不间断供电的配电方法，设置配电柜用电支路的优先级，并设置发电机电源装置，通过对发电机电源装置的供电时长、市电电压的综合判断，由发电机根据优先级选择提供配电柜用电支路的供电。
如图1，配电柜中包含配电柜中包含市电电源装置和发电机电源装置两个电源装置，还包含主控模块、第一检测模块、第二检测模块、多个接触器、编码开关电路和分流器。其中市电电源装置作用是市电输入后稳压调压，发电机电源装置中的发电机一般采用柴油发电机，多个接触器包含市电接触器、发电机接触器和多条用电支路的接触器，在本实施例中讲述方法以3条用电支路为例，即3条用电支路的接触器为第一接触器、第二接触器、第三接触器。
具体方法如下：首先设置配电柜用电支路的优先级，通过编码方式来实现配电柜用电支路的优先级，将设定优先级编码后的程序写入主控模块，主控模块为PLC可编程逻辑控制器。如3条用电支路，设定第一条用电支路用电优先级高于第二条用电支路和第二条用电支路，即要求在有限供电情形下，需要优先向第一用电支路供电，编码方式采用二进制，以1代表供电，0代表不供电，编码后二进制表示为100；如设定第一条用电支路用电优先级低于第二条用电支路和第二条用电支路，编码后二进制表示为011。为了让主控模块识别优先级运行程序，在编码后的第一位加一位数据设定为1，即要表示第一条用电支路用电优先级高于第二条用电支路和第二条用电支路，最终编码后二进制表示为1100。另外可以设定配电柜用电支路的供电时段，如需要第一条用电支路用电优先级高于第二条用电支路和第二条用电支路的供电时段为8：00到10：00，然后需要供电时段10：00-12：00第一条路用电优先级低于第二条用电支路和第二条用电支路，即在运行程序加入时段断指令和跳转指令，第一条用电支路用电优先级高于第二条用电支路和第二条用电支路为1100，PLC里一般包含时钟模块用于识别当时的时钟，当时钟模块识别时钟为10：00，进行时段判断指令，再跳转到第一条用电支路用电优先级低于第二条用电支路和第二条用电支路为1011的指令实现，改变用电支路的优先级。
发电机电源装置预估供电时长的判断，为图1中的步骤B，通过第二检测模块检测发电机电源装置的油量，将检测结果返回给主控模块，由现有技术可知通过在主控模块中建立发电机电源装置油量-发电机电源装置负荷-发电机电源装置工作时间的参数表，可获得发电机电源装置的预估供电时长。如发电机电源装置自带控制监控可以得知发电机电源装置的预估供电时长，不需再在主控模块中建立参数表，主控模块直接与发电机电源装置通信连接获知即可。通过配电柜用电支路编码、发电机电源装置预估供电时长、配电柜用电支路的供电时段，可以实现用电支路的优先级划分。
市电电压的判断，为图1中的步骤C，通过第一检测模块检测到市电电源装置无电能输出、电压不稳、电压过低等情况，即第一检测模块检测市电电源装置输出的电压值，然后将检测结果返回给主控模块，通过主控模块判断检测到的电压值是否达到规定值或是否稳定，若电压值为零、电压值不稳或电压值太低，然后主控模块发送控制信号以触发断开市电接触器。
启动发电机电源装置，为图1中的步骤A，通过主控模块发送启动信号给发电机电源装置，以触发启动发电机工作，第二检测模块检测发电机是否工作稳定，即第二检测模块检测到发电机电源装置的电压稳定。在设置时间内确认发电机电源装置稳定工作后，主控模块按照已设置好的用电支路的优先级启动供电，主控模块分别发送控制信号以触发断开或闭合用电支路的接触器，为图1中的步骤D，T1为第一用电支路的部分结构，其中T2、T3与T1的结构原理一样。如需要第一用电支路供电，主控模块发送控制信号给第一接触器，选中第一用电支路供电。主控模块发送控制信号以触发闭合发电机接触器，发电机给所选择的用电支路供电。步骤E为通过在配电柜的供电输出端采集电流信息以获得用电支路的用电情况，分流器为配电柜用电支路的用电监控，并将监控值作为发电机电源装置选择配电柜用电支路的选择条件，此监控值为用电支路的用电负荷值。具体为通过分流器检测到第一用电支路的供电输出端的电流和电压，将检测结果返回给主控模块，主控模块能够获知第一用电支路供电量，方便通过得知供电量设置用电支路的优先级，如开始需要第一条用电支路用电优先级高于第二条用电支路和第二条用电支路但供电量不能够超过用电负荷300度电，超过即开启第一条用电支路用电优先级低于第二条用电支路和第二条用电支路供电。
外部触发输入控制用电支路，步骤F为通过编码开关电路实现触发控制配电柜用电支路的优先级调整，具体如图2。此处同样以3条支路为例，编码开关电路就包含3路开关电路，每一路开关电路由一电阻和一拨动开关串联组成，每一路电阻一端并联接配电柜中设置的供电电源VCC，每一路开关一端都接地，每一路开关引出一条输出线给编码模块，编码模块将拨动开关的状态编码给主控模块，实现外部触发输入控制用电支路。在程序中设定外部触发输入的优先级大于运行程序的优先级，如K1代表第一用电支路，K2代表第二用电支路，K3代表第三用电支路，当需要改变运行程序的用电支路的优先级，即可通过拨动开关实现，如需要第二条用电支路用电优先级高于第一条用电支路和第三条用电支路，就闭合K2，编码模块同样以二进制编码，开关闭合通电为1，开关断开为0，编码模块会输出010给主控模块，主控模块收到外部触发输入编码数据，在输入编码数据第一位加一位数据设定为0，即为0010，然后判断外部触发输入编码数据的优先级和运行程序的优先级，编码数据第一位为0的优先级高于运行程序的编码数据第一位为1的优先级，执行外部输入的命令，开启第二条支路供电，关闭第一条用电支路和第三条用电支路供电。当需要恢复运行程序的供电选择，则把拨动开关K1、K2、K3都断开，设置当主控模块收到的编码数据为0000，即恢复运行程序的指令。
如图3和图4，为主控模块输出控制逻辑框图和真值表，市电电源装置、发电机电源装置和用电支路给主控模块的为输入条件，经过主控模块内部条件判断，主控模块输出控制信号。如市电电源装置输入给主控模块市电电压信号，经主控模块内部的条件判断，判断市电电压信号是否为稳定的220V，若是，则主控模块部发出控制信号，市电电源装置继续供电，若否，则主控模块发送控制信号触发断开市电接触器，然后主控模块发送启动信号启动发电机工作。在真值表中，举例表明了两种情况，S为市电电源装置，S中的1代表市电电源装置电压信号正常，0代表不正常；F为发电机电源装置，F中的1代表发电机电源装置工作，0代表不工作；Y为用电支路，Y为3条用电支路的3位编码；G为供电时段，G为超过某供电时段后，用电支路哪一路优先级需要改变的3位编码，如010中的第二位为1代表第二条用电支路的优先级需要调整，010中的第一位和第三位为0代表第一条用电支路和第三条用电支路不变；O为主控模块输出控制用电支路的值，如110代表主控模块输出控制信号给用电支路，要求第一条用电支路和第二条用电支路供电，第三条用电支路不供电。当S为0，市电电源装置不正常工作；F为1，发电机电源装置工作；设置用电支路为100，即第一条用电支路优先级高于第二条用电支路和第三条用电支路；设置超过某个时段后，用电支路的优先级调整，调整信号为010，调整第二条用电支路的优先级；O主控模块输出控制用电支路的值为110，用电支路的优先级从原来的100变成了110。当S为1，市电电源装置正常工作；F为0，发电机电源装置不工作，Y默认设为为111，代表用电支路全部开启；G默认设为000，代表供电时段不设置，用电支路一直全部开启；O为111，控模块输出控制用电支路的值不改变。
配电柜中市电电源装置和发电机电源装置实现了不间断供电，为了保证不间断供电的安全性，实际使用时，还可以在配电柜中增加安全保护措施。因此在配电柜中设置温度检测模块和报警模块，温度检测模块检测发电机电源装置和市电电源装置的温度，把检测到的温度数据反馈给主控模块，主控模块判断检测到的温度数值是否小于温度最小设定阈值。当主控模块判断检测到的温度数值大于温度最小设定值，则开启散热装置，散热装置为冷风机、水冷。温度检测模块实时检测发电机电源装置和市电电源装置的温度，若主控模块判断检测到的温度数值大于温度最大设定阈值，则触发报警模块并断开发电机接触器或市电接触器，实现过温保护。第一检测模块或第二检测模块实时检测市电电源装置或发电机电源装置输出的电流和/或电压值，通过主控模块判断检测到的电流值和/或电压值是否小于设定过流值和/或设定过压值，若大于设定过流值和/或设定过压值则触发报警模块并断开市电接触器或发电机接触器，实现过压、过流保护。
报警模块采用通讯单元、语音单元和指示灯单元，当配电柜内发生异常时，触发报警模块，状态包含语音单元语音提示，指示灯亮，并通过通讯单元发送状态信息给负责人。以下情况会触发报警模块：发电机电源装置没有稳定工作，电压波动较大或电压过低，主控模块发信号触发报警模块提示错误；市电电源装置没有稳定工作、过温、过压、过流这些情况。
上述方法能够达到以下目的：
1、配电柜中设置双电源供电适用于应急场合，实现不间断供电；
2、通过配电柜设置用电支路的优先级可以选择性供电，给重要设备优先供电；设置用电支路的供电时段，可以自动调整用电支路的优先级，更实用；
3、通过编码开关电路可以外部手动选择临时调用哪一用电支路，更方便。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，设置配电柜用电支路的优先级，并设置发电机电源装置，通过对发电机电源装置的供电时长、市电电压的综合判断，由发电机根据优先级选择提供配电柜用电支路的供电。
2.根据权利要求1所述的一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，通过建立发电机电源装置油量-发电机电源装置负荷-发电机电源装置工作时间的参数表，获得发电机电源装置的预估供电时长。
3.根据权利要求2所述的一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，通过编码方式实现配电柜用电支路优先级的设定或关联。
4.根据权利要求3所述的一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，还通过条件选择方式实现用电支路优先级的划分，选择的条件包含：配电柜用电支路编码、发电机电源装置预估供电时长、配电柜用电支路的供电时段和配电柜用电支路的用电负荷。
5.根据权利要求4所述的一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，设置与配电柜用电支路相匹配的编码开关电路，以通过编码开关电路触发控制配电柜用电支路的优先级调整。
6.根据权利要求5所述的一种配电柜不间断供电的配电方法，其特征在于，通过在配电柜的供电输出端采集电流信息以监控配电柜用电支路的用电情况。
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