CN113410835B - 一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法，系统包括：三个一级配电箱，分别与三路电源连接，三个一级配电箱的出线端分别与两个二级配电箱连接，二级配电箱的出线端与多个电气设备连接，一级配电箱包括第一配电回路和第二配电回路，第一配电回路和第二配电回路之间设置有电气联锁装置，第一配电回路和第二配电回路的末端分别与二级配电箱连接，三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合分别由三个一级配电箱进行配电。该系统可实现任意房间负载的满载运行，当某房间负载满载时，其它房间的负载均可选择运行，还可实现全部负载同时半载运行，当各负载同时半载运行时，电气系统仍具有保护的选择性和可靠性。

Description

一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法

技术领域

本发明属于配电系统设计技术领域，特别涉及一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法。

背景技术

目前我国现有配电系统架构通常为末端配电箱对各电气设备配电，末端配电箱电源引自总电源箱，该配电系统设计架构仅适用于设备功率小于等于电源容量的民用或工业项目等（考虑所有设备同时满载运行情况），对于负载容量远大于电源容量的应用场景并不适用，由于负载的设备功率远大于电源容量，在各设备同时满载运行时，若采用传统的配电形式，上级电源箱将出现过载保护跳闸，此时传统的配电系统架构已不能满足保护的选择性，且存在上级电源跳闸的缺陷。尤其改造项目，电源往往很难增容，使用需求无法得到全面合理的解决，因此在电源容量有限的条件下，为了满足任意房间区域的负载满载运行或所有房间区域的负载非满载运行的使用需求，亟需设计一种可以灵活选择且具有保护性能的配电组合系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法，以解决在电源容量有限的情况下无法实现任意房间区域内的负载的满载运行的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种适用于有限电源容量的配电组合系统，包括：

三个一级配电箱，三个一级配电箱的进线端分别与三路电源电性连接，三个一级配电箱的出线端分别与两个二级配电箱电性连接，二级配电箱的出线端与多个电气设备电性连接，其中一级配电箱包括第一配电回路和第二配电回路，第一配电回路和第二配电回路之间设置有电气联锁装置，第一配电回路和第二配电回路的末端分别与两个房间区域的二级配电箱连接，三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合分别由三个一级配电箱进行配电。

根据本发明的一个具体实施例，第一配电回路末端的电气设备和第二配电回路末端的电气设备的设备容量均小于或等于一级配电箱的电源容量。

根据本发明的一个具体实施例，第一配电回路末端的电气设备和第二配电回路末端的电气设备的总设备容量小于或等于一级配电箱的电源容量的2倍。

根据本发明的一个具体实施例，三个一级配电箱的电源容量相同。

根据本发明的一个具体实施例，第一配电回路末端连接的电气设备的负载容量与第二配电回路末端连接的电气设备的负载容量相等。

根据本发明的一个具体实施例，电源通过第一线缆与一级配电箱电性连接，第一线缆上设置有第一断路器，第一断路器用于电路故障时自动切断第一线缆的电流。

根据本发明的一个具体实施例，一级配电箱通过第二线缆与二级配电箱电箱电性连接，第二线缆上设置有第二断路器，第二断路器用于电路故障时自动切断第二线缆的电流。

根据本发明的一个具体实施例，电气联锁装置包括分别设置在第一配电回路和第二配电回路上的接触器，两个接触器分别与两个第二断路器相连接。

一种适用于有限电源容量的配电组合系统的配电方法，包括：

步骤1：将电源线缆从配电室引出分别连接至三个一级配电箱，每个一级配电箱设置两个出线回路，每个出线回路分别连接至二级配电箱；

步骤2：将六个二级配电箱平均分配到三个房间区域，分别控制三个房间区域内的负载运行；

步骤3：将三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合，得到三组配电箱组，三组配电箱组分别由三个一级配电箱进行配电；

步骤4：在三组配电箱组的配电回路之间设置二合一电气联锁，通过二合一电气联锁控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行。

根据本发明的一个具体实施例，步骤4在三组配电箱组的配电回路之间设置二合一电气联锁，通过二合一电气联锁控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行进一步包括：

通过二合一电气联锁选择三组配电箱组中的任意两组配电箱组中的相同房间区域的二级配电箱同时通电运行，两个相同房间区域的二级配电箱控制其对应房间区域的负载满载运行，同时选择剩余的配电箱组的两个不同房间区域的二级配电箱中的任一个通电运行，控制两个不同房间区域中的任一个房间区域的负载半载运行，或

通过二合一电气联锁选择三组配电箱组中的不同房间区域的二级配电箱同时通电运行，控制三个房间区域的负载同时半载运行。

与现有技术相比，本发明提供的一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法，通过三个房间区域的负载两两组合并分别由三路电源进行配电，实现了任意房间区域内的负载的满载运行，又可实现某房间区域内的负载满载时，其它房间的负载可选择运行，又可实现全部房间区域内的负载同时非满载运行，各负载运行时电气系统仍具有保护的选择性，可靠性。

附图说明

图1是根据本发明一实施例提供的适用于有限电源容量的配电组合系统图。

图2是根据本发明一实施例提供的适用于有限电源容量的配电组合系统的配电方法。

附图标记：

1-第一线缆；2-第一断路器；3-第二断路器；4-接触器；5-第二线缆。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更加清楚地理解本发明的概念和思想，以下结合具体实施例详细描述本发明。应理解，本文给出的实施例都只是本发明可能具有的所有实施例的一部分。本领域技术人员在阅读本申请的说明书以后，有能力对下述实施例的部分或整体作出改进、改造、或替换，这些改进、改造、或替换也都包含在本发明要求保护的范围内。

在本文中，术语“第一”、“第二”和其它类似词语并不意在暗示任何顺序、数量和重要性，而是仅仅用于对不同的元件进行区分。在本文中，术语“一”、“一个”和其它类似词语并不意在表示只存在一个事物，而是表示有关描述仅仅针对事物中的一个，事物可能具有一个或多个。在本文中，术语“包含”、“包括”和其它类似词语意在表示逻辑上的相互关系，而不能视作表示空间结构上的关系。例如，“A包括B”意在表示在逻辑上B属于A，而不表示在空间上B位于A的内部。另外，术语“包含”、“包括”和其它类似词语的含义应视为开放性的，而非封闭性的。例如，“A包括B”意在表示B属于A，但是B不一定构成A的全部，A还可能包括C、D、E等其它元素。

在本文中，术语“实施例”、“本实施例”、“一实施例”、“一个实施例”并不表示有关描述仅仅适用于一个特定的实施例，而是表示这些描述还可能适用于另外一个或多个实施例中。本领域技术人员应理解，在本文中，任何针对某一个实施例所做的描述都可以与另外一个或多个实施例中的有关描述进行替代、组合、或者以其它方式结合，替代、组合、或者以其它方式结合所产生的新实施例是本领域技术人员能够容易想到的，属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实施方式的实践了解到。

本发明实施例提供的一种适用于有限电源容量的配电组合系统，包括：三个一级配电箱，三个一级配电箱的进线端分别与三路电源电性连接，三个一级配电箱的出线端分别与两个二级配电箱电性连接，二级配电箱的出线端与多个电气设备电性连接，其中一级配电箱包括第一配电回路和第二配电回路，第一配电回路和第二配电回路之间设置有电气联锁装置，第一配电回路和第二配电回路的末端分别与两个房间区域的二级配电箱连接，三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合分别由三个一级配电箱进行配电。通过在第一配电回路和第二配电回路之间设置电气联锁，可实现任意房间区域内的负载的满载运行，其它房间区域内的负载的选择运行，又可实现全部负载同时非满载运行，各负载运行时，电气系统仍具有保护的选择性，可靠性。

具体的，第一配电回路末端的电气设备和第二配电回路末端的电气设备的设备容量均小于或等于一级配电箱的电源容量。以及第一配电回路末端的电气设备和第二配电回路末端的电气设备的总设备容量小于或等于一级配电箱的电源容量的2倍。由此满足了最大负载容量为电源容量2倍的配电系统设计要求。进而保证任意电气设备可单独满载运行，避免其上级电源箱出现过载保护跳闸。

具体的，电源通过第一线缆与一级配电箱电性连接，第一线缆上设置有第一断路器，第一断路器用于电路故障时自动切断第一线缆的电流。一级配电箱通过第二线缆与二级配电箱电箱电性连接，第二线缆上设置有第二断路器，第二断路器用于电路故障时自动切断第二线缆的电流。通过在第一线缆上设置第一断路器，在第二线缆上设置第二断路器，当任意线路出现故障时，出现故障的线路可自动切断电流，以保证该线路末端连接的电气设备的安全性和可靠性。

具体的，电气联锁装置包括分别设置在第一配电回路和第二配电回路上的接触器，两个接触器分别与两个第二断路器相连接，两个接触器进行电气互联，形成电气联锁配电回路。由于两个接触器不能同时动作，这样当其中一个二级配电箱运行时，与其对应联锁的回路上的接触器处于分闸状态，如此保证了接入整个电气系统的负载是在电源容量范围内。因此当某房间区域内的负载满载运行时，其他房间区域内的电气设备暂停运行，因而避免其上级电源箱出现过载保护跳闸。

实施例2

下面以一个具体实施例对本发明的工作过程进行详细说明。需要说明的是，本实施例仅作为一个具体实施例进行说明，具体实现并不局限于此。

结合图1，本发明实施例提供一种适用于有限电源容量的配电组合系统，如图1所示，该配电组合系统由三路相同容量的电源为三个相同负载的房间配电，其中每个房间需要两路电源容量的进线电源。三路电源分别通过第一线缆1与三个一级配电箱连接，每个一级配电箱均分为两个配电回路，每个配电回路分别通过第二线缆5与二级配电箱电性连接，每个二级配电箱的出线端与电气设备电性连接，其中第一线缆1上设置有第一断路器2，第二线缆5上设置有第二断路器3和接触器4，两个配电回路上的接触器4之间进行电气互锁构成电气联锁配电回路，三个房间可命名为ABC，A房间安装有1APU1和1APU2两个二级配电箱，B房间安装有2APU1和2APU2两个二级配电箱，C房间安装有3APU1和3APU2，三个房间任选两个房间的两个二级配电箱中的一个配电箱两两组合，再由其上级配电箱进行配电，例如本发明实施例中将A房间的二级配电箱1APU1与B房间的二级配电箱2APU1进行组合，将B房间的二级配电箱2APU2和C房间的二级配电箱3APU1进行组合，将A房间的二级配电箱1APU2和C房间的二级配电箱3APU2进行组合，组合后的负载由其上级电源进行配电，其中三路电源连接的三个一级配电箱的设备功率相同，其总电源容量均为100KW，需要系数为1，功率因数为0.85，计算负荷为100KW，计算电流为178.75A。一级配电箱包括两个配电回路，分别为第一配电回路和第二配电回路，每个配电回路分别通过第二线缆5与两个设备功率相同的二级配电箱电性连接，各个二级配电箱的末端连接有电气设备，各电气设备的负载容量均为100KW，由于每个电源容量仅能满足AB，BC，AC三组房间其中的一组容量需求，因此AB，BC，AC三组房间区域负载的配电回路两两之间进行电气连锁，以保证任意情况下电源所带负载不过载。该配电组合系统可保证任意房间负载满载时，其他两个房间的配电具有选择性。例如当A房间的负载满载运行，A房间的两个二级配电箱1APU1和1APU2同时进行配电，由于二级配电箱1APU1与第一一级配电箱连接，二级配电箱1APU2与第三一级配电箱连接，因此第二一级配电箱连接的二级配电箱2APU2和3APU1可二选一进行配电，即B房间或C房间均具有选择性，当B房间的负载满载运行，A房间或C房间均具有选择性，C房间的负载满载运行，A房间或B房间均具有选择性。

实施例3

结合图2，本发明实施例提供一种适用于有限电源容量的配电组合系统的配电方法,该方法包括以下步骤：

S1：将电源线缆从配电室引出分别连接至三个一级配电箱，每个一级配电箱设置两个出线回路，每个出线回路分别连接至二级配电箱。

S2：将六个二级配电箱平均分配到三个房间区域，分别控制三个房间区域内的负载运行。

S3：将三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合，得到三组配电箱组，三组配电箱组分别由三个一级配电箱进行配电。

S4：在三组配电箱组的配电回路之间设置二合一电气联锁，通过二合一电气联锁控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行，具体包括：

通过二合一电气联锁选择三组配电箱组中的任意两组配电箱组中的相同房间区域的二级配电箱同时通电运行，两个相同房间区域的二级配电箱控制其对应房间区域的负载满载运行，同时选择剩余的配电箱组的两个不同房间区域的二级配电箱中的任一个通电运行，控制两个不同房间区域中的任一个房间区域的负载半载运行，或通过二合一电气联锁选择三组配电箱组中的不同房间区域的二级配电箱同时通电运行，控制三个房间区域的负载同时半载运行。

本发明实施例提供的配电方法是基于一种电源容量有限，负载容量最大为电源容量的2倍的供电系统，该系统由三路相同容量电源为三个房间区域电气设备配电，其中每个房间区域的电气设备满载时需要两路电源。三个房间区域的负载两两组合分别由三路电源进行配电，三个一级配电箱分别为1AK1、1AK2、1AK3，该配电箱电源由上级（变）配电室引来，每个一级配电箱均设置两个出线回路，对三个房间区域内的二级配电箱进行配电，三个房间区域的二级配电箱分别为1APU1和1APU2，2APU1和2APU2，3APU1和3APU2，其中1APU1和1APU2安装在A房间，分别控制A房间负载的运行，其上级配电箱为1AK1和1AK3，2APU1和2APU2安装在B房间，分别控制B房间负载的运行，其上级配电箱为1AK1和1AK2，3APU1和3APU2安装在C房间，分别控制C房间负载的运行，其上级配电箱为1AK2和1AK3，考虑到电源仅能满足一路出线回路的配电，两配电回路设置接触器进行电气联锁保证两个配电回路任何情况下只能二合一，本发明实施例将1APU1和2APU1之间进行电气联锁，2APU2和3APU1之间进行电气联锁，3APU2和1APU2之间进行联锁，配电箱1AK1中当1APU1通电运行时，2APU1处于断电状态，当2APU1通电运行时，1APU1处于断电状态；同理配电箱1AK2中当2APU2通电运行时，3APU1处于断电状态，当3APU1通电运行时，2APU2处于断电状态；配电箱1AK3中当3APU2通电运行时，1APU2处于断电状态，当1APU2通电运行时，3APU2处于断电状态。上述配电系统保证了任意情况下电源所带负载不过载。当A房间区域的电气设备需满载运行时，即1APU1、1APU2需通电运行，此时1AK1、1AK3配电箱均服务于A房间，一级配电箱1AK1和1AK3内的2APU1、3APU2均处于断电状态，此时1AK2处于自由状态，可给2APU2或3APU1任一配电箱进行配电，即可满足B或C房间区域内的负载半载运行。当B房间区域内的电气设备需满载运行时，即2APU1、2APU2需通电运行，此时1AK1、1AK2配电箱均服务于B房间，1AK1、1AK2两配电箱内的1APU1、3APU1均处于断电状态，此时1AK3处于自由状态，可给1APU2或3APU2任一配电箱进行配电，即可满足A或C房间区域内的负载半载运行。当C房间区域的电气设备需满载运行时，即3APU1、3APU2需通电运行，此时1AK2、1AK3配电箱均服务于C房间，1AK2、1AK3两配电箱内的2APU2、1APU2均处于断电状态，此时1AK1处于自由状态，可给1APU1或2APU1任一配电箱进行配电，即可满足A或B房间区域的负载半载运行。此配电系统保证了任意房间负载满载时，其他两个房间的配电具有选择性。即A房间满载，B或C房间均具有选择性，B房间满载，A或C房间均具有选择性，C房间满载，A或B房间均具有选择性。当三个房间区域的负载均不需满载运行时，可选择1APU1、2APU2、3APU2同时通电运行，或选择1APU2、2APU1、3APU1同时通电运行。此时三个房间区域的负载同时半载运行。该配电方法可实现其中任意负载的满载运行的可能，又可实现某负载满载时其它负载均可选择运行，又可实现全部负载同时半载运行，各负载运行时，电气系统仍具有保护的选择性，可靠性。

综上所述，本发明提供的一种适用于有限电源容量的配电组合系统及其配电方法，通过三个房间区域的负载两两组合并分别由三路电源进行配电，实现了任意房间区域内的负载的满载运行，又可实现某房间区域内的负载满载时，其它房间的负载可选择运行，又可实现全部房间区域内的负载同时非满载运行，各负载运行时电气系统仍具有保护的选择性，可靠性。

以上结合具体实施方式（包括实施例和实例）详细描述了本发明的概念、原理和思想。本领域技术人员应理解，本发明的实施方式不止上文给出的这几种形式，本领域技术人员在阅读本申请文件以后，可以对上述实施方式中的步骤、方法、装置、部件做出任何可能的改进、替换和等同形式，这些改进、替换和等同形式应视为落入在本发明的范围内。本发明的保护范围仅以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，包括：三个一级配电箱，三个所述一级配电箱的进线端分别与三路电源电性连接，三个所述一级配电箱的出线端分别与两个二级配电箱电性连接，所述二级配电箱的出线端与多个电气设备电性连接，其中所述一级配电箱包括第一配电回路和第二配电回路，所述第一配电回路和所述第二配电回路之间设置有电气联锁装置，所述第一配电回路和所述第二配电回路的末端分别与两个房间区域的二级配电箱连接，三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合分别由三个所述一级配电箱进行配电，通过所述电气联锁装置控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行。

2.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述第一配电回路末端的电气设备和所述第二配电回路末端的电气设备的设备容量均小于或等于所述一级配电箱的电源容量。

3.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述第一配电回路末端的电气设备和所述第二配电回路末端的电气设备的总设备容量小于或等于所述一级配电箱的电源容量的2倍。

4.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，三个所述一级配电箱的电源容量相同。

5.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述第一配电回路末端连接的电气设备的负载容量与所述第二配电回路末端连接的电气设备的负载容量相等。

6.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述电源通过第一线缆与所述一级配电箱电性连接，所述第一线缆上设置有第一断路器，所述第一断路器用于电路故障时自动切断所述第一线缆的电流。

7.根据权利要求1所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述一级配电箱通过第二线缆与所述二级配电箱电性连接，所述第二线缆上设置有第二断路器，所述第二断路器用于电路故障时自动切断所述第二线缆的电流。

8.根据权利要求7所述的适用于有限电源容量的配电组合系统，其特征在于，所述电气联锁装置包括分别设置在所述第一配电回路和所述第二配电回路上的接触器，两个所述接触器分别与两个所述第二断路器相连接。

9.一种适用于有限电源容量的配电组合系统的配电方法，其特征在于，包括：

步骤1：将电源线缆从配电室引出分别连接至三个一级配电箱，每个一级配电箱设置两个出线回路，每个出线回路分别连接至二级配电箱；

步骤2：将六个二级配电箱平均分配到三个房间区域，分别控制三个房间区域内的负载运行；

步骤3：将三个房间区域中的任意两个房间区域的二级配电箱两两组合，得到三组配电箱组，三组所述配电箱组分别由三个所述一级配电箱进行配电；

步骤4：在三组所述配电箱组的配电回路之间设置二合一电气联锁，通过所述二合一电气联锁控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行。

10.根据权利要求9所述的适用于有限电源容量的配电组合系统的配电方法，其特征在于，所述步骤4在三组所述配电箱组的配电回路之间设置二合一电气联锁，通过所述二合一电气联锁控制三个房间中的任一房间内的负载的满载运行，或控制三个房间的负载同时半载运行进一步包括：

通过所述二合一电气联锁选择三组所述配电箱组中的任意两组配电箱组中的相同房间区域的二级配电箱同时通电运行，两个所述相同房间区域的二级配电箱控制其对应房间区域的负载满载运行，同时选择剩余的配电箱组的两个不同房间区域的二级配电箱中的任一个通电运行，控制两个不同房间区域中的任一个房间区域的负载半载运行，或

通过所述二合一电气联锁选择三组所述配电箱组中的不同房间区域的二级配电箱同时通电运行，控制三个房间区域的负载同时半载运行。

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