CN114069569B - 一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法 - Google Patents

Abstract

一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，使用供电线路一和供电线路二为配电箱提供三相交流电源，使用多个电源开关负责控制配电箱内各回路接通或断开；使用二条可导电的铜杆分别连接支路开关一和支路开关二的电源端；将供电线路一连接对侧开关一的电源侧，对侧开关一的负荷侧与本侧开关一的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关一的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；对侧开关二接法相同；将母联开关的任意一端通过电缆与配电箱I段母线连接，母联开关的另一端与配电箱II段母线连接；将支路开关一的电源侧连接到配电箱I段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；支路开关二接法相同。

Description

一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法

技术领域

本发明涉及一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，属于配电领域。

背景技术

配电箱广泛应用于小区和厂房等集中供电环境中，是可以将上级电源按需求分配成多个支路电源，以满足多个用户侧用电设备需求的设备。常见的应用领域有家庭用电，电梯、消防设施、楼宇监控或建筑临时用电等。

由于配电箱应用的环境复杂多样，因此经常会遇到过负荷，短路及电源失去等情况，目前所使用的配电箱仅有简单的漏电保护等跳闸功能，如遇到故障将直接切除支路供电电源甚至切除整个配电箱电源，影响停电范围较大，会损失较多负荷。另有一些配电箱具备简单的电源切换功能电源箱，仅能实现主、备电源间的切换，但在存在故障点的情况下仍无法识别并切除故障点位置，进而最大限度保证供电范围。除此之外，电源箱内的部件因运行时间等因素需要定期更换，目前的配电箱需要在设备全部停电的情况下才能更换部件，无法满足持续供电需求，需要改进。

发明内容

本发明是要提出一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，通过给配电箱增加供电电源自动切换功能，开关自动重新合闸功能以及自动切除母线功能等，使配电箱在故障情况下自动切除故障部分，保留运行正常部分，最大限度减少故障态下的负荷损失。

本发明的技术方案是：一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，其步骤是：

1、使用供电线路一和供电线路二为配电箱提供三相交流电源，使用多个电源开关负责控制配电箱内各回路接通或断开；所述电源开关有分闸和合闸两种状态，根据电源和负荷的方向，将所述电源开关的一端定义为电源侧，另一端定义为负荷侧；

2、所述电源开关包括对侧开关一和对侧开关二、本侧开关一和本侧开关二、母联开关、支路开关一和支路开关二，所述支路开关一包括支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N，所述支路开关二包括支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N；使用一条可导电的铜杆连接各支路开关一的电源端，将其定义为配电箱I段母线；使用另一条可导电的金属杆连接各支路开关二，将其定义为配电箱II段母线；所述配电箱I段母线和配电箱II段母线位于配电箱内；

将供电线路一连接对侧开关一的电源侧，对侧开关一的负荷侧与本侧开关一的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关一的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；将供电线路二连接对侧开关二电源侧，对侧开关二的负荷侧与本侧开关二的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关二的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；

将母联开关的任意一端通过电缆与配电箱I段母线连接，母联开关的另一端与配电箱II段母线连接；

将各支路开关一的电源侧连接到配电箱I段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；将各支路开关二的电源侧连接到配电箱II段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；

3、各电源开关均配置数据采集及控制装置用以监控其运行状态，数据采集及控制装置使用测量回路一监测所监控支路的电流；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点一使电源开关合闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关合闸；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点二使电源开关分闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关分闸；所述直流电源取自配电箱内蓄电池，所述蓄电池由逆变器提供二路充电电源，充电电源一连接至自本侧开关一负荷侧，充电电源二连接至自本侧开关二负荷侧；

4、配电箱内安装电源自动投切装置，所述电源自动投切装置使用构设的测量回路二监测配电箱I段母线和配电箱II段母线电压以及本侧开关一和本侧开关二电流；通过构设的合闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的合闸，通过构设的分闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的分闸；

5、当支路开关一和支路开关二所对应的某一个数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过0.5S(躲过浪涌电流)时，数据采集及控制装置控制该支路的支路开关分闸；所述支路开关分闸2S后，数据采集及控制装置控制该支路开关合闸，同时断开该支路开关的合闸控制回路中节点三，该支路开关重新合闸后，如数据采集及控制装置所采集的电流仍然超过额定电流的1.2倍，则数据采集及控制装置通过分闸控制回路控制该支路的开关不经延时分闸；

6、当本侧开关一或本侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过1S后跳开母联开关，超过1.5S后数据采集及控制装置使对应的本侧开关分闸，同时断开电源自动投切装置控制回路；

7、当对侧开关一或对侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二分闸，对侧开关分闸再超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二合闸，同时断开电源侧开关的分闸控制回路，再次合闸后检测支路回路电流，如仍然超过额定电流的1.2倍则将通过分闸控制回路控制对应的对侧开关一或对侧开关二不经延时分闸；

8、当电源自动投切装置同时监测到本侧开关一电流为0、配电箱I段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后(躲过电源侧开关重合闸)将母联开关和本侧开关二开关合闸；当电源自动投切装置同时监测到本侧开关二电流为0、配电箱II段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后(躲过电源侧开关重合闸)将母联开关和本侧开关一合闸。

进一步地，考虑到对电源频率的影响，N≤20。

进一步地，配电箱I段母线和配电箱II段母线的尺寸根据配电箱尺寸选择，截面积根据配电箱所承载的负荷总量选择。

本发明的有益效果是：

1、在准确切除故障的基础上，最大限度保留运行正常部分，缩小故障造成的停电范围，提高供电可靠性。

2、可灵活切换运行方式，便于设备停电检修或更换。

3、具备二路供电电源自动切换功能，减少电量损失，提高用户用电满意度。

附图说明

图1是本发明的电路接线图；

图2是测量回路一电气原理图；

图3是测量回路二电气原理图；

图4是合闸控制回路电气原理图；

图5是分闸控制回路电气原理图；

图6是电源自动投切装置控制回路电气原理图。

具体实施方式

本发明涉及的使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，如图所示，其步骤是：

1、使用供电线路一和供电线路二为配电箱提供三相交流电源，使用多个电源开关负责控制配电箱内各回路接通或断开；所述电源开关有分闸和合闸两种状态，根据电源和负荷的方向，将所述电源开关的一端定义为电源侧，另一端定义为负荷侧；

2、所述电源开关包括对侧开关一和对侧开关二、本侧开关一和本侧开关二、母联开关、支路开关一和支路开关二，所述支路开关一包括支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N，所述支路开关二包括支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N；使用一条可导电的铜杆连接支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N的电源端，将其定义为配电箱I段母线；使用另一条可导电的金属杆连接支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N，将其定义为配电箱II段母线；所述配电箱I段母线和配电箱II段母线位于配电箱内；

将供电线路一连接对侧开关一的电源侧，对侧开关一的负荷侧与本侧开关一的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关一的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；将供电线路二连接对侧开关二电源侧，对侧开关二的负荷侧与本侧开关二的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关二的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；

将母联开关的任意一端通过电缆与配电箱I段母线连接，母联开关的另一端与配电箱II段母线连接；

将支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N的电源侧连接到配电箱I段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；将支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N的电源侧连接到配电箱II段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；

3、各电源开关均配置数据采集及控制装置用以监控其运行状态，数据采集及控制装置使用测量回路一监测所监控支路的电流；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点一使电源开关合闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关合闸；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点二使电源开关分闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关分闸；所述直流电源取自配电箱内蓄电池，所述蓄电池由逆变器提供2路充电电源，充电电源一连接至自本侧开关一负荷侧，充电电源二连接至自本侧开关二负荷侧；

4、配电箱内安装电源自动投切装置，所述电源自动投切装置使用构设的测量回路二监测配电箱I段母线和配电箱II段母线电压，本侧开关一和本侧开关二电流；通过构设的合闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的合闸，通过构设的分闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的分闸；

5、当支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，……支路开关2—N对应的某一个数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过0.5S(躲过浪涌电流)时，数据采集及控制装置控制该支路的支路开关分闸；所述支路开关分闸2S后，数据采集及控制装置控制该支路开关合闸，同时断开该支路开关的合闸控制回路中节点三，该支路开关重新合闸后，如数据采集及控制装置所采集的电流仍然超过额定电流的1.2倍，则数据采集及控制装置通过分闸控制回路控制该支路的开关不经延时分闸；

6、当本侧开关一或本侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过1S后跳开母联开关，超过1.5S后数据采集及控制装置使对应的本侧开关分闸，同时断开电源自动投切装置控制回路；

7、当对侧开关一或对侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二分闸，对侧开关分闸再超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二合闸，同时断开电源侧开关的分闸控制回路，再次合闸后检测支路回路电流，如仍然超过额定电流的1.2倍则将通过分闸控制回路控制对应的对侧开关一或对侧开关二不经延时分闸；

8、当电源自动投切装置同时监测到本侧开关一电流为0、配电箱I段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后(躲过电源侧开关重合闸)将母联开关和本侧开关二开关合闸；当电源自动投切装置同时监测到本侧开关二电流为0、配电箱II段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后(躲过电源侧开关重合闸)将母联开关和本侧开关一合闸；

进一步地，考虑到对电源频率的影响，N≤20。

进一步地，配电箱I段母线和配电箱II段母线的尺寸根据配电箱尺寸选择，截面积根据配电箱所承载的负荷总量选择。

本发明有3种运行方式:

第1种运行方式：对侧开关二和本侧开关二检修，对侧开关一和本侧开关一运行，母联开关合位；

第2种运行方式：对侧开关一和本侧开关一检修，对侧开关二和本侧开关二运行，母联开关合位。

第3种运行方式：对侧开关一、对侧开关二、本侧开关一、本侧开关二合位，母联开关分位。第1种运行方式下：

当某用电设备异常导致支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，如该支路开关正常，则0.5S后该支路开关跳闸，切除故障点。

如某用电设备异常导致支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，0.5S后该支路开关未跳闸则该支路开关出现故障，1S后母联开关跳闸，2S后本侧开关一跳闸，切除故障点。

如某用电设备异常导致支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，0.5S后该支路开关未跳闸则该支路开关出现故障，1S后母联开关跳闸，切除故障点，不影响配电箱I段母线范围内用电设备。

第2种运行方式下：

当某用电设备异常导致支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，如该支路开关正常，则0.5S后该支路开关跳闸，切除故障点。

如某用电设备异常导致支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，0.5S后该支路开关未跳闸则该支路开关出现故障，1S后母联开关跳闸，2S后本侧开关二跳闸，切除故障点。

如某用电设备异常导致支路开关1—2，支路开关1—2，……支路开关1—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后，0.5S后该支路开关未跳闸则该支路开关故障，1S后母联开关跳闸，切除故障点，不影响配电箱Ⅱ段母线范围内用电设备。

第3种运行方式下：

当某用电设备异常导致支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，如该支路开关正常，则0.5S后该支路开关跳闸，切除故障点。

如某用电设备异常导致开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N中对应的某个支路电流超过额定电流1.2倍后开始计时，0.5S后该支路开关未跳闸则该支路开关故障，2S后对应侧的本侧开关跳闸，切除故障点。

当故障点发生在对侧开关一或对侧开关二附近使该侧对侧开关分闸，或者某一侧供电线路失去电源，电源自动切换装置检测到该侧对侧开关无电流且配电箱该侧段母线无电压，则电源自动切换装置通过其控制回路将母联开关合闸；此时支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N和支路开关2—2，支路开关2—2，……支路开关2—N正常运行，不受影响。

以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，其步骤是：

S1.使用供电线路一和供电线路二为配电箱提供三相交流电源，使用多个电源开关负责控制配电箱内各回路接通或断开；所述电源开关有分闸和合闸两种状态，根据电源和负荷的方向，将所述电源开关的一端定义为电源侧，另一端定义为负荷侧；

S2.所述电源开关包括对侧开关一和对侧开关二、本侧开关一和本侧开关二、母联开关、支路开关一和支路开关二，所述支路开关一包括支路开关1—1，支路开关1—2，……支路开关1—N，所述支路开关二包括支路开关2—1，支路开关2—2，……支路开关2—N；使用一条可导电的铜杆连接各支路开关一的电源端，将其定义为配电箱I段母线；使用另一条可导电的金属杆连接各支路开关二，将其定义为配电箱II段母线；所述配电箱I段母线和配电箱II段母线位于配电箱内；

将供电线路一连接对侧开关一的电源侧，对侧开关一的负荷侧与本侧开关一的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关一的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；将供电线路二连接对侧开关二电源侧，对侧开关二的负荷侧与本侧开关二的电源侧通过电力电缆连接，本侧开关二的负荷侧通过电力电缆与配电箱I段母线任意位置连接；

将母联开关的任意一端通过电缆与配电箱I段母线连接，母联开关的另一端与配电箱II段母线连接；

将各支路开关一的电源侧连接到配电箱I段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；将各支路开关二的电源侧连接到配电箱II段母线的任意位置，负荷侧连接至用户侧用电设备；

S3.各电源开关均配置数据采集及控制装置用以监控其运行状态，数据采集及控制装置使用测量回路一监测所监控支路的电流；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点一使电源开关合闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关合闸；数据采集及控制装置通过闭合数据采集及控制装置控制节点二使电源开关分闸继电器励磁，进而控制所监控支路的开关分闸；直流电源取自配电箱内蓄电池，所述蓄电池由逆变器提供2路充电电源，充电电源一连接至自本侧开关一负荷侧，充电电源二连接至自本侧开关二负荷侧；

S4.配电箱内安装电源自动投切装置，所述电源自动投切装置使用构设的测量回路二监测配电箱I段母线和配电箱II段母线电压，本侧开关一和本侧开关二电流；通过构设的合闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的合闸，通过构设的分闸控制回路控制本侧开关一、本侧开关二和母联开关的分闸；

S5.当支路开关一和支路开关二对应的某一个数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过0.5S(躲过浪涌电流)时，数据采集及控制装置控制该支路的支路开关分闸；所述支路开关分闸2S后，数据采集及控制装置控制该支路开关合闸，同时断开该支路开关的合闸控制回路中节点三，该支路开关重新合闸后，如数据采集及控制装置所采集的电流仍然超过额定电流的1.2倍，则数据采集及控制装置通过分闸控制回路控制该支路的开关不经延时分闸；

S6.当本侧开关一或本侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过1S后跳开母联开关，超过1.5S后数据采集及控制装置使对应的本侧开关分闸，同时断开电源自动投切装置控制回路；

S7.当对侧开关一或对侧开关二的数据采集及控制装置采集的电流超过额定电流的1.2倍且持续时间超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二分闸，对侧开关分闸再超过2S后将对应的对侧开关一或对侧开关二合闸，同时断开电源侧开关的分闸控制回路，再次合闸后检测支路回路电流，如仍然超过额定电流的1.2倍则将通过分闸控制回路控制对应的对侧开关一或对侧开关二不经延时分闸；

S8.当电源自动投切装置同时监测到本侧开关一电流为0、配电箱I段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后将母联开关和本侧开关二开关合闸；当电源自动投切装置同时监测到本侧开关二电流为0、配电箱II段母线电压为0并且母联开关在分位时，2S后将母联开关和本侧开关一合闸。

2.根据权利要求1所述的一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，其步骤是：考虑到对电源频率的影响，N≤20。

3.根据权利要求1所述的一种使配电箱在故障状态下减少电量损失的方法，其步骤是：配电箱I段母线和配电箱II段母线的尺寸根据配电箱尺寸选择，截面积根据配电箱所承载的负荷总量选择。

Images