CN201515183U - 带漏保远程监控功能的智能综合配电箱 - Google Patents

带漏保远程监控功能的智能综合配电箱 Download PDF

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Abstract

一种带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，包括箱体及安装在箱体内的多功能电能表、无功补偿设备、剩余电流动作断路器、数字式温度传感器及配变监测设备，多功能电能表及剩余电流动作断路器接在配电变压器的出线上，无功补偿设备包括无触点开关、电容器组及无功补偿控制器，电容器组通过无触点开关挂在电网上进行无功补偿，无功补偿控制器连接各无触点开关，数字式温度传感器分别安装在配电变压器的发热点上，无功补偿控制器、剩余电流动作断路器以及多功能电能表均由配变监测设备控制。本实用新型的优点在于：提高了配电网的供电质量，防止由漏电引起的各种事故，并提高了漏电流运行管理自动化水平及配电网综合自动化水平。

Description

带漏保远程监控功能的智能综合配电箱
【技术领域】
本实用新型涉及电力系统配电自动化设备，特别是一种智能综合配电箱。
【背景技术】
综合配电箱是一种用于配电变压器二次侧的设备，10kV低压配电网的运行灵活性及供电质量的好坏直接关系到每家每户，而现在运行的配电变压器，大部分是直接通过低压线路输入到户，如某一线路出现故障或检修，整个台区都要停电，供电灵活性较差；另外随着居民用电量增大，感性负载也增大，导致配电网损耗加大，供电质量随之下降；长期以来，低压电网的电源端及支(干)线路的负荷及漏电流(也称“剩余电流”)一直处于无法远程监测和控制状态。0.4kV低压线路发生过负荷或漏电流超过设定值后造成空气开关跳闸后，无法自动记录并上报跳闸原因及时间等信息，造成故障原因分析解决困难，也无法在远方操作空气开关快速进行故障的隔离及恢复供电。
【实用新型内容】
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种带漏保远程监控功能的智能综合配电箱。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，包括箱体，以及安装在箱体内的多功能电能表，所述多功能电能表的输入端接在配电变压器的出线上，还包括安装在箱体内的无功补偿设备、剩余电流动作设备、复数个温度传感器以及配变监测设备，所述无功补偿设备包括无触点开关、电容器组以及无功补偿控制器，所述电容器组通过无触点开关挂在电网上进行无功补偿，所述无功补偿控制器连接到各无触点开关，所述剩余电流动作设备包括剩余电流动作断路器，所述剩余电流动作断路器挂在配电变压器的出线上，所述复数个温度传感器分别安装在配电变压器的发热点上，所述无功补偿控制器、剩余电流动作断路器以及多功能电能表均连接到所述配变监测设备。
所述配变监测设备包括配变监测终端和红外手持终端，所述配变监测终端包括电源、CPU，以及GPRS模块，所述电源连接到CPU，CPU通过UART接口与GPRS模块进行连接，通过红外接口与红外手持终端通信，所述配变监测终端的CPU通过RS485总线与所述无功补偿控制器、剩余电流动作断路器、多功能电能表连接。
所述配变监测终端还包括连接到CPU的闪存。
所述温度传感器采用数字式测温芯片，CPU采用单总线与温度传感器进行连接。
本实用新型带漏保远程监控功能的智能综合配电箱的优点在于：可对配电网分相进行多级精确无功补偿，使配电网电压、功率因数保持在最佳状态，提高配电网的供电质量；采用集成有过压、过流及漏电保护等功能的可通信智能型剩余电流动作断路器，能防止由漏电引起电气火灾、人身事故和电气设备损坏事故，并提高了漏电流运行管理自动化水平；通过对低压电网运行情况的监控，提高配电网综合自动化水平。
【附图说明】
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型智能综合配电箱的一次接线图。
图2是本实用新型智能综合配电箱的配变监测设备硬件结构及与其他部件连接图。
【具体实施方式】
本实用新型带漏保远程监控功能的智能综合配电箱包括箱体，以及安装在箱体内的无功补偿设备、剩余电流动作设备、多功能电能表、复数个数字式温度传感器以及配变监测设备。
请同时参阅图1及图2所示，所述无功补偿设备包括无触点开关、电容器组以及无功补偿控制器。所述电容器组通过无触点开关挂在电网上进行无功补偿，无触点开关是电容器组投切的执行单元，所述无功补偿控制器连接到各无触点开关，控制无触点开关的投切，在配变监测设备的精确控制下，无触点开关的快速开关特性保证了电容器组的无冲击投切，使每相的功率因数在规定的范围之内。电容器组为电网提供所需的容性无功补偿功率，其中的电容器可根据负荷的最大感性无功功率进行选配。无功补偿控制器能根据需要分相进行多级精确无功补偿，以数字信号处理器DSP为核心，具有数据采集、数据通信、数据管理、分相多级无功补偿、运行保护等功能。由于采用了先进的无功计算方法和电容投切判据，使无功的投切速度和准确度明显提高，当负载突然变化时，可使电压的剧降幅度和时间都大幅度缩短，从而有效地降低线损。
所述剩余电流动作设备包括剩余电流动作断路器，所述剩余电流动作断路器挂在配电变压器的出线上，该剩余电流动作断路器同时具有过载、短路、缺相、欠压、过压、漏电、电源侧断零线保护等功能，其智能控制芯片可以监测故障跳闸的次数、跳闸相序、时间和原因以及负荷电流信息，并通过通信网络将信息上传。
所述多功能电能表的输入端接在配电变压器的出线上。
所述复数个数字式温度传感器分别安装在配电变压器的发热点上。
所述配变监测设备是智能综合配电箱的核心，包括配变监测终端和红外手持终端，所述配变监测终端包括电源、CPU、GPRS模块，以及Flash(闪存)。所述电源连接到CPU，提供CPU的工作电压，所述CPU与上位机系统通过GPRS模块进行无线通信，CPU通过UART接口与GPRS模块进行连接，通过红外接口实现与红外手持终端的通信。由于要保存的数据量较大，因此通过CPU外部总线，扩展了一片Flash作为数据存储。所述红外手持终端用于对配变监测终端进行调试。
该配变监测终端具有配电运行状态监测、运行管理、电能计量和远程通信等功能，所述CPU采用高性能的32位ARM7微处理器，嵌入式操作系统、模块化结构设计、通信设计依照国家电网公司《Q/GDW130-2005电力负荷管理系统数据传输规约》(以下称“负控规约”)，具有优良的可维护性、可扩展性和可伸缩性，是配变监测和管理的先进智能设备。
所述配变监测终端的CPU通过RS485总线与所述无功补偿控制器、剩余电流动作断路器、多功能电能表连接。温度传感器采用数字式测温芯片，CPU采用单总线与其进行连接，在一条总线上最大可挂32个数字式温度传感器。
在通信规约上，CPU与多功能电能表数据传输遵循《DL/T 645规约》；与上位机通信遵循《Q/GDW 130-2005电力负荷管理系统数据传输规约》(简称“负控规约”)；与红外手持终端的通信也遵循负控规约。
该配变监测终端的监测功能主要体现在五个方面。第一是对多功能电能表数据的监测，配变监测终端对抄读到的电能表数据做出基本判断，如电表停走/飞走、电表故障、实时数据越限等，将判断的结果按照负控规约格式生成事件上传到上位机，实现对用户用电情况的监测；第二是对状态量的监测，配变监测终端能将开关动作时配变相关参数记录并上报上位机，该功能可用于监测负荷开关状态、计量箱门开启状态等，这些状态量对配电网运行或管理有重要作用；第三是温度监测，配变监测终端通过数字式温度传感器采集配变的温度，作为负控规约中的直流模拟量上传到上位机；第四是无功补偿控制器的监测，可将无功补偿控制器的补偿信息上传到上位机，实现对无功情况的监控；第五是剩余电流动作断路器的监测，当剩余电流动作断路器动作后，主动将动作时的跳闸相序、时间和原因以及负荷电流信息上传给上位机。
由于无功补偿控制器和剩余电流动作断路器采取了独立的数据采集系统，即使配电监测终端发生了故障，不会影响无功补偿器的投切、剩余电流动作断路器的动作。
该智能综合配电箱的操作过程如下所述：所述无功补偿设备和剩余电流动作断路器独立运行，当电压发生波动时，无功补偿控制器根据无功计算方法和电容器投切判据，控制电容器组的投切，使每相的功率因数稳定在规定范围之内。当配电变压器二次侧线路发生过载、短路、缺相、欠压、过压、漏电、电源侧断零线，剩余电流断路器根据需要执行相应的保护动作，并把相应的故障信息记录下来。配变监测终端依次轮询采集无功补偿控制器、剩余电流动作断路器和多功能电能表的数据信息，通过单总线采集放置在发热点的数字是温度传感器的温度信息，通过I/O接口采集开关变位信息，并把抄读上来的这些信息存放在CPU的数据存储器(RAM)中，如果上位机监控系统向配电监测终端召唤数据，那么配电监测终端就将相应的数据按照负控规约打包，通过GPRS无线通信方式上传上去。在需要对配变监测终端进行调试或检修时，直接通过红外手持终端就可以实现对配变监测终端参数的设置和数据召唤。

Claims (4)

1.一种带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，包括箱体，以及安装在箱体内的多功能电能表，所述多功能电能表的输入端接在配电变压器的出线上，其特征在于：还包括安装在箱体内的无功补偿设备、剩余电流动作设备、复数个温度传感器以及配变监测设备，所述无功补偿设备包括无触点开关、电容器组以及无功补偿控制器，所述电容器组通过无触点开关挂在电网上进行无功补偿，所述无功补偿控制器连接到各无触点开关，所述剩余电流动作设备包括剩余电流动作断路器，所述剩余电流动作断路器挂在配电变压器的出线上，所述复数个温度传感器分别安装在配电变压器的发热点上，所述无功补偿控制器、剩余电流动作断路器以及多功能电能表均连接到所述配变监测设备。
2.如权利要求1所述的带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，其特征在于：所述配变监测设备包括配变监测终端和红外手持终端，所述配变监测终端包括电源、CPU，以及GPRS模块，所述电源连接到CPU，CPU通过UART接口与GPRS模块进行连接，通过红外接口与红外手持终端通信，所述配变监测终端的CPU通过RS485总线与所述无功补偿控制器、剩余电流动作断路器、多功能电能表连接。
3.如权利要求2所述的带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，其特征在于：所述配变监测终端还包括连接到CPU的闪存。
4.如权利要求1所述的带漏保远程监控功能的智能综合配电箱，其特征在于：所述温度传感器采用数字式测温芯片，CPU采用单总线与温度传感器进行连接。
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