CN201663358U

CN201663358U - 智能能耗监测型三相配电箱

Info

Publication number: CN201663358U
Application number: CN2009202619218U
Authority: CN
Inventors: 吴韶毅
Original assignee: Shenzhen Feixia Machinery & Electronics Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Feixia Machinery & Electronics Technology Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2019-12-22

Abstract

本实用新型涉及一种智能能耗监测型三相配电箱，其包括总电源断路器以及与其相连的漏电保护单元，还包括：对至少一个用电设备进行开关控制的分路断路器；连接在所述漏电保护单元与所述分路断路器之间、对总电源和各分项支路的电参数进行分时计量得到总电源和各分项支路电参数、对总电源进行电能质量分析得到电能质量参数、并依据所述各分项支路电参数对所述分路断路器进行控制的计量分析与控制单元；与所述计量分析与控制单元相连且受其控制、将所述总电源和各分项支路电参数、电能质量参数进行处理从而与上位机进行通信的信息处理及通信单元。本实用新型集配电、电能质量分析、计量、遥信、遥测、遥控、遥调等于一体，体积小、功能全、低功耗。

Description

智能能耗监测型三相配电箱

技术领域

本实用新型涉及配电箱的相关技术领域，更具体地说，涉及一种智能能耗监测型三相配电箱。

背景技术

随着基于计算机系统的控制设备与电子装置的广泛应用，电力系统中用电负荷结构发生改变，即变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁道等非线性、冲击性负荷造成对电能质量的污染与破坏，而电能作为商品，人们会对电能质量提出更高的要求，电能质量已逐渐成为全社会共同关注的问题。

目前，市场上流行的三相配电箱一般只是用于三相用电设备的电源控制和用电设备的保护，其不带电能质量分析和计量功能。同时，市场上也出现了少量带有机械电表计量的三相配电箱，但其功能简单、体积大，无法实现电能质量分析和分时分项计量，且均不具备远程无线遥信、遥测、遥控和遥调等功能，能耗分项计量及监测十分不便。于是，无法很好地解决电能质量分析、能源计量数据的采集、诊断、分析和节能减排数据量化等问题，以致无法为电能质量分析、节能降耗及能源管理提供科学准确的基础数据条件。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种智能能耗监测型三相配电箱。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种智能能耗监测型三相配电箱，包括总电源断路器以及与其相连的漏电保护单元，还包括：

对至少一个用电设备进行开关控制的分路断路器；

连接在所述漏电保护单元与所述分路断路器之间、对总电源的电参数进行分时计量得到总电源电参数、对总电源进行电能质量分析得到电能质量参数、对各分项支路的电参数进行分时计量得到各分项支路电参数、并依据所述各分项支路电参数对所述分路断路器进行控制的计量分析与控制单元；

与所述计量分析与控制单元相连且受其控制、将所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息进而与上位机进行通信的信息处理及通信单元。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，还包括与所述计量分析与控制单元相连且受其控制、对所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的具体数值进行显示的显示单元。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述计量分析与控制单元包括计量模块、电能质量分析模块以及与所述计量模块、电能质量分析模块均相连的控制模块。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述计量模块包括对施加在所述总电源及各分项支路的电压进行检测得到电压参数的电压测量装置、对流经所述总电源及各分项支路的电流进行检测得到电流参数的电流测量装置、对所述总电源及各分项支路的有功功率进行检测得到有功功率参数的有功功率测量装置、对所述总电源及各分项支路的有功电量进行检测得到有功电量参数的有功电量测量装置。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述电能质量分析模块包括对所述总电源的四象限有功电度、四象限无功电度、相/线电压总谐波畸变率奇、相/线电压各次谐波分量、波峰系数、电流总谐波畸变率、奇次畸变率、偶次畸变率、电流各次谐波分量、电压不平衡度和电流不平衡度进行检测分析的电能质量分析装置。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述信息处理及通信单元包括将所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息的信息处理模块、发送所述数据信息至上位机的发送模块、接收上位机发送的执行或查询命令的接收模块。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述发送模块包括支持有线传输模式信息发送的有线发送模块，所述接收模块包括支持有线传输模式信息接收的有线接收模块。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述发送模块包括支持无线传输模式信息发送的无线发送模块，所述接收模块包括支持无线传输模式信息接收的无线接收模块。

上述所述的智能能耗监测型三相配电箱，所述信息处理及通信单元与所述上位机之间的通信方式为RS485、TCP/IP、ZIGBEE、MODBUS-RTU、GPS、CDMA、WCDMA和3G中的一种或多种。

实施本实用新型的智能能耗监测型三相配电箱，具有以下有益效果：

1、通过计量分析与控制单元可实现电能质量分析、分时分项电量计量、有功功率、线路电压以及能耗设备工作电流的计量；

2、通过信息处理及通信单元可与上位机直接进行通信以实现遥信、遥测、遥控和遥调功能，从而实现在线监测、远程控制以及远程集抄等功能；

3、通过显示模块可将电能质量参数及计量的相关数据进行显示，获取数据方便，直观；

4、本实用新型集配电、电能质量分析、计量、遥信、遥测、遥控、遥调等多项技术于一体，具有体积小、功能全、低功耗等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的结构方框图；

图2是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的应用系统的第一实施例的方框图；

图3是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的应用系统的第二实施例的方框图；

图4是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的应用系统的第三实施例的的方框图。

具体实施方式

如图1所示，是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的结构方框图。本实用新型的智能能耗监测型三相配电箱包括总电源断路器1以及与其相连的漏电保护单元2，还包括计量分析与控制单元3、分路断路器4、信息处理及通信单元5和显示单元6。

分路断路器4对至少一个用电设备进行开关控制。

计量分析与控制单元3连接在漏电保护单元与分路断路器4之间，对总电源的电参数进行分时计量得到总电源电参数，对总电源进行电能质量分析得到电能质量参数，对各分项支路的电参数进行分时计量得到各分项支路电参数，并依据所述各分项支路电参数对所述分路断路器进行控制。其中，计量分析与控制单元3包括计量模块、电能质量分析模块以及与所述计量模块、电能质量分析模块均相连的控制模块。

其中，计量模块包括对施加在所述总电源及各分项支路的电压进行检测得到电压参数的电压测量装置，对流经所述总电源及各分项支路的电流进行检测得到电流参数的电流测量装置，对所述总电源及各分项支路的有功功率进行检测得到有功功率参数的有功功率测量装置，以及对所述总电源及各分项支路的有功电量进行检测得到有功电量参数的有功电量测量装置。

其中，电能质量分析模块包括对所述总电源的四象限有功电度、四象限无功电度、相/线电压总谐波畸变率奇、相/线电压各次谐波分量、波峰系数、电流总谐波畸变率、奇次畸变率、偶次畸变率、电流各次谐波分量、电压不平衡度和电流不平衡度进行检测分析的电能质量分析装置。

信息处理及通信单元5与计量分析与控制单元3相连且受其控制、将所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息进而与上位机进行通信。其中，信息处理及通信单元5包括将所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息的信息处理模块、发送所述数据信息至上位机的发送模块、接收上位机发送的执行或查询命令的接收模块。当然，发送模块包括支持有线传输模式信息发送的有线发送模块，接收模块包括支持有线传输模式信息接收的有线接收模块。进一步地，发送模块还可包括支持无线传输模式信息发送的无线发送模块，接收模块还可包括支持无线传输模式信息接收的无线接收模块。

显示单元6与计量分析与控制单元4相连且受其控制、对所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的具体数值进行显示。

如图2所示，是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的应用系统的第一实施例的方框图。本实施例中，智能能耗监测型三相配电箱20对多个用电设备40进行控制。总电源10的与三相交流电的电源接入口连接，智能能耗监测型三相配电箱20与总电源10相连接，其中，在智能能耗监测型三相配电箱20内部，总电源断路器1直接与总电源10相连接，漏电保护单元2与总电源断路器1相连接，漏电保护单元2检测到总电源10的底线上流经的漏电流超过预设定的门槛值时，控制总电源断路器1断开，于是实现了漏电保护功能。

计量分析与控制单元3中的计量模块对总电源10的电参数进行分时计量得到总电源电参数，对总电源10进行电能质量分析以得到电能质量参数，以及对各分项支路的电参数进行分时计量得到各分项支路电参数。

在计量模块中，电压测量装置对施加在总电源及各分项支路的电压进行检测得到电压参数；电流测量装置对流经总电源及各分项支路的电流进行检测得到电流参数；有功功率测量装置对总电源及各分项支路的有功功率进行检测得到有功功率参数；有功电量测量装置对总电源及各分项支路的有功电量进行检测得到有功电量参数。同时，计量模块将上述测量得到总电源及各分项支路的电参数送至控制模块。控制模块将对计量模块计量得到的电参数进行分析，若某分项支路的电参数超出预设定的门槛值，将控制分路断路器4切断该分项支路的通路，即实现了对该分项之路的用电设备40的保护，以防止电流或电压过高而烧坏用电设备40。

在电能质量分析模块中，通过电能质量分析装置对总电源的电能质量参数进行检测分析，所述电能质量参数包括：四象限有功电度、四象限无功电度、相/线电压总谐波畸变率奇、相/线电压各次谐波分量、波峰系数、电流总谐波畸变率、奇次畸变率、偶次畸变率、电流各次谐波分量、电压不平衡度和电流不平衡度等。同时，电能质量分析模块将上述电能质量参数送至控制模块。控制模块将对电能质量参数的相关数据进行分析，若经分析得出总电源的电能质量参数不满足用电设备40的工作需求，即控制断开总电源断路器，以防止毁坏用电设备40。此处，电能质量分析装置可为市场上流行的电能质量分析仪或电能质量监测仪等。

显示单元6与计量分析与控制单元3相连且受其控制，对计量分析与控制单元3测量得到的总电源及各分项支路电参数和电能质量参数的具体数值进行显示。显示单元6可为液晶显示屏，也可为由数码管构成的数字指示装置。

信息处理及通信单元5与计量分析与控制单元3相连且受其控制，信息处理及通信单元5包括信息处理模块、发送模块和机收模块。信息处理模块将计量分析与控制单元3计量得到电能质量参数、总电源及各分项支路的电压参数、电流参数、有功功率参数和有功电量参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息；发送模块发送上述数据信息至上位机。

若上位机发送执行或查询命令，接收模块将接收上位机发送的执行或查询命令并将其送至经信息处理模块，信息处理模块对该执行或查询命令进行解析处理后产生解析控制信号，并将该解析控制信号送至计量分析与控制单元3，计量分析与控制单元3即可依据该解析控制信号控制产生相应的操作，如控制断开总电源断路器、控制分路断路器4切断该分项支路的通路、控制发送某数据信息等等，即实现了本实用新型的智能能耗监测型三相配电箱20与上位机30的通信。另外，上位机30还可通过发送时间控制命令来对总电源或各分项支路的用电设备40进行分时计量或分时控制。

当然，本实施例中，发送模块包括支持有线传输模式信息发送的有线发送模块，接收模块包括支持有线传输模式信息接收的有线接收模块。同时，发送模块还包括支持无线传输模式信息发送的无线发送模块，接收模块还包括支持无线传输模式信息接收的无线接收模块。本实施例的智能能耗监测型三相配电箱与上位机之间的通信方式为RS485、TCP/IP、ZIGBEE、MODBUS-RTU、GPS、CDMA、WCDMA和3G中的一种或多种。

如图3所示，是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱300的应用系统的第二实施例的方框图。本实施例中，综合能效管理平台100、综合能效管理服务器200、智能能耗监测型三相配电箱300和用电设备400依次相连。智能能耗监测型三相配电箱300对用电设备400进行实时监控，并将计量得到的用电设备400的电参数的相关数据送至综合能效管理服务器200，综合能效管理服务器200将该电参数的相关数据进行存储，综合能效管理平台100将依据该电参数的相关数据进行能耗分析。

同时，综合能效管理平台100还可通过综合能效管理服务器200发送相关控制或查询命令至智能能耗监测型三相配电箱300，智能能耗监测型三相配电箱300将根据所述控制或查询命令进行控制或查询等操作。可见，通过本实施例的应用系统可实现用电设备400的在线监测、遥信、遥测、遥控、遥调等功能。

当然，智能能耗监测型三相配电箱300与综合能效管理服务器之间的通信方式不仅支持有线传输模式，同时还支持无线传输模式。

如图4所示，是本实用新型智能能耗监测型三相配电箱的应用系统的第三实施例的方框图。本实施例中，综合能效服务系统能耗信息处理中心1000与多个智能能耗监测型三相配电箱2000相连接，每个智能能耗监测型三相配电箱2000分别与一个用电设备3000相连接，该应用系统较适用于对户用型用电的能耗计量和控制。当然，综合能效服务系统能耗信息处理中心1000与多个智能能耗监测型三相配电箱2000之间的通信方式不仅支持有线传输模式，同时还支持无线传输模式。

本实用新型的智能能耗监测型三相配电箱可实现电能质量分析、分时分项电量计量、有功功率、线路电压以及能耗设备工作电流的计量，且可与上位机直接进行通信以实现遥信、遥测、遥控和遥调功能，从而实现在线监测、远程控制以及远程集抄等功能；另外还可将电能质量参数及计量的相关数据进行显示，获取数据方便，直观。

本实用新型的智能能耗监测型三相配电箱集配电、电能质量分析、计量、遥信、遥测、遥控、遥调等多项技术于一体，具有体积小、功能全、低功耗等优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种智能能耗监测型三相配电箱，包括总电源断路器以及与其相连的漏电保护单元，其特征在于，还包括：

对至少一个用电设备进行开关控制的分路断路器；

2.根据权利要求1所述的智能能耗监测型三相配电箱，其特征在于，还包括与所述计量分析与控制单元相连且受其控制、对所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的具体数值进行显示的显示单元。

3.根据权利要求1所述的智能能耗监测型三相配电箱，其特征在于，所述计量分析与控制单元包括计量模块、电能质量分析模块以及与所述计量模块、电能质量分析模块均相连的控制模块。

4.根据权利要求3所述的智能能耗监测型三相配电箱，其特征在于，所述计量模块包括对施加在所述总电源及各分项支路的电压进行检测得到电压参数的电压测量装置、对流经所述总电源及各分项支路的电流进行检测得到电流参数的电流测量装置、对所述总电源及各分项支路的有功功率进行检测得到有功功率参数的有功功率测量装置、对所述总电源及各分项支路的有功电量进行检测得到有功电量参数的有功电量测量装置。

5.根据权利要求3所述的智能能耗监测型三相配电箱，其特征在于，所述电能质量分析模块包括对所述总电源的四象限有功电度、四象限无功电度、相/线电压总谐波畸变率奇、相/线电压各次谐波分量、波峰系数、电流总谐波畸变率、奇次畸变率、偶次畸变率、电流各次谐波分量、电压不平衡度和电流不平衡度进行检测分析的电能质量分析装置。

6.根据权利要求1所述的智能能耗监测型三相配电箱，其特征在于，所述信息处理及通信单元包括将所述总电源电参数、电能质量参数和各分项支路电参数的相关数据处理成满足通信协议格式的数据信息的信息处理模块、发送所述数据信息至上位机的发送模块、接收上位机发送的执行或查询命令的接收模块。