CN202014032U

CN202014032U - 一种带有智能控制的配电柜

Info

Publication number: CN202014032U
Application number: CN2011200871485U
Authority: CN
Inventors: 刘建春; 宋艳欣; 夏灵勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-29
Filing date: 2011-03-29
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2021-03-29

Abstract

本实用新型涉及一种带有智能控制的配电柜，柜体中从电源输入母线顺序连接断路器、接触器，在接触器输出触头到输出端子之间串接有三相电流互感器，一个带有扩充槽的PLC可编程序控制器安装在柜体中，可编程序控制器的控制输出分别连接断路器和接触器的开/闭控制电路，在电流互感器到电源输出端子之间串接有零序电流互感器，所述可编程序控制器的扩充槽中插有数据采集模块和通讯模块，电流互感器和零序电流互感器的信号连接至数据采集模块。本实用新型改变了传统的配电柜的测控模式，采用三相电参数模块，具有直接采集交流电信息功用，摒弃了传统的交流直流变换组件，通过PLC组件构成智能模块，使得配电柜具有网络、智能、信息交换等功能。

Description

一种带有智能控制的配电柜

技术领域

本实用新型属于电气设备及电气工程领域，特别涉及一种带有智能控制的配电柜，在柜中设置有连接网络的PLC控制器，实现了配电柜对用电设备进行供电、配电、计量、保护、控制和调节的功能。

背景技术

目前，公知的配电柜一般是由柜体、母线、断路器、接触器构成；源自电网的电能由母线传送到配电柜输入端，通过断路器、开关电器、保护器和电缆传递到用电设备。断路器除有基本的电流通断功能外，还具有短路保护、过载长延时保护、隔离及安全保护等功能；接触器主要用于频繁接通或分断主电路并可远距离操作；保护器一般采用热继电器或电动机保护器，热继电器是利用回路通过的电流产生的热量，致使热元件发生机械形变，控制电路断开，实现电动机的过载保护，传统的热继电器应对与现代的控制要求存在灵敏度低、误差大、稳定性差，保护不可靠的缺点。虽然目前配电柜已经具备多种功能，但还是不能适应当前逐步增加需求的供配电智能化所需要的智能决策、电机故障诊断及实时保护、远程测控、数据交换和远程调节功能。随着工业技术发展，不同行业对配电装置的要求逐步提高，不仅需要对设备进行保护，还需要完成智能决策、电动机故障诊断及实时保护、设备遥控、状态遥测、功率因数检测、电力计量以及实时数据交换以及电力行业“四遥”功用等，配装智能仪表只能解决部分问题，难于达到上述要求。因此，目前的标准配电柜如型号为GGD、GCK、GCS、 MNS、MCS等均不能满足智能决策、电动机故障诊断及实时保护、设备遥控、状态遥测、功率因数检测、电力计量以及实时数据交换等要求。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种带有智能控制的配电柜技术方案，该配电柜增加了配备有网络/无线通讯模块和电参数采集模块的PLC可编程序控制器，实现了在配电柜中对用电设备故障诊断及实时保护、设备遥控、状态遥测、功率因数检测、电力计量以及实时数据交换等要求。

为了实现上述目的，本实用新型技术方案是这样实现的：一种带有智能控制的配电柜，包括柜体，柜体中从三相电源输入母线顺序连接安装有断路器、接触器，在接触器输出触头到配电柜电源输出端子之间串接有三相电流互感器，一个带有扩充槽的PLC可编程序控制器安装在柜体中，可编程序控制器的控制输出分别连接断路器和接触器的开/闭控制电路，在电流互感器到电源输出端子之间串接有零序电流互感器，所述可编程序控制器的扩充槽中插有数据采集模块和通讯模块，电流互感器和零序电流互感器的信号连接至数据采集模块。

所述数据采集模块是三相交流电量采集模块。

所述通讯模块是互联网通讯模块。

所述可编程序控制器的控制输出还连接一个功率因数补偿器到配电柜电源输出端子。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型改变了传统的配电柜的测控模式，通过PLC组件构成智能模块，使得配电柜具有网络、智能、信息交换等功能。

智能化配电柜具有综合处理功能，装置智能化，信息数字化，尤其采用PLC及其数据总线，装置处理速度得到极大提高，具有极高的实时性。

采用三相电参数模块，具有直接采集交流电信息功用，摒弃了传统的交流直流变换组件，用智能算法，预测用电设备故障，测量接地电阻，检测线路和用电设备接地，实时性和采集精度等同于高精度电能表。

采用智能化配电柜，降低了配电系统设备和控制系统的投资，节省配电和控制系统安装费用；节省设备运行能耗、降低了设备事故率，达到提高系统综合效益的效果。

下面结合附图和实施例对本实用新型做一详细描述。

附图说明

图1为本实用新型配电柜电路框图；

图2为本实用新型带有功率因数补偿器配电柜的电路框图。

具体实施方式

参见图1，一种带有智能控制的配电柜实施例，包括柜体，柜体中从三相电源输入母线1顺序连接安装有断路器2、接触器3，在接触器输出触头到配电柜电源输出端子4之间串接有三相电流互感器5，一个带有扩充槽的PLC可编程序控制器6安装在柜体中，可编程序控制器的控制输出分别连接断路器和接触器的开/闭控制电路，在电流互感器到电源输出端子之间串接有零序电流互感器7，所述可编程序控制器的扩充槽中插有数据采集模块6-1和通讯模块6-2，电流互感器和零序电流互感器的信号连接至数据采集模块。其中的数据采集模块和通讯模块都是公知的与PLC控制器配套使用的模块；本实施例中所述数据采集模块是三相交流电量采集模块（中国专利公开号：CN101920027A公开的“三相交流电量采集模块” ），所述通讯模块是互联网通讯模块，可编程序控制器同时还连接有一个显示器8用于显示控制柜的电参数状态。

参见图2，为了减小用电设备例如电机的无功功率的损耗对电网的影响，所述可编程序控制器的控制输出还连接一个功率因数补偿器9（通常是电容器）到配电柜电源输出端子。

回路中的各传感器将电路参数和接地状态信号由三相电参数采集模块采集，并通过数据总线送由PLC实时进行矢量计算、分析和处理，完成故障诊断分析，输出电耗、功率因数、电流等量值。

同时，计算出回路的瞬时功耗，累计电量，控制补偿装置切投，调整该回路功率因数，并进行现场显示和数据远传。同时具有预付费功能。

智能单元实时检测各回路电流是否过载、短路、断路、缺相以及线路接地等，并输出相应的信号，完成回路保护。同时对柜内的温度实时检测，温度超过预定值时，接通通风降温装置；对柜内进行火情监测和报警。

如果未经授权打开配电装置门，系统报警。

一套PLC可以扩充采集模块，完成多路电路回路的测控。

智能配电柜通过通讯模块具有双向信息交换功能，控制（或配电）中心的指令通过网络到PLC，完成远程测量、设定、调整及控制等功能。配电柜的电气过程参数（开关状态、柜内温度、电流值、功率因数、电量消耗等）数据均由PLC组件通过现场总线传输到控制（或配电）中心，并输出到本体柜的显示屏显示数据。所述的通讯模块还可以实现无线扩展完成无线信息交换的功能。

智能配电柜依据采集的电压、电流数据，通过智能算法，能够确定用电设备的潜在故障，通过接侧接地电阻，可以判断线路和用电设备的接地状况，进行超前保护，完成用电设备的故障诊断及实时保护。

同等功能下，采用了智能模块，减少了各类智能仪表的投入；网络功能，降低了大量线缆；节省了控制系统的I/O模块。系统造价和维护费用大大降低。

由于采用了PLC模块及其数据总线，并采用专利产品三相交流电参数采集模块，配电装置具满足计量的电参数测量精度和快速的监控速度。能够满足用电计量和速断保护等要求。

Claims

1.一种带有智能控制的配电柜，包括柜体，柜体中从三相电源输入母线顺序连接安装有断路器、接触器，在接触器输出触头到配电柜电源输出端子之间串接有三相电流互感器，其特征在于，在柜体中安装有一个带有扩充槽的PLC可编程序控制器，可编程序控制器的控制输出分别连接断路器和接触器的开/闭控制电路，在电流互感器到电源输出端子之间串接有零序电流互感器，所述可编程序控制器的扩充槽中插有数据采集模块和通讯模块，电流互感器和零序电流互感器的信号连接至数据采集模块。

2.根据权利要求1所述的一种带有智能控制的配电柜，其特征在于，所述数据采集模块是三相交流电量采集模块。

3.根据权利要求1所述的一种带有智能控制的配电柜，其特征在于，所述通讯模块是互联网通讯模块。

4.根据权利要求1所述的一种带有智能控制的配电柜，其特征在于，所述可编程序控制器的控制输出还连接一个功率因数补偿器到配电柜电源输出端子。