CN204442008U - 一种智能型低压综合配电柜 - Google Patents

一种智能型低压综合配电柜 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种智能型低压综合配电柜,包括计量监测进线单元、出线单元和无功补偿单元,计量监测进线单元连接出线单元和无功补偿单元,同时,出线单元连接无功补偿单元;所述的计量监测进线单元包括计量用电流互感器、测量用电流互感器、多功能电度表、电流表、电压表和公变采集终端;所述的出线单元包括隔离刀闸和漏电开关;所述的无功补偿单元包括无功补偿控制器和执行电路,无功补偿控制器的信号采集输入端连接测量用电流互感器的信号输出端,无功补偿控制器通过控制端执行电路;所述的执行电路包括三相电容电路和单相电容电路,三相电容电路和单相电容电路的输入端均连接计量监测进线单元的出线端。

Description

一种智能型低压综合配电柜
技术领域
[0001] 本实用新型涉及智能化配电柜技术领域,尤其涉及一种智能型低压综合配电柜。
背景技术
[0002] 配电柜是按电气接线要求将开关设备、测量仪表、保护电器和辅助设备组装在封闭或半封闭金属柜中或屏幅上,而构成的低压配电装置。正常运行时可借助手动或自动开关接通或分断电路。故障或不正常运行时借助保护电器切断电路或报警。借测量仪表可显示运行中的各种参数,还可对某些电气参数进行调整,对偏离正常工作状态进行提示或发出信号,常用于各发、配、变电所中。
[0003]目前,国内低压配电柜的保护方式精度较低,调整设置方式落后或根本无法调整,不能针对具体的用电设备灵活设置;其次低压综合配电柜一般都具有电能分配、电能计量、无功补偿、电气保护和安全防护等综合性功能,但现有的低压综合配电柜的无功补偿部分一般都采用一个单独的无功补偿装置来实现,这使得低压综合配电柜的结构比较复杂、体积大、配置调整无功补偿容量等参数比较困难。最后现有低压配电柜缺乏运行状况的在线监测、抄读数据,实现远程费控功能。因此迫切需要设备智能化、数字化、检测精度高、能够方便灵活且设置精确的电压、电流、漏电、缺零、缺相保护。
实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的是提供一种智能型低压综合配电柜,集电能准确计量、防窃电、无功自动补偿、电压电流检测、过载短路保护、低压防雷、漏电人身触电保护、远方控制等多功能于一体,降低了线损,确保了计量的准确率,提高了安全用电的可靠性。
[0005] 本实用新型采用的技术方案为:
[0006] 一种智能型低压综合配电柜,包括计量监测进线单元、出线单元和无功补偿单元,计量监测进线单元连接出线单元和无功补偿单元,同时,出线单元连接无功补偿单元;所述的计量监测进线单元包括计量用电流互感器、测量用电流互感器、多功能电度表、电流表、电压表和公变采集终端,计量用电流互感器、测量用电流互感器和电压表的采集输入端连接市电进线,计量用电流互感器的信号输出端连接多功能电度表的输入端,多功能电度表的信号输出端连接公变采集终端的信号输入端,测量用电流互感器的信号输出端连接电流表的输入端;所述的出线单元包括隔离刀闸和漏电开关,隔离刀闸的一端连接计量监测进线单元的出线端,隔离刀闸的另一端通过漏电开关为外界供电;所述的无功补偿单元包括无功补偿控制器和执行电路,无功补偿控制器的信号采集输入端连接测量用电流互感器的信号输出端,无功补偿控制器通过控制端执行电路;所述的执行电路包括三相电容电路和单相电容电路,三相电容电路和单相电容电路的输入端均连接计量监测进线单元的出线端。
[0007] 所述的三相电容电路包括依次串联的第一空气开关、交流接触器和三相电容器,空气开关连接计量监测进线单元的出线端。
[0008] 所述的单相电容电路包括依次串联的第二空气开关、智能复合开关和单相电容器,第二空气开关连接计量监测进线单元的出线端,单相电容器接地。
[0009] 所述的计量监测进线单元的出线端连接低压避雷器。
[0010] 所述的计量监测进线单元还连接温控单元。
[0011] 本实用新型利用电子式电流互感器,通过数字信号输出方式直接与多功能电度表及无功补偿控制器连接,数字信号在传输过程中不易受干扰,提高系统的准确性和可靠性。再通过公变采集终端ZD进行配变运行参数测量、统计,并通过与远程主站系统的数据交互实现配变在线监测功能;通过出线单元为用户供电,利用电容器补偿装置来实现三相不平衡补偿和功率因数补偿,补偿回路的设计采用单相分相不等容补偿不平衡,三相共补提高功率因数的方案,开关投切器件采用无触点的晶闸管,避免了频繁投切电容器组电网造成的过电压和励磁涌流。本装置集电能准确计量、防窃电、无功自动补偿、电压电流检测、过载短路保护、低压防雷、漏电人身触电保护、远方控制等多功能于一体,降低了线损,确保了计量的准确率,提高了安全用电的可靠性。
附图说明
[0012] 图1为本实用新型的电路原理图;
[0013] 图2为本实用新型的配电系统的结构原理框图。
具体实施方式
[0014] 如图1所示,本实用新型包括计量监测进线单元、出线单元和无功补偿单元,计量监测进线单元连接出线单元和无功补偿单元,同时,出线单元连接无功补偿单元;所述的计量监测进线单元包括计量用电流互感器、测量用电流互感器、多功能电度表Wh、电流表A、电压表V和公变采集终端ZD,计量用电流互感器包括第一电子式电流互感器TAl、第二电子式电流互感器TA2和第三电子式电流互感器TA3,测量用电流互感器包括第四电子式电流互感器TA4、第五电子式电流互感器TA5和第六电子式电流互感器TA6,公变采集终端ZD用于远程连接后台系统;计量用电流互感器、测量用电流互感器和电压表V的采集输入端连接市电进线,计量用电流互感器的信号输出端连接多功能电度表Wh的输入端,多功能电度表Wh的信号输出端连接公变采集终端ZD的信号输入端,测量用电流互感器的信号输出端连接电流表A的输入端,计量监测进线单元还连接温控单元,计量监测进线单元的出线端连接低压避雷器FS ;所述的出线单元包括隔离刀闸1QK、2QK和漏电开关1LK、2LK,隔离刀闸1QK、2QK的一端连接计量监测进线单元的出线端,隔离刀闸1QK、2QK的另一端通过漏电开关1LK、2LK为外界供电;所述的无功补偿单元包括无功补偿控制器和执行电路,无功补偿控制器的信号采集输入端连接测量用电流互感器的信号输出端,无功补偿控制器通过控制端执行电路;所述的执行电路包括三相电容电路和单相电容电路,单相电容电路包括依次串联的第二空气开关2QF、智能复合开关SQ和单相电容器2C,第二空气开关2QF连接计量监测进线单元的出线端,单相电容器2C接地,三相电容电路包括依次串联的第一空气开关1QF、交流接触器IKM和三相电容器1C,空气开关连接计量监测进线单元的出线端。
[0015] 本实用新型的配电柜柜体材料选用不锈钢材质,按照户外防护等级设计,计量监测进线单元的主要任务是负责对配电变压器的运行参数进行采集(遥测和遥信)、继电保护功能、电量信息采集、智能电容器投切和配电变压器调容、GPRS通信等功能。
[0016] 其中,一、电能计量
[0017] 采用配套新型的电子式电流互感器,通过数字信号输出方式直接与多功能电度表Wh及无功补偿控制器连接,数字信号在传输过程中不易受干扰,提高系统的准确性和可靠性。配电柜中安装多功能电度表Wh装置,具备电能计量功能,计量数据可用于线损考核。
[0018] 二、配变监测通过公变采集终端ZD进行配变运行参数测量、统计,并通过与远程主站系统的数据交互实现配变在线监测功能,主要包括:
[0019] ( I)通过计量用电流互感器采集三相电压、电流,实现电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电量、无功电量的测量。
[0020] (2)采集电能表的数据。
[0021] (3)统计电压合格率、功率因数合格率。
[0022] (4)统计供电时间、停电时间,记录停/上电起止时间。
[0023] (5)统计三相电压、电流不平衡越限时间;统计电流、视在功率越限时间;统计谐波越限时间。
[0024] (6)采集电容器及投切设备的状态,判断是否故障,并统计电容器累计投入时间和次数及电容器累计补偿的无功电能量。
[0025] (7)采集剩余动作电流;采集剩余电流动作保护装置的动作记录(包括动作时的剩余电流值、动作时间)
[0026] (8)采集低压用户抄表集中器中保存的抄表数据并上传主站。
[0027] 三、电能分配
[0028] 通过出线单元为用户供电,包括隔离刀闸1QK、2QK和漏电开关1LK、2LK,隔离刀闸1QK、2QK的一端连接计量监测进线单元的出线端,隔离刀闸1QK、2QK的另一端通过漏电开关1LK、2LK为外界供电。配电箱可不设进线总开关,但需要配置出线开关,每路配电出线均配隔离刀闸1QK、2QK和塑壳断路器漏电开关1LK、2LK,出线路数与开关容量根据配变容量及供电要求配置。
[0029] 四、无功补偿配置要求:
[0030] (I)配置无功补偿功能的原则:对于功率因数小于0.85的用户需进行无功补偿。补偿后,功率因数应彡0.90。
[0031] (2)无功补偿控制物理量为功率因数和无功功率;目标功率因数、无功投切门限、投切延时时间和投切间隔时间可在线设置,无投切振荡,无补偿呆区。
[0032] (3)无功补偿控制器具备至少9路电容器投切控制输出,可定义为共补和分补方式,具备三相共补、三相分补。
[0033] 无功补偿控制器属于现有的成熟技术,市场上销售有多种型号的无功补偿控制器,可以根据设计需求进行选择,属于现有技术,在此不再赘述。无功补偿控制器内部设有多种控制元件,通过电容器补偿装置来实现三相不平衡补偿和功率因数补偿,补偿回路的设计采用单相分相不等容补偿不平衡,三相共补提高功率因数的方案,其中,单相电容电路包括依次串联的第二空气开关2QF、智能复合开关SQ和单相电容器2C,三相电容电路包括依次串联的第一空气开关1QF、交流接触器IKM和三相电容器IC ;开关投切器件采用无触点的晶闸管(负荷开关),避免了频繁投切电容器组电网造成的过电压和励磁涌流。
[0034] (4)电容器投切原则
[0035] 电容器投切遵循“合适优先、三相优先、先投先切、均衡使用”的原则。
[0036] (5)电容器保护
[0037] 当出现过电压、欠电压、电压断相、谐波越限、电容器温度过高情况,由无功补偿控制器及时切除投入的电容器,以保护电容器。在恢复到设置范围内,电容器才可恢复正常投切。
[0038] 五、剩余电流动作保护
[0039] 安装剩余电流互感器由公变采集终端ZD采集剩余电流,并根据剩余电流值控制塑壳漏电断路器,远方主站可对公变采集终端ZD设置动作参数(动作阀值与延时时间)。且具备过载或短路保护功能,当过载或短路时,断路器分断以达到保护功能。具备断相保护功能,由终端判断回路是否断相,如出线断相,终端控制出线开关跳闸,以保护用户设备不受缺相危害。
[0040] 六、防雷保护
[0041] 配电柜中安装避雷器FS以有效防止雷击过电压和操作过电压引起的损坏。如遇过电压,避雷器必须可靠导通将涌流引入接地系统。
[0042] 七、温度监控
[0043] 配置温度传感器对配电柜进线母排接头、出线接头温度等实现实时在线监测。采集变压器油、综合箱进线母排接头、出线接头或箱内环境温度并上传主站。安装设备监测柜内温度,温度超过限值将启动风扇强行排热。配电柜上海可以设置强制排风装置外,配电箱结构还满足空气自然流通排热需要。

Claims (5)

1.一种智能型低压综合配电柜,其特征在于:包括计量监测进线单元、出线单元和无功补偿单元,计量监测进线单元连接出线单元和无功补偿单元,同时,出线单元连接无功补偿单元;所述的计量监测进线单元包括计量用电流互感器、测量用电流互感器、多功能电度表、电流表、电压表和公变采集终端,计量用电流互感器、测量用电流互感器和电压表的采集输入端连接市电进线,计量用电流互感器的信号输出端连接多功能电度表的输入端,多功能电度表的信号输出端连接公变采集终端的信号输入端,测量用电流互感器的信号输出端连接电流表的输入端;所述的出线单元包括隔离刀闸和漏电开关,隔离刀闸的一端连接计量监测进线单元的出线端,隔离刀闸的另一端通过漏电开关为外界供电;所述的无功补偿单元包括无功补偿控制器和执行电路,无功补偿控制器的信号采集输入端连接测量用电流互感器的信号输出端,无功补偿控制器通过控制端执行电路;所述的执行电路包括三相电容电路和单相电容电路,三相电容电路和单相电容电路的输入端均连接计量监测进线单元的出线端。
2.根据权利要求1所述的智能型低压综合配电柜,其特征在于:所述的三相电容电路包括依次串联的第一空气开关、交流接触器和三相电容器,空气开关连接计量监测进线单元的出线端。
3.根据权利要求2所述的智能型低压综合配电柜,其特征在于:所述的单相电容电路包括依次串联的第二空气开关、智能复合开关和单相电容器,第二空气开关连接计量监测进线单元的出线端,单相电容器接地。
4.根据权利要求3所述的智能型低压综合配电柜,其特征在于:所述的计量监测进线单元的出线端连接低压避雷器。
5.根据权利要求4所述的智能型低压综合配电柜,其特征在于:所述的计量监测进线单元还连接温控单元。
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