CN213341734U - 模块化智能配电箱 - Google Patents

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王富勇
洪海涛
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Abstract

本实用新型提出一种模块化智能配电箱，包括：配电箱以及模块化安装在配电箱体内并相互构成电气连接的：双电源切换模块、主用电源总开关模块、备用电源总开关模块、PLC模块、蓄电池电源模块、控制模块和分路模块；主用电源接线和备用电源接线分别穿过配电箱体连接所述双电源切换模块的进线端，双电源切换模块的出线端分别经主用电源总开关模块和备用电源总开关模块连接控制模块、分路模块；所述控制模块由多个中间继电器构成；所述分路模块由多个固态接触器构成并用于接入负载；所述PLC模块连接双电源切换模块和控制模块。其把箱体、箱盖及内部电气分路实现模块化组合，箱体、箱盖及内部电气分路模块均可拆解、可更换和易安装。

Description

模块化智能配电箱
技术领域
本实用新型涉及电气设备领域，尤其涉及一种模块化智能配电箱。
背景技术
现有配电箱（家用）功能较为简陋、单一。且存在电气分路不清晰，停电时没有可靠方便的应急照明，安装维护不方便等缺陷，安装和维修均需专业电工才能完成。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种模块化智能配电箱，采用模块化安装的结构，使其内部的电气元件安装、维护变得清晰，方便维修更换以及增加支路。同时还增加了控制的结构和功能，通过各模块装置的功效还能够进一步实现家用配电常用电源和备用电源的手动和自动切换，能够实现两路电源进线和支路可通过触摸屏或远方终端（如手机、电脑等）进行遥控，能够实现电量、电流、电压数据的采集并在触摸屏上显示和预警。能够实时显示开关、漏保、自动切换开关的动作事项。能够在配电箱检修时在配电箱箱盖上自动启动应急电灯，方便安全检修和应急处置。
其具体采用以下技术方案：
一种模块化智能配电箱，其特征在于，包括：配电箱以及模块化安装在配电箱体内并相互构成电气连接的：双电源切换模块、主用电源总开关模块、备用电源总开关模块、PLC模块、蓄电池电源模块、控制模块和分路模块；主用电源接线和备用电源接线分别穿过配电箱体连接所述双电源切换模块的进线端，双电源切换模块的出线端分别经主用电源总开关模块和备用电源总开关模块连接控制模块、分路模块；所述控制模块由多个中间继电器构成；所述分路模块由多个固态接触器构成并用于接入负载；所述PLC模块连接双电源切换模块和控制模块。
优选地，所述双电源切换模块、主用电源总开关模块、备用电源总开关模块和PLC模块分别通过卡接槽固定在配电箱体内的模块化格体中；在控制模块对应的模块化格体中，每一中间继电器通过插槽进行插入式固定；在分路模块对应的模块化格体中安装有卡槽底座，每一固态接触器通过卡槽底座进行固定。
优选地，所述配电箱的箱盖设置在背部，与箱体构成铰接；所述箱盖朝向箱体一面的上部设置有磁吸灯带，所述磁吸灯带通过导线经触点开关与蓄电池电源模块连接。
优选地，所述配电箱的正面设置有与PLC模块连接的触摸屏。
优选地，所述中间继电器和固态接触器的数量相同并成对构成电气连接。
优选地，所述PLC模块采用的PLC型号为：S7-200 SMART，并带有无线网关。
优选地，所述蓄电池电源模块采用12V，18650mAh,可充电锂电池。
本实用新型及其优选方案将家用配电箱模块化设计，让各电气分路更加清晰，功能模块明确，使其内部的电气元件安装、维护变得清晰，方便维修更换以及增加支路。
其能够在电源故障断电之后，通过箱盖的辅助照明模块启动应急照明便于应急疏散或检修，让用户在维护维护检修和应急处置时更加安全。
其通过电源切换开关和PLC控制实现了用户自备电源和公共电网电源供电的自动或手动切换，能够在公共电网断电时自动、安全切换至备用电源用电，为有备有电源的用户提供了备有电源和常用电源的使用和切换途径。
其可以通过PLC设置各支路功率阈值，用户可根据最初回路设计设定单回路的最大功率，并在使用过程中超出设定最大功率时进行报警，让用户在用电过程中不会发生过负荷情况，用户用电更安全。
其通过PLC能够实时测量并采集配电箱各回路设备的用电信息 (电压、电流、功率、电量等) 、工作状态以及环境温度，并通过触摸屏展示实现配电箱的相关数据的可视化，方便用于了解用电情况。
利用无线网关，其进一步可通过APP软件开发、网关、PLC、继电器和接触器实现对电气回路的远程和就地控制，方便用户随时随地控制家里的用电设备。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
图1为本实用新型实施例装置电路原理示意图；
图2为本实用新型实施例装置结构和安装示意图；
图3为本实用新型实施例触摸屏界面示意图；
图4为本实用新型实施例应急照明结构示意图；
图中：1-双电源切换模块；2-主用电源总开关模块；3-备用电源总开关模块；4-PLC模块；5-控制模块；6-分路模块；7-触摸屏；8-负载；9-蓄电池电源模块；10-触点开关；11-磁吸灯带。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
在本实施例基于网关、智能组件和PLC控制技术按照模块化、便于安装维护的设计思路设计了一种新型智能配电箱。其主要特性在于：在家用配电箱的智能化设计的基础上，把箱体、箱盖及内部电气分路实现模块化组合，箱体、箱盖及内部电气分路模块均可拆解、可更换和易安装，以方便无电气知识人员按照说明书安全完成箱内电气元件的更换安装。在传统家用配电箱基础上基于箱盖或箱体设计了应急辅助照明，方便配电箱电气故障导致停电检修时辅助照明。
如图1-图4所示，在本实施例提供的装置具体包括：配电箱以及模块化安装在配电箱体内并相互构成电气连接的：双电源切换模块1、主用电源总开关模块2、备用电源总开关模块3、PLC模块4、触摸屏7、蓄电池电源模块9、控制模块5和分路模块6。
其中，如图1、图2所示，主用电源接线和备用电源接线分别穿过配电箱体连接双电源切换模块1的进线端，双电源切换模块1的出线端分别经主用电源总开关模块2和备用电源总开关模块3连接控制模块5、分路模块6。双电源切换模块1的本体可以由单刀双掷开关构成，并可通过包括不限于电磁结构、电机等方式通过PLC进行控制驱动，也可以通过旋钮进行手动切换。主用电源总开关模块2和备用电源总开关模块3主要可以由刀闸开关构成。
控制模块5由多个220V中间继电器构成，可根据支路数量配置继电器个数；分路模块6由多个固态接触器构成并用于接入负载8，可根据支路（负载8）数设置接触器个数；中间继电器和固态接触器的数量相同并成对构成电气连接。PLC模块4连接双电源切换模块1和控制模块5，如图3所示，配电箱的正面嵌入设置有与PLC模块4连接的触摸屏7，其主要用于显示和发出操控指令。
如图2所示，双电源切换模块1、主用电源总开关模块2、备用电源总开关模块3和PLC模块4分别通过卡接槽固定在配电箱体内的模块化格体中；在控制模块5对应的模块化格体中，每一中间继电器通过插槽进行插入式固定，每个插槽开有继电器引脚孔；在分路模块6对应的模块化格体中安装有卡槽底座，每一固态接触器通过卡槽底座进行固定。
如图4所示，配电箱的箱盖设置在背部，与箱体（箱座）构成铰接，为了实现故障维护时的照明，在本实施例中，箱盖朝向箱体一面的上部设置有±12V磁吸灯带11，磁吸灯带11通过导线经触点开关10（其由自动开关和±12V钮扣端子构成）与蓄电池电源模块9连接，从蓄电池电源模块9取±12电源，能够在配电箱检修时在箱盖上自动开启磁吸灯带11，方便安全检修和应急处置。
在本实施例中，PLC模块4采用的PLC型号为：S7-200 SMART，并带有无线网关，以便实现与终端的无线连接。
蓄电池电源模块9采用12V，18650mAh,可充电锂电池。
基于以上装置设计，依靠所采用器件的功能，本实施例可以进一步实现以下功能：
（1） 计量功能。实时测量并采集配电箱各回路设备的用电信息 (电压、电流、功率、电量等) 、工作状态以及环境温度。
（2） 显示与控制功能。将用电信息显示在触摸屏7上，通过触摸屏7和接收数据库的指令对回路状态进行控制。
（3） 单回路功率设定及报警功能，用户可根据最初回路设计设定单回路的最大功率，并在使用过程中超出设定最大功率时进行报警。
（4） 主备电源切换功能：支持用户选择自备电源和公共电网电源供电，并能够在公共电网断电时自动、安全切换至备用电源用电。
（5） 辅助应急照明功能：能够在电源故障断电之后，通过辅助照明模块启动应急照明便于应急疏散或检修。
本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的模块化智能配电箱，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种模块化智能配电箱，其特征在于，包括：配电箱以及模块化安装在配电箱体内并相互构成电气连接的：双电源切换模块、主用电源总开关模块、备用电源总开关模块、PLC模块、蓄电池电源模块、控制模块和分路模块；主用电源接线和备用电源接线分别穿过配电箱体连接所述双电源切换模块的进线端，双电源切换模块的出线端分别经主用电源总开关模块和备用电源总开关模块连接控制模块、分路模块；所述控制模块由多个中间继电器构成；所述分路模块由多个固态接触器构成并用于接入负载；所述PLC模块连接双电源切换模块和控制模块。
2.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述双电源切换模块、主用电源总开关模块、备用电源总开关模块和PLC模块分别通过卡接槽固定在配电箱体内的模块化格体中；在控制模块对应的模块化格体中，每一中间继电器通过插槽进行插入式固定；在分路模块对应的模块化格体中安装有卡槽底座，每一固态接触器通过卡槽底座进行固定。
3.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述配电箱的箱盖设置在背部，与箱体构成铰接；所述箱盖朝向箱体一面的上部设置有磁吸灯带，所述磁吸灯带通过导线经触点开关与蓄电池电源模块连接。
4.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述配电箱的正面设置有与PLC模块连接的触摸屏。
5.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述中间继电器和固态接触器的数量相同并成对构成电气连接。
6.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述PLC模块采用的PLC型号为：S7-200 SMART，并带有无线网关。
7.根据权利要求1所述的模块化智能配电箱，其特征在于：所述蓄电池电源模块采用12V，18650mAh,可充电锂电池。
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CN113765007A (zh) * 2021-09-17 2021-12-07 山东科能电气设备有限公司 一种模块化配电箱及配电方法
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