專利名稱：智能型配電電能管理集控柜的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電力系統(tǒng)電能監(jiān)控管理裝置技術領域，涉及一種用于低壓配電系 統(tǒng)中集電能質量分析管理、電源轉換、保護、測量、控制等多種功能于一體的智能型配電電 能管理集控柜。
背景技術：
近年來，隨著電力電子技術的快速發(fā)展和廣泛應用，電力電子設備、電弧爐以及其 它諸多非線性設備已大量涌入電力系統(tǒng)，使的低壓配電電力系統(tǒng)的電能質量日益惡化，高 次諧波、閃變、電壓波動、不平衡度現(xiàn)象日趨嚴重，引起計量儀表誤差、通訊干擾、變壓器過 熱及網(wǎng)損等問題增加，不但造成供用電設備本身安全性降低，而且嚴重威脅著電力系統(tǒng)的 安全和經(jīng)濟運行。為此要求電力公司和用戶必須采用更加有效的電力監(jiān)控解決方案來應對 上述變化所帶來的電網(wǎng)挑戰(zhàn)，以實現(xiàn)輸配電系統(tǒng)的可靠、高效、低耗的運行。

實用新型內容本實用新型的目的在于對現(xiàn)有技術存在的問題加以解決，進而提供一種集電能質 量監(jiān)測與分析系統(tǒng)、電源智能轉換、進線/分段回路全面實時保護、進線/分段回路精確電 參數(shù)測量、進線/分段回路遠程/本地控制、配電監(jiān)控系統(tǒng)等多種功能于一體的智能型配電 電能管理集控柜。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術解決方案是這樣的在該智能型配電電能管理 集控柜的柜體內設置有智能保護控制單元、電能質量監(jiān)測單元、智能電源轉換控制單元、智 能監(jiān)控子站、打印機和UPS不間斷電源，其中，智能保護控制單元的輸出/輸入端以及電能 質量監(jiān)測單元的輸出/輸入端均與智能監(jiān)控子站的輸入/輸出端實時通訊聯(lián)接，智能監(jiān)控 子站的智能電源轉換輸出/輸入端與智能電源轉換控制單元的輸入/輸出端實時通訊聯(lián) 接，智能監(jiān)控子站的打印機控制輸出端接至打印機的輸入端；智能保護控制單元的輸入/ 輸出端與現(xiàn)場設備內各進線柜的輸出/輸入端聯(lián)接，電能質量監(jiān)測單元的輸入端與現(xiàn)場設 備內各進線柜的輸出端聯(lián)接。本實用新型的技術解決方案還在于智能保護控制單元由多臺并行設置的 JD-811智能配電進線保護裝置組成，每臺JD-811智能配電進線保護裝置的輸入/輸出端各 與現(xiàn)場設備內的一個進線柜的輸出/輸入端聯(lián)接。該智能保護控制單元主要用于完成對各 進線回路、聯(lián)絡回路的全面實時的保護、精確的測量和遠程/就地分合閘控制，并與智能監(jiān) 控子站實時通訊。本實用新型的技術解決方案還在于電能質量監(jiān)測單元由多臺并行設置的 JD-840電能質量監(jiān)測裝置組成，每臺JD-840電能質量監(jiān)測裝置的輸入端各與現(xiàn)場設備內 的一個進線柜的輸出端聯(lián)接。該電能質量監(jiān)測單元主要用于完成對各進線回路的電能質量 進行實時在線監(jiān)測，并與智能監(jiān)控子站實時通訊，同時其與智能監(jiān)控子站中的電能質量監(jiān) 測與分析系統(tǒng)連接組成強大的電能質量分析系統(tǒng)，可實時監(jiān)測系統(tǒng)電能質量狀態(tài)，對系統(tǒng)
3內電能質量變化進行分析統(tǒng)計，給出電能質量變化趨勢。本實用新型的技術解決方案還在于智能電源轉換控制單元由JD-860智能低壓 備用電源自投裝置組成。該智能電源轉換控制單元可用于完成各進線回路、聯(lián)絡回路之間 的智能快速轉換，包括進線互投、分段自投、進線的自復位等多種備投要求，并與智能監(jiān)控 子站實時通訊。本實用新型的技術解決方案還在于智能監(jiān)控子站由配置了 JD-2000A智能配電 監(jiān)控系統(tǒng)和JD-PQM電能質量監(jiān)測與分析系統(tǒng)的JD-CCS觸摸式監(jiān)控器組成。實際工作中， 智能監(jiān)控子站與柜內的智能保護控制單元、電能質量監(jiān)測單元、智能電源轉換控制單元實 時通訊，同時與就地安裝的第三方智能設備(馬達控制器、無功補償控制器、電度表、智能 儀表……)進行實時通訊，完成對整個低壓配電系統(tǒng)的進線、饋線、分段、電能質量管理、主/ 備電源轉換等各開關柜的電參數(shù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果如下所述。一、可實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的各項電能質量的在線監(jiān)測，包括對系統(tǒng)三相電流、電 壓、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、1 31次電壓、電流諧波含有率 和總畸變率的測量，對三相電壓、電流不平衡度的測量，對電壓序分量、電流序分量的測量， 對三相正反向有功、無功電度的尖、峰、平、谷進行分時計量，對低壓配電系統(tǒng)的電壓、電流、 功率、功率因數(shù)、頻率等實施最值管理，對電壓、電流進行實時波形顯示，可對諧波，三相不 平衡度、閃變電壓偏差、頻率偏差進行測量分析，并可給出1 31次諧波的畸變率、有效值、 相位角、有功、無功、以及功率因數(shù)、信號波形、頻譜等，通過在線監(jiān)測可以及時清楚地了解 所有設備供電狀況，及早發(fā)現(xiàn)設備隱患和電能損耗定位，節(jié)約電能消耗，同時為用戶改善電 能質量提供科學依據(jù)。二、具有速斷保護、限時速斷保護、定時限過流保護、定時限過負荷/反時限過負 荷、接地保護、后加速保護、低電壓保護、過電壓保護等多項保護作用，保護功能齊全。三、通過報表統(tǒng)計尖、峰、平、谷電能使用情況，可以合理分布電能使用時間，錯開 用電高峰，節(jié)省開支，從而提高電力系統(tǒng)的管理效率，降低運行成本，實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)
的智能化管理。四、通過智能電源轉換控制單元可實現(xiàn)柜體內用電負荷不失電。
圖1為本實用新型的原理結構框圖。圖2為本實用新型的實施方式的示意圖。圖中各數(shù)字標號分別為1-智能監(jiān)控子站，2-智能保護控制單元，3-電能質量監(jiān) 測單元，4-智能電源轉換控制單元，5-現(xiàn)場設備，6-第三方智能單元，7-UPS不間斷電源， 8-打印機，9-后臺監(jiān)控系統(tǒng)，10-1#進線柜，11_1#出線柜，12-2#出線柜，13-聯(lián)絡柜，14-3# 出線柜，15-4#出線柜，16-2#進線柜。
具體實施方式
參見附圖，本實用新型所述的智能型配電電能管理集控柜的硬件部分主要由智能 保護控制單元2、電能質量監(jiān)測單元3、智能電源轉換控制單元4、智能監(jiān)控子站1、打印機8、UPS不間斷電源7等部分組成。智能保護控制單元2主要由多臺并行設置的JD-811智能配電進線保護裝置組成， 各JD-811裝置通過采集現(xiàn)場設備5中的各進線柜、聯(lián)絡柜的電流、電壓、位置信號(合位、 分位)，經(jīng)過JD-811裝置的內部保護判據(jù)判斷分析，驅動各JD-811的開出部分完成對現(xiàn)場 設備5中的各進線柜、聯(lián)絡柜的合分閘控制，從而實現(xiàn)對現(xiàn)場設備5中的各進線柜、聯(lián)絡柜 的實時保護和控制，并通過RS485總線與監(jiān)控子站1中的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)實時通訊，進而 實現(xiàn)進線回路和聯(lián)絡回路的智能化監(jiān)控管理。電能質量監(jiān)測單元3主要由多臺并行設置的JD-840電能質量監(jiān)測裝置組成，各 JD-840裝置通過采集現(xiàn)場設備5中的各進線柜的電參數(shù)(電流、電壓)，經(jīng)過JD-840裝置 的內部運算、分析、統(tǒng)計完成對各進線回路的電能質量在線監(jiān)測，并實時與智能監(jiān)控子站1 中的JD-PQM電能質量監(jiān)測與分析系統(tǒng)進行通訊，將數(shù)據(jù)上傳至JD-PQM電能質量監(jiān)測與分 析系統(tǒng)，結合JD-PQM電能質量監(jiān)測與分析系統(tǒng)強大的統(tǒng)計分析能力，完成對現(xiàn)場設備5中 的各進線柜的電能質量在線監(jiān)測管理。智能電源轉換控制單元4主要由JD-860智能低壓備用電源自投裝置組成，JD-860 裝置通過采集現(xiàn)場設備5中的各進線柜、聯(lián)絡柜的電流電壓信號以及位置信號，經(jīng)過 JD-860裝置的內部邏輯判斷分析，驅動JD-860的開出部分對各進線柜、聯(lián)絡柜的自動合分 閘控制，從而完成各進線開關、聯(lián)絡開關之間的自動轉換，以保證負載不失電，并通過RS485 總線與監(jiān)控子站1中的智能配電監(jiān)控系統(tǒng)實時通訊。智能監(jiān)控子站1主要由配置了 JD-2000A智能配電監(jiān)控系統(tǒng)和JD-PQM電能質量監(jiān) 測與分析系統(tǒng)的JD-CCS觸摸式監(jiān)控器組成。智能監(jiān)控子站1與柜內的智能保護控制單元 2、電能質量監(jiān)測單元3、智能電源轉換控制單元4實時通訊，并同時與就地安裝的第三方智 能單元6 (包括馬達控制器、無功補償控制器、智能儀表、電度表等等智能裝置)進行實時通 訊，實時完成對整個低壓配電系統(tǒng)的進線、饋線、分段、電能質量管理、主/備電源轉換等各 開關柜的電參數(shù)和運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的自動化管理。UPS不間斷電源7用于為集控柜內各功能單元提供不間斷電源，以保證備用電源 自投裝置的可靠動作和整系統(tǒng)停電時集控柜可繼續(xù)工作。打印機8用于完成在線打印報表 數(shù)據(jù)。以下通過圖2給出的實施例對本實用新型內容做進一步說明。圖2中，柜內硬件部分包括智能保護控制單元(JD811智能配電進線保護裝置)2、 電能質量監(jiān)測單元(JD840電能質量監(jiān)測裝置)3、智能電源轉換控制單元(JD860智能低壓 備用電源自投裝置)4、智能監(jiān)控子站1、打印機8、UPS不間斷電源7等，現(xiàn)場部分包括1#進 線柜10、1#出線柜11、2#出線柜12、聯(lián)絡柜13、3#出線柜14、4#出線柜15和姊進線柜16。智能保護控制單元2中的兩臺JD-840電能質量監(jiān)測裝置分別采集1#進線柜10 和姊進線柜16的電壓、電流信號，經(jīng)過裝置內部運算、分析、統(tǒng)計，完成對1#進線柜10和 2#進線柜16的電能質量的在線監(jiān)測，并通過與智能監(jiān)控子站7中的JD-PQM電能質量監(jiān)測 與分析系統(tǒng)實時通訊，完成數(shù)據(jù)交換，從而組成強大的電能質量監(jiān)測與分析系統(tǒng)，完成對1# 進線柜10和2#進線柜16的全面的電能質量分析與管理。JD860智能低壓備用電源自投裝置用于采集1#進線柜10的電流電壓信號、2#進 線柜16的電流、電壓信號、I母電壓信號、II母電壓信號、1#進線柜10的位置信號、姊進線柜16的位置信號，并經(jīng)內部邏輯運算判斷，通過控制1#進線柜10開關、姊進線柜16開關、 聯(lián)絡柜13開關分合來實現(xiàn)1#進線柜W、2#進線柜16、聯(lián)絡柜13之間的智能轉換，從而實 現(xiàn)母線不失電的投切要求。智能保護控制單元2中的三臺JD811智能配電進線保護裝置分別采集1#進線柜 10、姊進線柜16和聯(lián)絡柜13的電壓、電流信號以及1#進線柜10、姊進線柜16和聯(lián)絡柜13 的位置信號，經(jīng)過JD-811智能配電進線保護裝置4的內部保護判據(jù)判斷分析，驅動JD-811 智能配電進線保護裝置4的開出部分完成對1#進線柜10、2#進線柜16和聯(lián)絡框13的合 分閘控制，從而實現(xiàn)對1#進線柜10、2#進線柜16和聯(lián)絡柜13的實時保護和控制。智能監(jiān)控子站1包含配置了 JD-2000A智能配電監(jiān)控系統(tǒng)和JD-PQM電能質量監(jiān)測 與分析系統(tǒng)的JD-CCS觸摸式監(jiān)控器。智能監(jiān)控子站1通過與柜內的各JD-840電能質量監(jiān) 測裝置、各JD-811智能配電進線保護裝置以及JD-860智能低壓備用電源自投裝置與就地 安裝的1#出線柜11中智能單元(RTUl)、2#出線柜12中智能單元(RTU2)、3#出線柜14中 智能單元(RTU3)、4#出線柜15中智能單元(RTU4)進行實時的通訊，從而完成對1#進線柜 10、1#出線柜11、2#出線柜12、3#出線柜14、4#出線柜15、聯(lián)絡柜13、2#進線柜16的實時 智能監(jiān)控管理和電能質量分析，從而完成對整個配電室的智能化管理。
權利要求1.一種智能型配電電能管理集控柜，包括柜體，其特征是在柜體內設置有智能保護控 制單元( 、電能質量監(jiān)測單元( 、智能電源轉換控制單元(4)、智能監(jiān)控子站(1)、打印機 (8)和UPS不間斷電源(7)，其中，智能保護控制單元O)的輸出/輸入端以及電能質量監(jiān) 測單元(3)的輸出/輸入端均與智能監(jiān)控子站(1)的輸入/輸出端實時通訊聯(lián)接，智能監(jiān) 控子站(1)的智能電源轉換輸出/輸入端與智能電源轉換控制單元(4)的輸入/輸出端實 時通訊聯(lián)接，智能監(jiān)控子站(1)的打印機控制輸出端接至打印機(8)的輸入端；智能保護控 制單元O)的輸入/輸出端與現(xiàn)場設備(5)內各進線柜的輸出/輸入端聯(lián)接，電能質量監(jiān) 測單元(3)的輸入端與現(xiàn)場設備(5)內各進線柜的輸出端聯(lián)接。
2.根據(jù)權利要求1所述的智能型配電電能管理集控柜，其特征在于智能保護控制單元(2)由多臺并行設置的JD-811智能配電進線保護裝置組成，每臺JD-811智能配電進線保護 裝置的輸入/輸出端各與現(xiàn)場設備(5)內的一個進線柜的輸出/輸入端聯(lián)接。
3.根據(jù)權利要求1所述的智能型配電電能管理集控柜，其特征在于電能質量監(jiān)測單元(3)由多臺并行設置的JD-840電能質量監(jiān)測裝置組成，每臺JD-840電能質量監(jiān)測裝置的輸 入端各與現(xiàn)場設備(5)內的一個進線柜的輸出端聯(lián)接。
4.根據(jù)權利要求1所述的智能型配電電能管理集控柜，其特征在于智能電源轉換控制 單元由JD-860智能低壓備用電源自投裝置組成。
5.根據(jù)權利要求1所述的智能型配電電能管理集控柜，其特征在于智能監(jiān)控子站(1) 由配置了 JD-2000A智能配電監(jiān)控系統(tǒng)和JD-PQM電能質量監(jiān)測與分析系統(tǒng)的JD-CCS觸摸 式監(jiān)控器組成。
專利摘要本實用新型涉及一種智能型配電電能管理集控柜，包括柜體，在柜體內設置有智能保護控制單元、電能質量監(jiān)測單元、智能電源轉換控制單元、智能監(jiān)控子站、打印機和UPS電源，智能保護控制單元和電能質量監(jiān)測單元均與智能監(jiān)控子站實時通訊聯(lián)接，智能監(jiān)控子站的與智能電源轉換控制單元實時通訊聯(lián)接，智能保護控制單元與現(xiàn)場設備內各進線柜實時通訊聯(lián)接，電能質量監(jiān)測單元的輸入端與現(xiàn)場設備內各進線柜的輸出端聯(lián)接。本實用新型可實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的各項電能質量的在線監(jiān)測，及時了解所有設備供電狀況，及早發(fā)現(xiàn)設備隱患和電能損耗定位，提高電力系統(tǒng)的管理效率，降低運行成本，實現(xiàn)對低壓配電系統(tǒng)的智能化管理。
文檔編號H02J13/00GK201928091SQ20112003011
公開日2011年8月10日 申請日期2011年1月28日 優(yōu)先權日2011年1月28日
發(fā)明者田翼 申請人:陜西金電電子科技有限責任公司