具有在线测量功能的智能配电柜制造技术

本发明专利技术公开了一种具有在线测量功能的智能配电柜，包括柜体以及组装在柜体内的控制器、供电主线、若干供电支线、控制开关以及多个温度传感器，供电主线与供电支线均包括供电母线，在该供电母线上紧密并行敷设有与其等长的辅助测量线；在供电主线上设置有第一电量检测模块，在各供电支线的进线断路器出口处分别设置有第二电量检测模块，在负载的接线端子上设置第三电量检测模块；控制器根据检测的各参数计算得到各线路的电阻、接触电阻、漏电阻与发热参数。其显著效果是：通过辅助测量线检测电参数，简化了线路的布线与安装，减小了配电柜的体积，减少了成本；可供监控人员据此对将要发生的事件和过程进行事前预测、诊断和干预。

【技术实现步骤摘要】
具有在线测量功能的智能配电柜
本专利技术涉及到电力系统智能配电设备
，具体地说，是一种具有在线测量功能的智能配电柜。
技术介绍
在电参数测量领域，主要采用电磁式电流互感器和电磁式电压互感器，因它们具有电磁隔离、测量精确、性能稳定、安全可靠的特点，诞生一百多年来，还没有其它任何方法或其它元件能撼动它在电测量方面的霸主地位。而在分配电能的配电领域，配电柜(俗称开关柜)是一种集中装有各种开关、导线和测量保护元件的金属柜，用来开断各种负载和分配电能。传统配电柜功能简单，除开断负载、分配电能以外，也有一定的保护功能，当需要对负载进行开断操作，或需要了解设备运行状态时，工作人员必须亲临现场。智能配电柜除具有并加强了普通配电柜的功能外，它主要的特点在于，可连续实时采集、储存和处理配电过程中的负载运行数据，并根据事先确定的限制条件，发出保护、报警或开断负载，并将处理信息、现场采集的数据、实时运行状态，通过网络或智能手机发送给管理者。管理者在了解这些信息后，可远程操控智能配电柜。但是，无论是传统配电柜还是已有的智能配电柜，无一例外的是，它们都采用了电磁式互感器作为电量测量传感器，受到互感器成本价格和体积的限制，其监测点数量都非常有限，即在一台配电柜内，其监测点很少超过两个点。这就使智能配电柜的功能和作用受到局限。根据配电负载回路的数量和负载特点，需要在一台配电柜内设置几个甚至几十个电量检测采集点；同时，还需设置几十甚至上百个温度传感器，用于检测配电过程中重要部位和输电线的温度。如果所有的电量检测点，都采用电磁式互感器，这将增加配电柜的成本；而且因电磁式互感器体积较大，配置数量多，也将增大配电柜的体积和重量，如果再配置一些温度检测传感器，整个“智能配电柜”将会很复杂，布线和安装都会很困难。另外，现有技术下的配电柜无论是智能的还是普通的，都是被动地接收在输、配、送电过程中，负载已经发生或正在发生的电量数据的变化，而不能在事前主动对将要发生的过程和事件有所预见。即：现有的所有智能配电柜，都不具有对将要发生的电量变化事件和过程进行事前预测和诊断的功能。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种具有在线测量功能的智能配电柜，能够根据现场实施检测到的数据，不间断的与之前的数据进行比较，从而对将要发生的电量变化事件和过程进行事前预测和诊断。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种具有在线测量功能的智能配电柜，包括柜体以及组装在柜体内的控制器、供电主线、若干供电支线、控制开关以及多个温度传感器，所述供电主线通过不同供电支线输出电能至不同负载，其关键在于：所述供电主线与供电支线均包括供电母线，在该供电母线上紧密并行敷设有与其等长的辅助测量线，所述辅助测量线的电阻随长度线性递增且单位电阻值已知，在所述辅助测量线上设置有电流测量模块；在所述供电主线上设置有第一电量检测模块，在各供电支线的进线断路器出口处分别设置有第二电量检测模块，在每个所述负载的接线端子上设置有第三电量检测模块；所述电流测量模块、第一电量检测模块、第二电量检测模块、第三电量检测模块与温度传感器将采集的检测值数据上传至所述控制器，所述控制器计算得到各线路的电阻、接触电阻、漏电阻与发热参数。进一步的，所述温度传感器设置于各线路的节点、端点、焊接点、铆接点、压接点与各开关的触点处。通过对各重要节点、触点处设置温度传感器，从而对各线路中的各点实时温度进行测量，以便于控制体将其与通过与通过电流、电压测量所计算的理论温度数据进行比较、修正，得出各线路与各触点的实际温度值。进一步的，所述控制器通过非接触式电流测量模块测得所述辅助测量线的电流，以减少制造成本与加工难度。进一步的，所述控制器为PLC处理器或工控机，其也可以为单片机，其具体实施属于行业通用技术，这里不再赘述。进一步的，所述第一电量采集模块用于检测供电主线的各相电压、电流、有功功率和无功功率参数；所述第二电量检测模块用于检测供电支线的各相电压、电流、有功功率和无功功率参数；所述第三电量检测模块用于采集负载的电压、电流、有功功率和无功功率参数。进一步的，在所述控制器的输出端组上连接有显示模块，该控制器还通过通讯模块将数据传输至服务器或移动终端，所述控制器还配置有数据存储模块。进一步的，所述供电主线与供电支线的线缆表皮上标注有线径与长度标尺，从而可以方便的得出线缆的长度，于是可轻易的查出供电主线或供电支线的直流电阻或通过单位电阻值乘以长度计算得到。进一步的，所述辅助测量线为铜线或康铜丝电阻线。以任一供电回路为例，通过辅助测量线上的电流测量模块测得电流，并根据辅助测量线的长度，即可测定辅助测量线两端的电压降与电阻，从而可推算流过供电主线或供电支线中供电母线的电流、电阻值、发热量，在已知配电柜供电主线电流、电压的情况下，又测量到各供电支线回路断路器出口的电流、电压和各负载进线端的电流、电压，则可分别计算任一回路，从供电主线起到负载端的线路电压降，从已知各导线电阻，则可计算出导线的温度与发热情况。靠近断路器各触点或接触器触点，在各供电支线上预先埋设温度传感器，将所有温度传感器测量到的各线路节点实时温度，读出传送到控制器，与通过电流、电压测量所计算的理论温度数据进行比较、修正，即可得出各线路、各触点的实际温度值。本智能配电柜通常为直观显示监控点的预警状态，可通过控制器内置的系统算法模型转换成图像等形式。当配电柜运行后，控制器接收各检测点发回的数据，并根据这些数据计算出各供电主线与各供电支线中检测点的电流、电压、有功功率、无功功率和功率等参数，从而计算出两节点之间的电压降、导体的发热程度，并与各温度检测点发回的温度数据进行比较和验证；还可根据电流的连续性原理和节点电流定理，计算电路的绝缘和漏电程度；同时，将这些实时检测计算出的数据，与之前某个时间段内或自设备投入运行以来的历史数据进行比较，据此得出当前设备运行状态是否正常、设备和系统是否可能发生故障等，作出预判，为管理者提供排除故障、解决问题的依据。本专利技术的显著效果是：通过辅助测量线所检测的电参数，实现了对供电主线与供电支线的电阻、接触电阻以及漏电阻的间接实时检测，避免了使用大量的电压、电流互感器，简化了配电柜内线路的布线与安装，有助于减小了配电柜的体积、减少配电柜的成本；并结合常规监控参数——电流、电压、功率因素等可准确计算出线路的发热情况，以及电气配电网络的各电阻参数的分布情况，控制器根据现场实施检测与计算的数据，不间断地与存储的之前的数据进行比较判断，并分等级发出正常、轻微故障、严重故障、元件更换、火警故障等预警信号，可供监控人员据此作出当前设备状态是否正常、设备和系统是否可能发生故障等预判，对将要发生的事件和过程进行事前预测、诊断和干预，为管理者提供排除故障、解决问题的依据。附图说明图1是本专利技术的电路原理框图；图2是本专利技术的部分电路原理示意图；图3是所述供电主线或供电支线的结构示意图；图4是局部线路的线路电阻和接触电阻测量示意图；图5是图4的等效电原理图；图6是因绝缘损坏包含有泄露点的局部供电线路示意图；图7是图6的等效电原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。如图1与图2所示，众所周知，一台配电柜由供电主线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有在线测量功能的智能配电柜，包括柜体以及组装在柜体内的控制器、供电主线、若干供电支线、控制开关以及多个温度传感器，所述供电主线通过不同供电支线输出电能至不同负载，其特征在于：所述供电主线与供电支线均包括供电母线，在该供电母线上紧密并行敷设有与其等长的辅助测量线，所述辅助测量线的电阻随长度线性递增且单位电阻值已知，在所述辅助测量线上设置有电流测量模块；在所述供电主线上设置有第一电量检测模块，在各供电支线的进线断路器出口处分别设置有第二电量检测模块，在每个所述负载的接线端子上设置有第三电量检测模块；所述电流测量模块、第一电量检测模块、第二电量检测模块、第三电量检测模块与温度传感器将采集的检测值数据上传至所述控制器，所述控制器计算得到各线路的电阻、接触电阻、漏电阻与发热参数。

【技术特征摘要】
1.一种具有在线测量功能的智能配电柜，包括柜体以及组装在柜体内的控制器、供电主线、若干供电支线、控制开关以及多个温度传感器，所述供电主线通过不同供电支线输出电能至不同负载，其特征在于：所述供电主线与供电支线均包括供电母线，在该供电母线上紧密并行敷设有与其等长的辅助测量线，所述辅助测量线的电阻随长度线性递增且单位电阻值已知，在所述辅助测量线上设置有电流测量模块；在所述供电主线上设置有第一电量检测模块，在各供电支线的进线断路器出口处分别设置有第二电量检测模块，在每个所述负载的接线端子上设置有第三电量检测模块；所述电流测量模块、第一电量检测模块、第二电量检测模块、第三电量检测模块与温度传感器将采集的检测值数据上传至所述控制器，所述控制器计算得到各线路的电阻、接触电阻、漏电阻与发热参数。2.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的智能配电柜，其特征在于：所述温度传感器设置于各线路的节点、端点、焊接点、铆接点、压接点与各开关的触点处。3.根据权利要求1所述的具有在线测量功能的智能配电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亨华，
申请(专利权)人：重庆祥泰电气有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50