一種智能節電進線總櫃的製作方法
2023-12-04 10:09:01 1
專利名稱：一種智能節電進線總櫃的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣控制櫃，特別是將節電裝置和總進線櫃合二為一的一種智能節電進線總櫃；本智能節電進線總櫃適配於所有型號的低壓開關櫃，作為智能進線和節電使用。
背景技術：
我國改革開放以來，國民經濟得到快速增長，以「科技創新，自主創新」已成為我國目前工業發展的主流，我國工業逐步向集約型，節能減排，低碳的方向發展。隨著全球經濟不斷發展，能源消耗不斷加劇，其中電能損耗佔很大的比例，電能浪費已成為每一個企業面臨的越來越嚴重的問題。企業通過節約電能來降低成本，是最可行、效益最大、同時又能量化的一種解決方案，也意味著企業在激烈的市場競爭中先行一步。隨著企業配電複雜程度的增加，配電中心的工作人員需要獲得更多的信息，以準確掌握電網的運行狀態。同時為提高電力系統的可靠性，要求更多的採用遠程集中控制、操作、運行狀況顯示及故障報警提醒系統，並逐步採用無人值班管理模式，以提高勞動生產效率，減少人為錯誤動作的概率，提高運行可靠性。目前市場上的開關櫃，只重視電力配送的基本開關控制功能，忽視了節約電能的考慮。在用電時為了節約電能，需要配置專門的節電櫃，兩種設備同時使用，增加了設備的佔地面積，也增加了出錯的機率。為了給企業提供一個實用的電能管理模式，需研究出一種具有智能化，節約電能的進線總櫃，符合我國企業發展的要求，是企業配電管理監控技術發展的必然趨勢，符合國家節能減排發展的方向。為了解決這一問題，科研單位和電力系統的科技人員在不斷的研究、探索，利用現代科學技術，雖然在技術上取得了一些進步，但在實際運用中仍然存在著尚未克服的技術難題。
發明內容
本發明的目的在於克服以上不足，提供一種智能節電進線總櫃，該櫃安裝於變壓器的輸出端，採用閉環集成電子線路與節電進線總櫃各個控制線路相聯接，實現智能化集中控制，人機界面響應快、靈敏度高，具有糾錯功能。將節電機芯串聯於主迴路中，通過節電迴路與旁路自動在線切換，達到節電的目的。當節電迴路發生故障時，可由旁路進線智能低壓斷路器自動切換至旁路運行，切換過程中可做到不間斷供電；反之，當旁路出現故障時，由主進線智能低壓斷路器自動切換至節電迴路中，既不影響生產，又節約電能，達到雙能效果O本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:包括箱體、數字電流表、智能電參數綜合檢測儀、數字電壓表、三相電源指示燈、彩色智能觸摸控制顯示屏、主進線智能低壓斷路器、旁路進線智能低壓斷路器、銅母排、智能低壓斷路器、節電機芯、散熱風機、節電迴路、旁路、三柱鐵芯，箱體呈一個長方體形狀，箱體正面上部依次設有數字電流表、智能電參數綜合檢測儀、數字電壓表，智能電參數綜合檢測儀的下方設有三個三相電源指示燈，三相電源指示燈的下方設有彩色智能觸摸控制顯示屏，彩色智能觸摸控制顯示屏下方設有主進線智能低壓斷路器、旁路進線智能低壓斷路器；箱體的內部一側設有銅母排，箱體的內部由一塊隔板分成兩層，為上層和下層，上層前部分設有智能低壓斷路器，下層部分設有節電機芯輸入、輸出電位控制開關，箱體內部底部設有散熱風機，銅母排連接兩臺智能低壓斷路器，其中主進線智能低壓斷路器輸出至節電機芯，節電機芯輸出至各饋電迴路完成節電運行，組成了一種智能節電進線總櫃。上述的節電機芯是由一個串聯電抗器和一個並聯自耦固定式調壓器連接在一起並固定在同一個三柱鐵芯上，三柱鐵芯上設有主線圈1-A、1-B、1-C、I1-A, I1-B、I1-C，電壓調整線圈1-&、1-13、1-(3，調整相位線圈1 、5、1'，通過2字型繞線方法將線圈纏繞於三柱鐵芯上。本發明所採用的技術原理是:採用閉環集成電子線路與節電進線總櫃各個控制線路相聯接，實現智能化集中控制，人機界面響應快、靈敏度高，具有糾錯功能。將節電機芯串聯於主迴路中，通過節電迴路與旁路自動在線切換，達到節電的目的。該櫃無論運行在節電迴路狀態還是旁路狀態所有電力檢測和保護都一應齊全。節電迴路和旁路迴路均配裝了智能低壓斷路器。智能低壓斷路器分為主進線智能低壓斷路器與旁路進線智能低壓斷路器。智能電參數綜合檢測儀的下方設有三個三相電源指示燈，分別為黃、綠、紅。箱體正面上部設有的智能電參數綜合檢測儀，可顯示三相有功功率、三相無功功率、三相有功電流、三相無功電流、三相功率因數、三相有功電能(KW/h)、三相無功電能(Kvar/h)、l-20次諧波電壓電流顯示、頻率、零序電流、復費率峰平谷任意設定、實時時鐘年月日、電能累計等，以上顯示的數據信息均可通過監測儀RS-485、RS-232串行口傳輸至後臺電腦顯示列印記錄。應用ModbuS(RTU，ASCII)通訊規約，輕鬆組網。為了便於用戶直觀的看到三相電流、三相電壓在智能電參數綜合檢測儀的兩側設有三相數字電流表、三相數字電壓表和三相電源指示燈。通過在PC機或數據採集系統上運行的軟體，能提供一個工業企業或建築物服務的實用的電能管理方案。三相電源指示燈的下方 設有彩色智能觸摸控制顯示屏，即XGTPanel人機界面，屏幕上可顯示:①常態顯示一次線路方案圖，節電迴路、旁路都可顯示(均為實時動態顯示)顯示節電迴路、旁路進線智能低壓斷路器的分閘、合閘、儲能運行狀況；③顯示節電運行、旁路運行、停止運行的操作按鍵；④模擬風機運行圖標的顯示分別顯示節電機芯三相繞阻(A、B、C)運行溫度(當超過設定溫度時，自動啟動散熱風機；當溫度超高時，自動切換至旁路運行，並能自動報警，以保護節電機芯不受損壞；溫度的上下限可以自行設定);⑥通過RS-485、RS-232接口可顯示主進線智能低壓斷路器，旁路進線智能低壓斷路器的過載保護(長延時)、嚴重過載保護(短延時)、短路保護(速斷)、過電壓欠電壓保護、接地故障、欠頻、缺相等故障，具有糾錯功能；並可以接入網際網路再以GPRS形式將故障以簡訊的方式發送到維修人員的手機上，及時提醒維修人員進行維護檢修；設備還具有可編程功能，遙測、遙信、遙控、搖調功能。該櫃內部的節電機芯採用電磁平衡的原理，將供電不符合電能質量的三相電壓，三相電流，諧波，浪湧，瞬流、瞬變的供電電源，變成品質優良的三相電源輸出給用電設備，節約用電，延長用電設備使用壽命，確保用電系統運行可靠性，同時減少設備的佔地面積，節約成本，減少工作量。節電機芯的Z型三相勵磁線圈採用嵌入式，磁通相互交匯在同一個特殊的三柱鐵芯上，與鄰位相的線圈磁束相同，電流方向相反方式接線，將帶有高次諧波、不平衡因素的中性線電流相互抵消，使得磁勢得以平衡。節電機芯的內部尚附有反向勵磁線圈，增補了無功補償量，提高了功率因數節約了電能，並可大幅下降電機的啟動電流，有效的濾除大部分三、五、七次諧波。本發明有益效果是:採用閉環集成電子線路與節電進線總櫃各個控制線路相聯接，實現智能化集中控制，人機界面響應快、靈敏度高，具有糾錯功能。將節電機芯串聯於主迴路中，通過節電迴路與旁路自動在線切換，達到節電的目的。一種智能節電進線總櫃可節約用戶有功電能6% -15%，可使配電電力變壓器增容10%左右，同時該櫃可大幅度降低配電電力變壓器及配電房的電磁噪音和溫升，電動機的噪音和溫升，電線、電纜的溫升，延長了使用壽命；該櫃將節電裝置和總進線櫃合二為一，智能節電效果好，具有佔地面積小、壽命長、可靠性高的優點。一種智能節電進線總櫃使用了兩臺智能低壓斷路器，使供電迴路多了一條保障線路，增加了總線路的穩定性、可靠性。
下面是結合附圖和實施例對本發明進一步描述:圖1是一種智能節電進線總櫃的外部結構示意2是一種智能節電進線總櫃的內部結構示意3是一種智能節電進線總櫃的左進線主迴路結構示意4是一種智能節電進線總櫃的右進線主迴路結構示意5是一種智能節電進線總櫃的節電機芯外觀結構示意6是一種智能節電進線總櫃的節電機芯電路原理示意圖在圖中:1.箱體、2.數字電流表、3.智能電參數綜合檢測儀、4.數字電壓表、5.三相電源指示燈、6.彩色智能觸摸控制顯示屏、7.主進線智能低壓斷路器、8.旁路進線智能低壓斷路器、9.銅母排、10.智能低壓斷路器、11.節電機芯、12.散熱風機、13.節電迴路、14.旁路、15.三柱鐵芯。
具體實施例方式在圖1、圖2中:箱體I呈一個長方體形狀，箱體I正面上部依次設有數字電流表
2、智能電參數綜合檢測儀3、數字電壓表4，智能電參數綜合檢測儀3的下方設有三個三相電源指示燈5，三相電源指示燈5的下方設有彩色智能觸摸控制顯示屏6，彩色智能觸摸控制顯示屏6下方設有主進線智能低壓斷路器7、旁路進線智能低壓斷路器8 ;箱體I的內部一側設有銅母排9，箱體I的內部由一塊隔板分成兩層，為上層和下層，上層前部分設有智能低壓斷路器10，下層部分設有節電機芯11輸入、輸出電位控制開關，箱體I內部底部設有散熱風機12，銅母排9連接兩臺智能低壓斷路器10，其中主進線智能低壓斷路器7輸出至節電機芯11，節電機芯11輸出至各饋電迴路完成節電運行，組成了一種智能節電進線總櫃。圖3、圖4、圖5、圖6中:上述的節電機芯11是由一個串聯電抗器和一個並聯自耦固定式調壓器連接在一起並固定在同一個三柱鐵芯15上，三柱鐵芯15上設有主線圈1-A、1-B、1-C、I 1-A, I1-B、I1-C，電壓調整線圈I_a、I_b、I_c，調整相位線圈R、S、T，通過Z字型繞線方法將線圈纏繞於三柱鐵芯15上。一種智能節電進線總櫃，採用閉環集成電子線路與節電進線總櫃各個控制線路相聯接，實現智能化集中控制，人機界面響應快、靈敏度高，具有糾錯功能。將節電機芯串聯於主迴路中，通過節電迴路與旁路自動在線切換，達到節電的目的。該櫃無論運行在節電迴路13狀態還是旁路14狀態所有電力檢測和保護都一應齊全。節電迴路13和旁路14迴路均配裝了智能低壓斷路器10。智能低壓斷路器10分為主進線智能低壓斷路器7與旁路進線智能低壓斷路器8。智能電參數綜合檢測儀3的下方設有三個三相電源指示燈5，分別為黃、綠、紅。箱體I正面上部設有的智能電參數綜合檢測儀3，可顯示三相有功功率、三相無功功率、三相有功電流、三相無功電流、三相功率因數、三相有功電能(KW/h)、三相無功電能(Kvar/h)、1-20次諧波電壓電流顯示、頻率、零序電流、復費率峰平谷任意設定、實時時鐘年月日、電能累計等，以上顯示的數據信息均可通過監測儀RS-485、RS-232串行口傳輸至後臺電腦顯示列印記錄。應用Modbus (RTU, ASCII)通訊規約,輕鬆組網。為了便於用戶直觀的看到三相電流、三相電壓在智能電參數綜合檢測儀3的兩側設有三相數字電流表2、三相數字電壓表4和三相電源指示燈5。通過在PC機或數據採集系統上運行的軟體，能提供一個工業企業或建築物服務的實用的電能管理方案。三相電源指示燈的下方設有彩色智能觸摸控制顯示屏，即XGTPanel人機界面，屏幕上可顯示:①常態顯示一次線路方案圖，節電迴路13、旁路14都可顯示(均為實時動態顯示)顯示節電迴路13、旁路進線智能低壓斷路器8的分閘、合閘、儲能運行狀況顯示節電運行、旁路14運行、停止運行的操作按鍵；④模擬風機運行圖標的顯示；⑤分別顯示節電機芯11三相繞阻(A、B、C)運行溫度(當超過設定溫度時，自動啟動散熱風機12 ;當溫度超高時，自動切換至旁路14運行，並能自動報警，以保護節電機芯11不受損壞；溫度的上下限可以自行設定)；⑥通過RS-485、RS-232接口可顯示主進線智能低壓斷路器7，旁路進線智能低壓斷路器8的過載保護(長延時)、嚴重過載保護(短延時)、短路保護(速斷)、過電壓欠電壓保護、接地故障、欠頻、缺相等故障，具有糾錯功能；並可以接入網際網路再以GPRS形式將故障以簡訊的方式發在維護人員的手機上，及時提醒維護人員進行維護檢修；並具有可編程功能，遙測、遙信、遙控、搖調功能。該櫃內部的節電機芯11採用電磁平衡的原理，將供電不符合電能質量的三相電壓，三相電流，諧波，浪湧，瞬流、瞬變的供電電源，變成品質優良的三相輸出給用電設備，節約用電，延長用電設備使用壽命，確保用電系統運行可靠性，同時減少設備的佔地面積，節約成本，減少工作量。節電機芯11的Z型三相勵磁線圈採用嵌入式，磁通相互交匯在同一個特殊的三柱鐵芯15上，與鄰位相的線圈磁束相同，電流方向相反方式接線，將帶有高次諧波、不平衡因素的中性線電流相互抵消，使得磁勢得以平衡。節電機芯11的內部尚附有反向勵磁線圈，增補了無功補償量，提高了功率因數節約了電能，並可大幅下降電機的啟動電流，有效的濾除大部分三、五、七次諧波。該櫃內部的節電機芯11主迴路由節電迴路13和旁路14組成，它的結構由從變壓器櫃的左右進線方式來確定。節電迴路13上設有節電機芯11，節電機芯11串聯於主迴路中，通過節電迴路13與旁路14自動在線切換，達到節電的目的。該櫃內部的節電機芯11是由一個串聯電抗器和一個並聯自耦固定式調壓器連接在一起並固定在同一個三柱鐵芯15上，同時裝置內部附有消減電力網傳送來的高次諧波分量(主要3、5、7次)的阻波和陷波迴路。從結線結構原理圖看出:當輸入電壓T到A-B-C端時，電壓即加入到各組線圈上，且從串聯線圈和並聯線圈間輸出電壓。由於串聯線圈中的勵磁線圈所產生的磁通是由各相勵磁線圈所產生的磁通交匯在同一個三柱鐵芯15上的，使得三相鐵芯柱上磁勢得到平衡，在數量上也大致相等，因而，在輸出端的電壓也得到了平衡，數量上也大致相等，且穩定在所設定的工作點上。綜上所述，一種智能節電進線總櫃符合國家智能電網的建設，節能減排的政策；它完全可以替代所有低壓配電進線總櫃，不佔用新的建築面積，且使電網更加人性化、智能化、高可靠性；如果國內低壓配電系統均使用該櫃，將帶來良好的節電效益，為節能減排、低碳環保做出應有的貢獻。
權利要求
1.一種智能節電進線總櫃，包括箱體、數字電流表、智能電參數綜合檢測儀、數字電壓表、三相電源指示燈、彩色智能觸摸控制顯示屏、主進線智能低壓斷路器、旁路進線智能低壓斷路器、銅母排、智能低壓斷路器、節電機芯、散熱風機、節電迴路、旁路、三柱鐵芯，其特徵是:箱體呈一個長方體形狀，箱體正面上部依次設有數字電流表、智能電參數綜合檢測儀、數字電壓表，智能電參數綜合檢測儀的下方設有三個三相電源指示燈，三相電源指示燈的下方設有彩色智能觸摸控制顯示屏，彩色智能觸摸控制顯示屏下方設有主進線智能低壓斷路器、旁路進線智能低壓斷路器；箱體的內部一側設有銅母排，箱體的內部由一塊隔板分成兩層，為上層和下層，上層前部分設有智能低壓斷路器，下層部分設有節電機芯輸入、輸出電位控制開關，箱體內部底部設有散熱風機，銅母排連接兩臺智能低壓斷路器，其中主進線智能低壓斷路器輸出至節電機芯，節電機芯輸出至各饋電迴路完成節電運行，組成了一種智能節電進線總櫃。
2.根據權利要求1所述的一種智能節電進線總櫃，其特徵是:節電機芯是由一個串聯電抗器和一個並聯自耦固定式調壓器連接在一起並固定在同一個三柱鐵芯上，三柱鐵芯上設有主線圈1-A、1-B、1-C、I1-A、I1-B、I1-C，電壓調整線圈I_a、I_b、Ι-c，調整相位線圈R、S、T，通過Z字型繞線方法將線圈纏繞於三柱鐵芯上。
全文摘要
一種智能節電進線總櫃涉及一種電氣控制櫃，採用閉環集成電子線路與節電進線總櫃各個控制線路相聯接，實現智能化集中控制，人機界面響應快、靈敏度高，具有糾錯功能。將節電機芯串聯於主迴路中，通過節電迴路與旁路自動在線切換，達到節電的目的。一種智能節電進線總櫃可節約用戶有功電能6％-15％，可使配電電力變壓器增容10％左右，同時該櫃可大幅度降低配電電力變壓器及配電房的電磁噪音和溫升，電動機的噪音和溫升，電線、電纜的溫升，延長了使用壽命；該櫃將節電裝置和總進線櫃合二為一，智能節電效果好，具有佔地面積小、壽命長、可靠性高的優點。該櫃使用了兩臺智能低壓斷路器，使供電迴路多了一條保障線路，增加了總線路的穩定性、可靠性。
文檔編號H02B1/04GK103094845SQ20111034460
公開日2013年5月8日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者朱克強, 趙志祥, 秦海 申請人:江蘇普瑞特科技股份有限公司