具有电能管理功能的控制柜及其电能管理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及配电柜技术领域，具体地说，是关于一种具有电能管理功能的控制柜及其电能管理方法。
【背景技术】
[0002]iwPMCS电能管理系统是基于对供电可靠性、电能分析、提高用电效率和节约费用方面的需求而研发。
[0003]传统配电柜的电能控制系统都是利用相关器件来采集配电柜的运行参数，并对采集的运行参数进行分析，然后由操作人员根据分析结果人工操作配电柜中各部件，使得配电柜能正常安全的运行。这种配电柜的控制方式存在着操控滞后的缺陷，无法保证配电柜始终处于最佳运行状态，使得配电柜的用电效率相对较低，运行成本及设备故障率也相对较高。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能提高用电可靠性和电能效率，从而能降低配电柜运行成本及设备故障率的具有电能管理功能的控制柜及其电能管理方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所提供的具有电能管理功能的控制柜，用于配置有一路发电电源及两路市政电源的配电柜，其中:
[0006]所述配电柜设置有功率因数补偿装置和滤波装置，并配置有:
[0007]智能网络仪表，用于采集配电柜的电气参数；
[0008]微机综合保护装置，用于采集配电柜的安全保护参数；
[0009]温度控制器，用于采集配电柜的温度参数；
[0010]遥信模块，用于采集配电柜的行程开关参数；
[0011]所述控制柜配置有:
[0012]通讯管理机，用于收集配电柜上各个仪表所采集的数据并发送给监控终端；
[0013]监控终端，用于对通讯管理机上传的数据进行分析，并将分析结果下发给PLC;以及
[0014]PLC，用于根据监控终端下发的数据来控制配电柜内各部件运行。
[0015]根据本发明，所述智能网络仪表所采集的配电柜电气参数包括频率电压、频率电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度、谐波畸变、以及通讯状态?目息O
[0016]根据本发明，所述微机综合保护装置所采集的配电柜安全保护参数包括保护定值、速断信息、过流信息、接地信息、低电压信息、过电压信息、差动信息、零序电压信息、低频信息、过频信息、故障报警信息、状态变位信息、以及事故记录。
[0017]根据本发明，所述温度控制器所采集的配电柜温度参数包括变压器温度、温度报警信息、断路器触头温度、以及母线搭接头温度。
[0018]根据本发明，所述遥信模块所采集的配电柜开关量参数包括断路器合位状态、断路器分位状态、手车工作位状态、手车试验位状态、接地开关合位状态、远方操作状态、以及弹簧储能状态。
[0019]本发明的配电柜在正常供电情况下，两路市政电源分别供各自母线段负荷，母联开关及发电电源开关均为分闸状态，所述控制柜的电能管理方法包括:
[0020]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到第一路市政电源为低电压信号，且第二路市电电源为电压正常信号，且母联开关在工作位置且未合闸状态，PLC即发出分闸指令给第一路市政电源的开关，并发出合闸指令给母联开关，使得第二路市政电源为两段母线供电；
[0021]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到停电回路的电压正常信号，且母联开关在工作位置信号、合闸状态信号，PLC即发出分闸指令给母联开关，并发出合闸指令给电压恢复正常的开关，使得两路市政电源同时正常为两段母线供电；
[0022]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到两路市政电源均为低电压信号，PLC即发出分闸指令给两路市政电源的开关，使两路市政电源停止给配电柜供电，并发出合闸指令给发电机开关及母联开关，使发电电源为配电柜供电；
[0023]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到两路市政电源均为电压正常信号，PLC即发出分闸指令给发电机开关及母线开关，使发电电源停止给配电柜供电，并发出合闸指令给两路市政电源的开关，使两路市政电源为配电柜供电；
[0024]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到用电超过供电局分配的容量，PLC即将各负荷开关按负荷级别从低到高依序分闸，直至用电符合供电局分配的容量，其中的负荷级别是预先按负荷重要性划分的等级；
[0025]如果当前状况是发电电源为配电柜供电，PLC优先控制负荷重要性高的负荷开关合；
[0026]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到功率因数低于设定值时，PLC即控制配电柜内的功率因数补偿装置启动；
[0027]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到谐波总畸变率低于设定值时，PLC即控制配电柜内的滤波装置投入，反之则控制配电柜内的滤波装置断开。
[0028]根据本发明，所述电能管理方法还包括顺序启动，即由PLC来控制电动机按顺序启动，以防止电动机同时启动时对供电电源的冲击。
[0029]进一步的，所述顺序启动包括:
[0030]终端计算机将启动顺序方案参数传送到PLC，PLC检测到顺序启动开关为允许状态时，启动顺序启动流程，将第一台电动机开关合闸，延时预先设定的时间，PLC检测到开关状态信号闭合，再将第二台电动机合闸，依次完成全部电动机的启动；当一台电动机启动完成达到正常工作状态时，再启动下一台，依次进行。
[0031]根据本发明，所述电能管理方法还包括在发生因短时断电而造成电动机停机时，即由PLC控制电动机的自动重启动。
[0032]进一步的，所述重启动包括:
[0033]PLC检测到自动重启开关为允许状态，电动机故障信号为打开，电动机的开关状态为打开，电压信号正常时，PLC发合闸命令将电动机开关合闸。
[0034]本发明提供的配电柜电能管理方法，利用智能网络仪表、微机综合保护装置、温度控制器、遥信模块来采集配电柜的工况数据，并利用通讯管理机将采集的工况数据转换格式后上传给监控终端；并利用监控终端对数据进行分析，由PLC根据分析结果来自动控制配电柜运行，能提高配电柜用电效率，从而能降低配电柜运行成本及设备故障率。
【具体实施方式】
[0035]以下结合具体实施例，对本发明的控制柜的电能管理方法作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
[0036]本实施例所提供的一种具有电能管理功能的控制柜及其电能管理方法，用于配置有三路供电电源的配电柜，其中的一路供电电源为发电电源，另两路供电电源为市政电源，在配电柜内设置功率因数补偿装置及滤波装置，并配置有；
[0037]智能网络仪表，用于采集配电柜的电气参数；
[0038]微机综合保护装置，用于采集配电柜的安全保护参数；
[0039]温度控制器，用于采集配电柜的温度参数；
[0040]遥信模块，用于采集配电柜的行程开关参数；
[0041]所述控制柜配置有:
[0042]通讯管理机，用于收集配电柜上各个仪表所采集的数据并发送给监控终端；
[0043]监控终端，用于对通讯管理机上传的数据进行分析，并将分析结果下发给PLC ;以及
[0044]PLC，用于根据监控终端下发的数据来控制配电柜内各部件运行。利用智能网络仪表采集配电柜的电气参数，并利用微机综合保护装置采集配电柜的安全保护参数，利用温度控制器采集配电柜的温度参数，利用遥信模块采集配电柜的开关量参数；
[0045]利用通讯管理机收集智能网络仪表、微机综合保护装置、温度控制器及遥信模块所采集的参数，并将所收集数据转换为预先设定的格式后上传给监控终端；
[0046]利用监控终端对通讯管理机上传的数据进行分析，并将分析结果下发给PLC，PLC根据监控终端下发的数据来控制配电柜内各部件运行；
[0047]其中，智能网络仪表所采集的配电柜电气参数包括频率电压、频率电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度、谐波畸变、通讯状态信息；
[0048]其中，微机综合保护装置所采集的配电柜安全保护参数包括保护定值、速断信息、过流信息、接地信息、低电压信息、过电压信息、差动信息、零序电压信息、低频信息、过频信息、故障报警信息、状态变位信息、事故记录；
[0049]其中，温度控制器所采集的配电柜温度参数包括变压器温度、温度报警信息、断路器触头温度、母线搭接头温度；
[0050]其中，遥信模块所采集的配电柜开关量参数包括断路器合位状态、断路器分位状态、手车工作位状态、手车试验位状态、接地开关合位状态、远方操作状态、弹簧储能状态；
[0051]本发明的配电柜在正常供电情况下，两路市政电源分别供各自母线段负荷，母联开关及发电电源开关均为分闸状态，所述控制柜的电能管理方法包括:
[0052]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到第一路市政电源为低电压信号，且第二路市电电源为电压正常信号，且母联开关在工作位置且未合闸状态，PLC即发出分闸指令给第一路市政电源的开关，并发出合闸指令给母联开关，使得第二路市政电源为两段母线供电；
[0053]如果PLC根据监控终端下发的分析结果检测到停电回路的电压正常信号，且母联开关在工作位置信号、合闸状态信号，PLC即发出分闸指令给母联开关，并发出合闸指令给电压恢复正常的开关，使得两路市政电源同