专利名称：智能集成综合低压配电箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电网的综合配电与无功补偿，尤其时一种低 压配电箱。
背景技术：
目前，公知的低压配电箱由一台配变综合测控装置和多台低压电 力电容器、交流接触器、电子开关和保护器件等户外式设备箱内散装 而成。
现有的低压配电箱存在的缺陷没有各相电容投切实时显示；功 能由配变综合测控装置所决定；产品结构复杂，体积大，标准化，规 范化困难；生产成本高，生产困难，质量难以保证；产品成型后，其 调整空间困难，无功补偿容量优化困难；过补和欠补现象普遍；器件 多、接点多、导线长、运行能耗大；投切涌流大；配变综合测控装置 是整机可靠性的瓶颈，测控装置故障，则整机失效；整体技术难度大， 故障诊断和现场处理比较困难、所需时间长；产品为整体性设备，以 远景需要配置， 一次性投资。
实用新型内容
为了克服己有的低压配电箱的结构复杂、生产成本高、可靠性差、 维修麻烦的不足,本实用新型提供了一种结构简单、生产成本低、可靠 性好、维修方便的智能集成综合低压配电箱。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种智能集成综合低压配电箱，包括壳体、多个电力电容器以及
5电容器指示器，所述电力电容器和电容器指示器安装在壳体内，所述 智能集成综合低压配电箱还包括用于监测状态参数和向电力电容器发 出投入或切除指令的监测计量控制终端，所述监测计量控制终端、电 力电容器和电容器指示器均卡接在所述壳体内；所述监测计量控制终 端设有外部数据通信接口、网络接口和内部通信接口，所述电力电容 器设有通信子接口 ，所述内部通信接口和各个电力电容器的通信子接 口连接，各个电力电容器与电容器指示器连接。
进一步，所述监测计量控制终端包括用于测量各个电力参数和 温度值，并按照设定的周期存储的参数测量保存模块；用于当功率因 数低于设定限值后，向电力电容器发出投入电容器的命令，当功率因 数高于设定限值或者温度高于安全设定值，向电力电容器发出切除电 容器的命令的智能投切模块。
再进一步，所述电力电容器包括用于测量电容器参数和温度的参 数测量模块；用于当功率因数低于设定值时、在温度不高于安全设定 值时、电容器自动在过零点投入的自动投入模块；用于收到监控计量 测控终端所发出的命令后，进行电容器的投切操作的被动投切模块。
更进一步，所述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的功 率因数显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器 状态指示灯的指令的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投入 状态时发出点亮电容器状态指示灯的故障显示模块；所述功率因数显 示模块连接所述功率因数显示器，所述投切状况显示模块连接所述电 容器状态指示灯，所述故障显示模块连接所述故障指示灯。
所述电容器指示器包括主板、功率因数显示器、电容器状态指示灯和故障指示灯；所述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的
功率因数显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容 器状态指示灯的指令的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投 入状态时发出点亮电容器状态指示灯的故障显示模块；所述功率因数 显示模块连接所述功率因数显示器，所述投切状况显示模块连接所述 电容器状态指示灯，所述故障显示模块连接所述故障指示灯。
所述电容器指示器还包括电源指示灯和通讯状态指示灯；所述主
板还包括用于当投入工作时，检测电源与通讯连接正确后，发出点
亮电源指示灯和通讯状态指示灯指令的电源通讯指示模块，所述电源 通讯指示模块连接所述电源指示灯和通讯状态指示灯。
所述监测计量控制终端的内部通信接口和所述电力电容器的通信
子接口均为RS-485接口。
所述的监测计量控制终端还包括用于通过RS-485接口生成控 制网络，其中设定地址最小的设备为主机，其余为从机的网络生成模 块；
用于如果监测计量控制终端出现故障，则自动退出网络，并从电力电
容器中产生一台主机；如果电力电容器故障，则自动退出网络，并在
其他电力电容器中产生新的主机；容量相同的电容器按照循环投切原
则投切，容量不等的电容器则按照适补原则投切的故障处理模块。
本实用新型的技术构思为在户外式机箱内由监测计量控制终端 (监测计量控制终端是在国内TTU (配电变压器在线监控装置)基础 上研发的)、电容器状态指示器、数台智能式低压电力电容器积木式组 装而成。监测计量控制终端与智能式低压电力电容器通过RS-485通信，
功能由监测计量控制终端和智能式低压电力电容器二者的综合实现。 监测计量控制终端具有遥测——含测量、统计与远传功能(实时测量
存储以下配变参数电压、电流、有功/无功/视在功率、功率因数、 频率、有功/无功电能、零序电流、电压不平衡度、电压/电流K值、
各相电压/电流0 31次谐波分量等；谐波失真度THD、 K值因数、
三相电压不平衡度、零序电流及各种电量的最大/最小/平均值统计便
于用户及时观察与分析电网供电质量并监测三相线路异动；受电/馈电 线路四象限功率测量，具正/反向有功电能、感/容性无功电能的高精 度计量，所有参数按存储间隔定时存储在存储器中)、报警(与设定的 数据相比，电压过低或过高，电流过低或过高，有功/无功/视在功 率、功率因数过高或过低，低周或高周，相序错误或三相电压不平衡 度过高，电流/电压的谐波失真度(THD)过高。报警参数和开关变 位自动上传功能)、防盗、短信上传/査询(内配有GPS通讯模块)、 人机界面联系、远程通讯、运行环境数据监测、交流采样、温度控制、 无功测量与补偿控制、无功运行状态监测、无功管理等功能。智能电 力电容器由智能测控模块、过零投切(采用智能晶闸复合开关电路， 实现等电压投入，零电流切除)模块、系统保护模块、网络通讯模块、 人机对话模块及电力电容器等部分组成。智能式低压电力电容器具有 过温(反映工作电压、环境温度、电源谐波和本身漏电流等因素对电 容器的影响)和过流、断相、三相不平衡等保护和过零投切、有效防 止投切涌流大的现象；智能电力电容器由于分散控制，每台都具有控 制模块，可以实现共补与分相补偿相结合的混合补偿功能，使各相无 功补偿效果达到最佳，克服了原来由于用各相用电负荷性质不一致造 成的的各相无功不平衡现象、以及原来传统共补造成的过补和欠补现 象。监测计量控制终端一旦故障后，智能式低压电力电容器能够自成系统工作，继续实现低压无功自动补偿的基本功能。实现对控制器、 电容器、开关电器等元部件的故障自诊断。
电容器状态指示器与智能式低压电力电容器通过RS-485通信，
实时显示各相电容器的投切状况以及其各相功率因素，能即时判断各 相电容器是否故障。
监测计量控制终端与多台智能式低压电力电容器通过RS-485联 网，生成一个网络，其中地址码最小的为主机，其余为从机，构成低 压无功自动控制系统；其中任意一台从机设备出现故障，则自动退出， 不影响其余工作；若主机故障，自动退出，在从机中产生新的主机组 成一个新的网络系统，容量相同的电容器按照循环投切原则投切，容 量不等的电容器则按照适补原则投切，继续实现无功自动控制。
智能集成综合低压配电箱配置灵活，可以先只配置智能电力电容 器，日后根据需要再配置监测计量控制终端与电容器状态指示器。智 能式电容器可以现场调整，便于优化无功补偿配置。
监测计量控制终端上与智能式电容器上具有故障判断与显示功 能，状态指示仪也能实时判断各相电容的投切状况，加强了故障自诊 断功能，因此现场故障查找容易，便于维护。
监测计量控制终端与智能式电容器都配有温度传感器，可设定温 度安全值，当外部或者内部温度超过安全值后，降自动切除电容，退 出运行，到达保护箱内所有设备的目的，当外界和内部温度下降到安 全值内，智能式电容器降自动运行。以此到达箱内运行温度低、运行 可靠性高的目的。
智能集成综合低压配电箱内器件少、接点少、导线短、运行能耗少，提高了其节能性。
智能集成综合低压配电箱内所有组件均采用插拔式，调换、装卸方便。
监测计量控制终端与智能电力电容器均采用横块化组装，其结构
简介、体积小(同样容量的设备，体积比常规性的要小50%)、易于 实现标准化、规范化；对于生产〗一家而言，产品流水化生产容易，降 低生产成本，提高产品质量。
本实用新型的有益效果主要表现在1、结构简单、生产成本低、 可靠性好、维修方便；2、无功补偿容量优化容易、运耗小、实现零投 切、涌流小、配变功能由监测计量控制终端与智能电力电容器综合决 定可运行高、各相电容投切能实时监控、各相无功补偿效果佳、无过 补与欠补现象、故障自诊断性强、监测计量控制终端与智能电力电容 器均有温度保护安全性高、用户可以及时观察与分析电网供电质量并 监测三相线路异动从而方便电网的优化配置。
图1是本实用新型的电气原理图。
图2是智能集成综合低压配电箱在整个电网中的组网图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
参照图1和图2， 一种智能集成综合低压配电箱，包括壳体、多 个电力电容器1以及电容器指示器2，所述电力电容器1和电容器指 示器2安装在壳体内，所述智能集成综合低压配电箱还包括用于监测 状态参数和向电力电容器发出投入或切除指令的监测计量控制终端
103，所述监测计量控制终端3、电力电容器1和电容器指示器2均卡接 在所述壳体内；所述监测计量控制终端设3有外部数据通信接口、网 络接口和内部通信接口，所述电力电容器1设有通信子接口，所述内 部通信接口和各个电力电容器的通信子接口连接，各个电力电容1器 与电容器指示器2连接。
所述监测计量控制终端包括用于测量各个电力参数和温度值， 并按照设定的周期存储的参数测量保存模块；用于当功率因数低于设 定限值后，向电力电容器发出投入电容器的命令，当功率因数高于设 定限值或者温度高于安全设定值，向电力电容器发出切除电容器的命 令的智能投切模块。
所述电力电容器包括用于测量电容器参数和温度的参数测量模 块；用于当功率因数低于设定值时、在温度不高于安全设定值时、电 容器自动在过零点投入的自动投入模块；用于收到监控计量测控终端 所发出的命令后，进行电容器的投切操作的被动投切模块。
所述电容器指示器包括主板、功率因数显示器、电容器状态指示 灯和故障指示灯；所述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的 功率因数显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容 器状态指示灯的指令的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投 入状态时发出点亮电容器状态指示灯的故障显示模块；所述功率因数 显示模块连接所述功率因数显示器，所述投切状况显示模块连接所述 电容器状态指示灯，所述故障显示模块连接所述故障指示灯。
所述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的功率因数显示 模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器状态指示灯的指令的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出
点亮电容器状态指示灯的故障显示模块；所述功率因数显示模块连接
所述功率因数显示器，所述投切状况显示模块连接所述电容器状态指 示灯，所述故障显示模块连接所述故障指示灯。
所述电容器指示器还包括电源指示灯和通讯状态指示灯；所述主
板还包括用于当投入工作时，检测电源与通讯连接正确后，发出点
亮电源指示灯和通讯状态指示灯指令的电源通讯指示模块，所述电源 通讯指示模块连接所述电源指示灯和通讯状态指示灯。
所述监测计量控制终端的内部通信接口和所述电力电容器的通信
子接口均为RS-485接口。
所述的监测计量控制终端还包括用于通过RS-485接口生成控 制网络，其中设定地址最小的设备为主机，其余为从机的网络生成模 块；
用于如果监测计量控制终端出现故障，则自动退出网络，并从电力电 容器中产生一台主机；如果电力电容器故障，则自动退出网络，并在 其他电力电容器中产生新的主机；容量相同的电容器按照循环投切原
则投切，容量不等的电容器则按照适补原则投切的故障处理模块。
在图1中，智能集成综合低压配电箱投入工作时监测计量控制 终端实时采集电压、电流、温度、有功/无功/视在功率、功率因数、 频率、有功/无功电能、零序电流、电压不平衡度、电压/电流K值、 各相电压/电流0 31次谐波分量、谐波失真度THD、 K值因数、 三相电压不平衡度、断相、零序电流及各种电量的最大/最小/平均值、 状态指示仪实时检测到的参数、并按设定周期存储这些参数，通过 GPRS上传给配电中心，当功率因数低于所设定的值后，向智能低压电力电容器发出投入电容器的命令，当功率因数高于设定值后或温度 高于所设定的值后，向智能式低压电力电容器发出切除电容器的命令， 在智能电力电容器收到监控计量测控终端所发出的命令后，进行电容
器的投切操着；智能式低压电力电容器首先进行CT相位与变比自动
检测、校正，配电电压、电流、无功功率、功率因数测量，电容器三 相电流与体表温度测量，当功率因数低于设定值时、在温度不高于安 全设定值时、电容器自动在过零点投入，选择在过零点投切无涌流冲
击、无操着过电压、无电弧重燃；电容器状态指示器监测智能式电力 电容器所控各相的实时投切状况、功率因数、工作故障，并将这些参 数传给监测计量控制终端，由监测计量控制终端通过GPRS上传中心。 智能式故障处理监测计量控制终端与智能式低压电力电容器通过 RS-485联网，生成一个网络，其中地址码最小的为主机，其余为从机， 构成低压无功自动控制系统；其中若监测计量控制终端出现故障，则 自动退出，再向智能式低压电力电容器产生一台主机，组成新的网络 系统不影响智能式低压电力电容器与状态指示仪工作；若其中一台智 能式低压电力电容器故障，自动退出，在从机中产生新的主机组成一 个新的网络系统，容量相同的电容器按照循环投切原则投切，容量不 等的电容器则按照适补原则投切，继续实现无功自动控制，并将上报 故障。这样解决了配变功能单一的问题，从而使其配变功能加强。
1权利要求1、一种智能集成综合低电压配电箱，包括壳体、多个电力电容器以及电容器指示器，所述电力电容器和电容器指示器安装在壳体内，其特征在于所述智能集成综合低电压配电箱还包括用于监测状态参数和向电力电容器发出投入或切除指令的监测计量控制终端，所述监测计量控制终端、电力电容器和电容器指示器均卡接在所述壳体内；所述监测计量控制终端设有外部数据通信接口、网络接口和内部通信接口，所述电力电容器设有通信子接口，所述内部通信接口和各个电力电容器的通信子接口连接，各个电力电容器与电容器指示器连接。
2、 如权利要求l所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于所 述监测计量控制终端包括-用于测量各个电力参数和温度值，并按照设定的周期存储的参数测量 保存模块；用于当功率因数低于设定限值后，向电力电容器发出投入电容器的命 令，当功率因数高于设定限值或者温度高于安全设定值，向电力电容 器发出切除电容器的命令的智能投切模块。
3、 如权利要求1或2所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于 所述电力电容器包括用于测量电容器参数的参数测量模块；用于当功率因数低于设定值时、在温度不高于安全设定值时、电容器 自动在过零点投入的自动投入模块；用于收到监控计量测控终端所发出的命令后，进行电容器的投切操作 的被动投切模块。
4、 如权利要求1或2所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于: 所述电容器指示器包括主板、功率因数显示器、电容器状态指示灯和 故障指示灯；所述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的功率因数显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器状态指示灯的指令的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器状态指示灯的故障 显示模块；所述功率因数显示模块连接所述功率因数显示器，所述投切状况显示 模块连接所述电容器状态指示灯，所述故障显示模块连接所述故障指 示灯。
5、 如权利要求3所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于所 述主板包括用于将当前的功率因数显示输出的功率因数显示模块； 用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器状态指示灯的指令 的投切状况显示模块；用于当电力电容器处于投入状态时发出点亮电容器状态指示灯的故障 显示t莫块；所述功率因数显示模块连接所述功率因数显示器，所述投切状况显示 模块连接所述电容器状态指示灯，所述故障显示模块连接所述故障指 示灯。
6、 如权利要求5所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于所 述电容器指示器还包括电源指示灯和通讯状态指示灯；所述主板还包 括用于当投入工作时，检测电源与通讯连接正确后，发出点亮电源指示 灯和通讯状态指示灯指令的电源通讯指示模块，所述电源通讯指示模 块连接所述电源指示灯和通讯状态指示灯。
7、 如权利要求3所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于所 述监测计量控制终端的内部通信接口和所述电力电容器的通信子接口均为RS-485接口。
8、 如权利要求7所述的智能集成综合低电压配电箱，其特征在于所 述的监测计量控制终端还包括用于通过RS-485接口生成控制网络，其中设定地址最小的设备为主 机，其余为从机的网络生成模块；用于如果监测计量控制终端出现故障，则自动退出网络，并从电力电 容器中产生一台主机；如果电力电容器故障，则自动退出网络，并在 其他电力电容器中产生新的主机；容量相同的电容器按照循环投切原 则投切，容量不等的电容器则按照适补原则投切的故障处理模块。
专利摘要一种智能集成综合低电压配电箱，包括壳体、多个电力电容器以及电容器指示器，所述电力电容器和电容器指示器安装在壳体内，所述智能集成综合低电压配电箱还包括用于监测状态参数和向电力电容器发出投入或切除指令的监测计量控制终端，所述监测计量控制终端、电力电容器和电容器指示器均卡接在所述壳体内；所述监测计量控制终端设有外部数据通信接口、网络接口和内部通信接口，所述电力电容器设有通信子接口，所述内部通信接口和各个电力电容器的通信子接口连接，各个电力电容器与电容器指示器连接。本实用新型结构简单、生产成本低、可靠性好、维修方便。
文档编号H02J13/00GK201408998SQ20092011766
公开日2010年2月17日 申请日期2009年4月13日 优先权日2009年4月13日
发明者东 刘, 季小龙, 王心林 申请人:温州市亿德科技有限公司