CN107390019A - 一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法，其特征是，先将配电箱功耗分解为配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。监测装置通过采集同一时刻的相关电压和电流参数，以及对相关电流差值取样，计算出配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。当设备消耗的功耗大于某一定值时，判定配电箱内设备功耗不合格。当接触电阻产生的功耗大于某一定值时，判定配电箱接触电阻功耗超标。配电箱内设备产生的功耗和接触电阻产生的功耗相加即为配电箱的总功耗。监测装置具有处理电路、交流采样电路、通讯单元和显示单元，通过交流采样电路采集进出线的电流值和电压值，同时对进出线电流的差值进行取样。
Description
技术领域
本发明涉及低压配网监测领域，更具体地，涉及一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法。
背景技术
在现场，低压配电箱中的断路器及其它部件往往会出现烧毁现象，进出线电缆的连接处及其它部位也会出现过热现象，严重时整个配电箱都会燃烧起来。
出现上述情况的原因不外乎以下几种：一、涌流及过电压；二、过载；三、正常电流情况下发生故障。而事实上第三种情况出现的比例较高。
当低压配电箱在使用一段时间后，断路器触点会出现氧化及物理位置变化，母排连接点和进出线电缆连接点也会逐渐氧化，有时还存在连接点螺丝松动，因此这些部位的接触电阻会逐渐增大。
接触电阻从开始增大，到最后设备发生故障，时间跨度可以是几个月甚至几年。在这个时间周期内，这些故障点上的功耗会逐渐增大，有可能达到几千瓦。因此这一过程中浪费了大量的电能，甚至远远超过了变压器的空载损耗。
接触电阻增加，产生压降，除浪费电能外，还会直接造成设备起火燃烧。这种情况已经严重影响供电可靠性和用电安全。
举例：一台低压配电箱在烧毁前三个月，平均功耗为1000瓦，那么三个月总共浪费电能2160度。
另一方面，低压配电箱内消耗电能除上述情况外，还有很多设备也在消耗电能，如断路器、配变监测终端、三相不平衡监测终端、无线测温监测终端、谐波治理装置、电能表、集中器、保护装置、无功补偿控制器、复合开关、补偿电容器和除湿装置等。这些设备安装在一起后，目前无法准确测量其整体功耗。存在不同厂家生产的同一规格配电箱功耗差别较大的情况，若配电箱功耗相差100瓦，那么一年就多消耗电能876度。
目前常规测量功耗的方法是用交流采样的方法，即通过采样低压配电箱进线电压电流和出线电压电流，最后通过计算进线功率减去出线功率得到配电箱功耗。这种方法受电压电流测量精度的限制，在误差范围附近时，无法准确计算出整个配电箱的设备功耗。
举例：配电箱总进线每相电流为100A安培，那么三相有功功率约为66千瓦，常用的监测装置有功功率精度为一级，其有功功率误差为百分之一，那么通过监测装置测量的误差为600多瓦。然而普通配电箱内设备总功耗低于600瓦，按常规方法根本无法准确测出配电箱的设备功耗。
另外配电箱内设备在配电箱带载状态下的功耗与配电箱空载状态下的功耗可能会不同，并且配电箱内设备使用一段时间发生故障后，功耗也可能会增大。
如果能有一种方案对配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗进行监测，当功耗超过设定值时进行告警，将大大降低电能的消耗和提高设备的用电安全。
基于上述情况，迫切需要一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法。
本发明所采用的技术方案为：
本发明公开了一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法，其特征是，先将配电箱功耗分解为配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。
监测装置通过把配电箱某一相的进线与该相所有出线穿入类似于监测剩余电流用的小电流互感器进行电流差值取样，取得该相的电流差值，再结合同一时刻该相进线的电压值，得出配电箱内该相设备消耗的功耗，同理测量并计算出其它两相功耗，三相相加即为配电箱内设备消耗的功耗。小电流互感器的测量误差可以做到几毫安，因此计算出来的设备功耗误差也就是零点几瓦，相比设备功耗可以忽略不计。当功耗大于某一定值时，即判定配电箱内设备消耗的功耗不合格。
监测装置通过采集配电箱同一时刻某一相进线的电压值、该相出线的电压值和电流值，计算出电压差值，再结合同一时刻的该相出线电流值，得出该相接触电阻产生的功耗，同理测量并计算出其它两相功耗，三相相加即为配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。当功耗大于某一定值时，即判定配电箱内接触点的接触电阻功耗超标。
配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗相加即为配电箱的总功耗。
监测装置具有处理电路、交流采样电路、通讯单元和显示单元，通过交流采样电路采集进出线的电流值和电压值，同时对进出线电流的差值进行取样。
附图说明
图1是配电箱内三相设备负载及接触电阻等效电路图
图2是一路进线一路出线配电箱A相进出线电流差值ΔIa取样示意图
图3是一路进线一路出线配电箱进出线示意图
图4是一路进线三路出线配电箱A相进出线电流差值ΔIa取样示意图
图5是一路进线三路出线配电箱进出线示意图
图6是监测装置原理框图
图7是交流采样电路示意图
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细实用新型。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下结合附图对本发明进一步描述。
实施例一
以一路进线一路出线的配电箱为例，将配电箱功耗分解为配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。
1、配电箱内设备消耗的功耗
如图2、图3，监测装置通过把配电箱A相的进线Iai与出线Iao穿入类似于剩余电流监测用的小电流互感器进行电流差值ΔIa取样，取得的电流差值结合同一时刻该相的电压值Uai，计算得出配电箱内A相设备功耗PA。
B相设备功耗和C相设备功耗以此类推，分别是PB、PC。
配电箱内设备消耗的功耗PS＝PA+PB+PC。
2、配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗
如图1，监测装置采集配电箱同一时刻进线的电压值Uai、出线的电压值Uao和出线电流值Iao，计算Uai与Uao的电压差值ΔUa，再结合同一时刻的该相电流值Iao，计算得出接触电阻产生的A相功耗PA′。
B相功耗和C相功耗以此类推，分别是PB′、PC′
配电箱内接触点的接触电阻功耗PJ＝PA′+PB′+PC′
3、配电箱的总功耗P总＝PS+PJ。
4、当PS大于某一定值时，判定配电箱内设备消耗的功耗不合格。当PJ大于某一定值时，判定配电箱内接触点的接触电阻功耗超标。
实施例二
以一路进线三路出线的配电箱为例，将配电箱功耗分解为配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。
1、配电箱内设备消耗的功耗
如图4、图5，监测装置通过把配电箱进线A相Iai与第一路出线A相Iao1、第二路出线A相Iao2、第三路出线A相Iao3穿入类似于剩余电流监测用的小电流互感器进行电流差值ΔIa取样，取得的电流差值结合同一时刻该相的电压值Uai，得出配电箱内A相设备功耗PA。
B相设备功耗和C相设备功耗以此类推，分别是PB、PC。
配电箱内设备消耗的功耗PS＝PA+PB+PC
2、配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗
如图5，监测装置分别采集配电箱同一时刻进线的电压值Uai、Ubi、Uci、第一路出线三相的电压值Uao1、Ubo1、Uco1和第一路出线三相的电流值Iao1、Ibo1、Ico1。
分别计算Uai与Uao1的电压差值ΔUai，Ubi与Ubo1的电压差值ΔUbi，Uci与Uco1的电压差值ΔUci。
电压差值ΔUai结合同一时刻的该相电流值Iao1，计算得出第一路A相出线电流产生的接触电阻功耗PA1。
同理，计算得出第一路B相出线电流产生的接触电阻功耗PB1和计算得出第一路C相出线电流产生的接触电阻功耗PC1。
第一路出线电流在配电箱内产生的的接触电阻功耗P1＝PA1+PB1+PC1。
第二路出线电流在配电箱内产生的的接触电阻功耗和第三路出线电流在配电箱内产生的的接触电阻功耗以此类推，分别是P2、P3。
配电箱内接触点的接触电阻功耗PJ＝P1+P2+P3
3、配电箱的总功耗P总＝Ps+Pj
4、当PS大于某一定值时，判定配电箱内设备消耗的功耗不合格。当PJ大于某一定值时，判定配电箱内接触点的接触电阻功耗超标。
Claims (3)
1.一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法，其特征是，先将配电箱功耗分解为配电箱内设备消耗的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。
监测装置通过把配电箱某一相的进线与该相所有出线穿入类似于监测剩余电流用的小电流互感器进行电流差值取样，取得该相的电流差值，再结合同一时刻该相进线的电压值，得出配电箱内该相设备消耗的功耗，同理测量并计算出其它两相功耗，三相相加即为配电箱内设备消耗的功耗。当功耗大于某一定值时，即判定配电箱内设备功耗不合格。
监测装置通过采集配电箱同一时刻某一相进线的电压值、该相出线的电压值和电流值，计算出电压差值，再结合同一时刻的该相出线电流值，得出该相接触电阻产生的功耗，同理测量并计算出其它两相功耗，三相相加即为配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗。当功耗大于某一定值时，即判定配电箱接触电阻功耗超标。
配电箱内设备产生的功耗和配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗相加即为配电箱的总功耗。
监测装置具有处理电路、交流采样电路、通讯单元和显示单元，通过交流采样电路采集进出线的电流值和电压值，同时对进出线电流的差值进行取样。
2.根据权利要求1所述一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法，其特征在于：为保证配电箱内设备消耗的功耗值测量准确，监测装置采集同一时刻的配电箱进线的电压值和取样的进出线电流差值。
3.根据权利要求1所述一种配电箱功耗的在线监测装置及其测量判断方法，其特征在于：为保证配电箱内接触点的接触电阻产生的功耗值测量准确，监测装置采集同一时刻的配电箱进线的电压值、出线的电压值和出线电流值。
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