一种配电柜的制作方法

1.本实用新型涉及配电领域，更具体的说，涉及一种配电柜。


背景技术：

2.随着农村电网改造的不断深入，大量的配电变压器综合配电柜(jp柜)被应用于农村电力线路及各配电台区中。jp柜是为适应农村低压配电装置标准化、小型化、户外式的要求而设计的，它集配电、计量、保护(过载、短路、漏电、防雪)、电容无功补偿于一体。但是现有的jp柜并没有三相不平衡补偿功能。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型提供一种配电柜，以解决现有的jp柜并没有三相不平衡补偿功能的问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种配电柜，包括：
6.有源无功发生器svg单元、共补单元、分补单元、第一电流互感器和控制器；
7.所述svg单元、所述共补单元和所述分补单元分别连接到同一补偿母线上，所述svg单元与所述补偿母线之间连接有第一电流互感器；所述补偿母线通过第一断路器连接到负载母线上，所述控制器分别与所述svg单元、所述共补单元、所述分补单元和所述第一电流互感器连接；
8.所述控制器接收所述电流互感器检测的流入所述svg单元的各相相电流，并依据所述各相相电流，控制所述svg单元执行三相电流补偿操作以及控制所述svg单元、所述共补单元和所述分补单元执行无功补偿操作。
9.优选地，所述配电柜还包括第二断路器和浪涌保护器；所述浪涌保护器通过所述第二断路器连接到所述负载母线上。
10.优选地，还包括变压器二次侧母线、熔断式隔离开关、第二电流互感器和第三电流互感器；所述变压器二次侧母线依次通过所述第二电流互感器、所述熔断式隔离开关和所述第三电流互感与所述负载母线连接；所述变压器二次侧母线的各相、所述第三电流互感器分别与所述控制器连接。
11.优选地，还包括集中器和电能表；
12.所述集中器和所述电能表分别与所述负载母线的各相、所述第二电流互感器连接。
13.优选地，还包括第三断路器和负载；所述负载通过所述第三断路器与所述负载母线连接。
14.相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
15.本实用新型提供了一种配电柜，配电柜包括svg单元、共补单元、分补单元、第一电流互感器和控制器，所述电流互感器检测的流入所述svg单元的各相相电流之后，所述控制
器依据所述各相相电流，控制所述svg单元执行三相电流补偿操作，即可以利用svg单元进行三相电流平衡补偿，保证三相平衡。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
17.图1为本实用新型提供的一种配电柜的结构示意图；
18.图2为本实用新型提供的一种配电柜的应用方法的方法流程图；
19.图3为本实用新型提供的一种无功补偿的示意图；
20.图4为本实用新型提供的另一种配电柜的应用方法的方法流程图；
21.图5为本实用新型提供的一种三相电流补偿的场景示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.本实用新型实施例提供了一种配电柜，该配电柜可以是配电变压器综合配电柜(jp柜)，参照图1，配电柜可以包括：
24.有源无功发生器svg单元svg30、共补单元2fk、分补单元1fk、第一电流互感器2qf和控制器；控制器，如图1中的配电智能终端。共补单元2fk为20kvar,分补单元为10kvar。
25.所述svg单元svg30、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk分别连接到同一补偿母线上，即第一断路器2qf下边的母线，所述svg单元svg30与所述补偿母线之间连接有第一电流互感器3ta；所述补偿母线通过第一断路器2qf连接到负载母线上，所述控制器分别与所述svg单元svg30、所述共补单元2fk、所述分补单元1fk和所述第一电流互感器3ta连接。其中，负载母线包括bus-a、bus-b和bus-c三相，以及零线bus-n。
26.所述控制器接收所述第一电流互感器3ta检测的流入所述svg单元svgsvg30的各相相电流，并依据所述各相相电流，控制所述svg单元svg30执行三相电流补偿操作以及控制所述svg单元svg30、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk执行无功补偿操作。
27.所述补偿母线通过第一断路器2qf连接到负载母线上，可以在svg单元svg30、共补单元2fk或分补单元1fk出现故障时，及时断开补偿母线和负载母线。
28.具体的，本实施例中，控制器，如图1中的配电智能终端，具有两个功能，一个是无功补偿功能，一个是电流补偿功能。
29.参照图2，控制器控制所述svg单元svg30、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk执行无功补偿操作的过程包括：
30.s11、根据所述各相相电流，计算各相电流的无功功率含量。
31.s12、依据各相电流的无功功率含量，计算各相无功补偿量。
32.s13、根据所述各相无功补偿量，控制所述svg单元svg30、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk进行无功补偿操作。
33.参照图3，svg单元svg30无功补偿的工作原理为：
34.通过外部电流互感器(ct)，即第一电流互感器，实时检测负载电流，并通过内部数字信号处理dsp计算来分析负载电流的无功含量，然后根据设置值来控制脉冲宽度调制pwm信号发生器发出控制信号给内部igbt使逆变器产生满足要求的无功补偿电流，最终实现动态无功补偿的目的。
35.在实际应用中，svg开启后通过外部电流互感器(ct)，实时检测负载电流，并通过内部控制器计算来分析负载电流的无功含量，计算电流和电压的相位角确定是容性负载还是感性负载，然后根据设置值来控制pwm信号发生器发出控制信号给内部igbt使逆变器产生满足要求的无功补偿电流，最终实现动态无功补偿的目的。
36.在实际应用中，步骤s13可以包括：
37.确定所述各相无功补偿量与预设阈值的比较结果，依据所述比较结果，确定无功补偿设备；使用所述无功补偿设备进行无功补偿操作。
38.其中，所述无功补偿工作设备包括所述svg单元svg30、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk中的一个。
39.在本实用新型的另一实施例中，确定所述各相无功补偿量与预设阈值的比较结果，依据所述比较结果，确定无功补偿设备，包括：
40.若所述各相无功补偿量均小于第一预设阈值，将所述分补单元1fk确定为所述无功补偿设备；
41.若所述各相无功补偿量均不小于第一预设阈值且不大于第二预设阈值，将所述svg单元svg30确定为所述无功补偿设备；
42.若所述各相无功补偿量均大于第二预设阈值，将所述共补单元2fk确定为所述无功补偿设备。
43.其中，第一预设阈值可以是5kvar，第二预设阈值可以是30kvar。也就是说，在各相无功补偿量均小于5kvar时，使用分补单元1fk进行无功补偿，在各相无功补偿量均不小于5kvar且不大于30kvar时，使用所述svg单元svg30进行无功补偿，在各相无功补偿量均大于30kvar时，使用共补单元2fk进行无功补偿。
44.对于无功补偿功能，在采用共补和分补时，电容器投切补偿时的容量是分级投入和切除电网，无功补偿呈现出阶梯状，补偿精度不高。
45.在进行无功补偿时，通过svg单元svg30和电容器的补偿容量之间的容量配比，无功补偿的精度将由svg单元svg30来决定，而svg单元svg30的补偿精度可以达到99％。
46.另外，电容器补偿输出为容性无功功率，没有办法补偿电网中的容性无功功率。而svg单元svg30在额定容量范围内即可以输出容性无功功率，又可以输出感性无功功率，极大地改善了原有纯电容补偿装置的补偿性能，与jp柜有很好的匹配性。
47.此外，电容器补偿还易受电网的中谐波电压和谐波电流的影响，发生谐波放大甚至串并联谐振，引发损坏供配电设备和补偿设备，甚至会有跳开上级配电主开关，导致供电中止。而本实施例中，对于电网中存在的谐波引发的供电风险问题，可通过采用具备滤波功能的svg单元svg30和串联调谐电抗器的电容器共同组成补偿方案来解决。
48.在进行无功补偿时，电容器共补和分补的容量相应都减小了，减小的容量由svg单元svg30替代，svg单元svg30可以将原来电容补偿补不掉的阶梯给补掉，同时还可以补偿系统的三相不平衡电流，对于谐波比较大的台区，还可以在不改变有源型补偿装置的大小的情况下，滤除谐波。另外，电容器的采样电流为电源电流扣除有源型装置的补偿电流，即电容器的切投与有源型补偿装置的投切没有关系。有源型补偿装置的电流是电网电流，即有源型补偿装置会将电容器也作为负载的一部分进行补偿，可以提高整套补偿装置的响应时间和精度。
49.参照图4，控制器控制所述svg单元svg30执行三相电流补偿操作的过程可以包括：
50.s21、依据所述各相相电流，判断所述负载母线的三相电流是否不平衡。若不平衡，执行步骤s22；若平衡，则结束。
51.补偿三相不平衡的原理为：通过外接电流互感器(ct)实时检测系统电流，并将系统电流信息发送给内部控制器进行处理分析，以判断系统是否处于不平衡状态，同时计算出达到平衡状态时各相所需转换的电流值，然后将信号发送给内部igbt并驱动其动作，将不平衡电流从电流大的相转移到电流小的相，最后达到三相平衡状态。
52.参照图5，a、b和c三相相电流理想状态下分别为10a，但是由于存在三相不平衡的现象，a相的电流为5a，b相的电流为10a，c相的电流为15a，则需要将c相的电流转移5a至a相。在进行电流转移时，首先根据各相电流补偿量，确定出svg单元svg30内部中每一igbt需要导通还是关断，进而再通过控制器控制相应的igbt导通或关断即可。需要说明的是，图4中的控制器、igbt驱动和igbt可以组成无功补偿单元spc。
53.利用svg单元svg30容易检测及补偿负序电流和零序电流的特性，而且补偿率可达97％以上，彻底解决了三相电流不平衡问题，供电首端就不会有三相电压不平衡的问题，极大地提高了供电电压的品质。
54.本实施例中，配电柜包括svg单元svg30、共补单元2fk、分补单元1fk、第一电流互感器2qf和控制器，所述电流互感器检测的流入所述svg单元svg30的各相相电流之后，所述控制器依据所述各相相电流，控制所述svg单元svg30执行三相电流补偿操作，即可以利用svg单元svg30进行三相电流平衡补偿，保证三相平衡。
55.可选的，参照图1，在上述任一配电柜的实施例的基础上，所述配电柜还包括第二断路器5qf和浪涌保护器sfd；所述浪涌保护器sfd通过所述第二断路器5qf连接到所述负载母线上。
56.其中，浪涌保护器sfd，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。
57.在本实用新型的另一实现方式中，还包括变压器二次侧母线(包括a、b、c三相和零线n)、熔断式隔离开关qs1、第二电流互感器1ta和第三电流互感器2ta；所述变压器二次侧母线依次通过所述第二电流互感器1ta、所述熔断式隔离开关qs1和所述第三电流互感器2ta与所述负载母线连接；所述变压器二次侧母线的各相、所述第三电流互感器2ta分别与所述控制器连接。其中，变压器二次侧母线的各相通过断路器7qf与控制器连接。
58.变压器二次侧母线通过第二电流互感器1ta、所述熔断式隔离开关qs1和所述第三
电流互感器2ta为负载母线供电，控制器实时采集第三电流互感器2ta的状态，实时监控第三电流互感器的状态是否异常。
59.在本实用新型的另一实现方式中，还包括集中器和电能表；
60.所述集中器和所述电能表分别与所述负载母线的各相、所述第二电流互感器qs1连接。集中器将电网中的各个电能表的数据统一上传至外接设备。
61.在本实用新型的另一实现方式中，还包括第三断路器(3qf或4qf)和负载；所述负载通过所述第三断路器与所述负载母线连接。
62.负载可以是各种用电器等，负载通过第三断路器接入负载母线，可以在负载(5#负载、4#负载或3#负载)出现故障时，及时断开负载。
63.本实施例中，给出了配电柜的具体结构，进而可以使用本实施例中的配电柜进行配电管理。
64.可选的，在上述配电柜的实施例的基础上，本实用新型的另一实施例提供了一种配电柜的应用方法，应用于上述的配电柜，所述应用方法包括：
65.接收所述电流互感器检测的流入所述svg单元的各相相电流；
66.依据所述各相相电流，控制所述svg单元执行三相电流补偿操作以及控制所述svg单元、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk执行无功补偿操作。
67.进一步，所述依据所述各相相电流，控制所述svg单元执行三相电流补偿操作，包括：
68.依据所述各相相电流，判断所述负载母线的三相电流是否不平衡；
69.若所述负载母线的三相电流不平衡，计算所述负载母线的三相电流达到平衡状态所需的各相电流补偿量；
70.依据所述各相电流补偿量，控制所述svg单元中绝缘栅双极型晶体管igbt的通断，以对所述负载母线的各相相电流补偿相对应的电流补偿量。
71.进一步，所述依据所述各相相电流，控制所述svg单元、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk执行无功补偿操作，包括：
72.根据所述各相相电流，计算各相电流的无功功率含量；
73.依据各相电流的无功功率含量，计算各相无功补偿量；
74.根据所述各相无功补偿量，控制所述svg单元、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk进行无功补偿操作。
75.进一步，所述根据所述各相无功补偿量，控制所述svg单元、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk进行无功补偿操作，包括：
76.确定所述各相无功补偿量与预设阈值的比较结果，依据所述比较结果，确定无功补偿设备；所述无功补偿工作设备包括所述svg单元、所述共补单元2fk和所述分补单元1fk中的一个；
77.使用所述无功补偿设备进行无功补偿操作。
78.进一步，确定所述各相无功补偿量与预设阈值的比较结果，依据所述比较结果，确定无功补偿设备，包括：
79.若所述各相无功补偿量均小于第一预设阈值，将所述分补单元1fk确定为所述无功补偿设备；
80.若所述各相无功补偿量均不小于第一预设阈值且不大于第二预设阈值，将所述svg单元确定为所述无功补偿设备；
81.若所述各相无功补偿量均大于第二预设阈值，将所述共补单元2fk确定为所述无功补偿设备。
82.本实施例中，控制器可以控制svg单元进行三相电流不平衡补偿，解决了现有技术没有三相不平衡补偿的问题。
83.需要说明的是，本实施例中的各个步骤的具体说明请参照上述实施例中的相应内容，在此不再赘述。
84.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
85.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
86.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
87.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
88.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
89.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
90.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算
机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
91.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
92.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。