[发明专利]一种智能低压电缆分支箱及其运行方法和智能配电台区

说明书

本发明提出一种智能低压电缆分支箱及其运行方法和智能配电台区，智能低压电缆分支箱包括智能监测终端、主母线、隔离开关、箱门行程开关和智能剩余电流动作断路器；智能监测终端通过低压电力线与隔离开关电源侧的电力电缆相连；智能监测终端通过控制电缆与隔离开关辅助开关和箱门行程开关相连；主母线的一端与隔离开关的负荷侧相连，主母线的另一端与至少两个智能剩余电流动作断路器相连。本发明采用低压电力线载波通信技术，利用电力电缆作为通信介质，实现配电台区运行数据采集和传输，具有免布线、施工简单、性能稳定、维护管理方便、覆盖范围与低压配电网一致，通信信道可靠性与低压配电网物理可靠性一致等技术优势。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种智能低压电缆分支箱及其运行方法和智能配电台区。

背景技术

目前，配电台区的配电设备自动化水平低，普遍缺乏有效的设备监测手段和运行监测措施，相应台区的大数据分析缺乏最基本的底层数据，无法有效支撑供电公司运检专业对低压配电网故障快速、准备定位和台区精细化管理的需求。低压电缆分支箱是配电台区重要的二级配电设备，主要用于台区配变和电力用户集中计量表箱的相连接，对其进行智能化设计是实现配电台区低压配电线路运行工况监测的重要措施，是智能台区建设改造的重要内容。

常规的配电台区的智能低压电缆分支箱采用光纤通信，在施工时需要敷设通信线缆和开挖通信电缆沟，工程投资大且施工周期长。此外，由于通信线缆普遍采用直埋铺设，一旦发生断裂故障，故障排查与检修难度较大。

除了采用光纤通信方式外，微功率无线通信技术也可以实现智能低压电缆分支箱的数据传输，虽然具有免布线的优点，但信号传输容易受建筑障碍物阻隔影响，而且传送距离短、通信速率低、成本较高，不能满足智能配电台区建设对通信的要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提出一种智能低压电缆分支箱及其运行方法和智能配电台区。

一种智能低压电缆分支箱，其包括：智能监测终端、主母线、隔离开关、箱门行程开关和智能剩余电流动作断路器；智能监测终端通过低压电力线与隔离开关的电源侧电力电缆相连；智能监测终端通过控制电缆与隔离开关的辅助开关及箱门行程开关相连；主母线的一端与隔离开关的负荷侧相连，主母线的另一端与至少两个智能剩余电流动作断路器相连；隔离开关的辅助开关用于指示隔离开关的位置信号；箱门行程开关用于指示智能低压电缆分支箱的箱门开闭状态。

智能监测终端包括：CPU模块、RS485通信模块、DI采集模块和第一载波模块；RS485通信模块与智能剩余电流动作断路器RS485通信接口相连，采集智能剩余电流动作断路器各分支线路的运行数据；DI采集模块利用控制电缆采集隔离开关的位置信号和所述智能低压电缆分支箱的箱门开闭状态信号；CPU模块接收所述运行数据、隔离开关的位置信号和开闭状态信号，对所有采集信号进行分析，将分析结果传送至第一载波模块；第一载波模块接收分析结果，经处理得到高频载波通信信号先加载于低压电力线上，再通过电力电缆传输至设于台区配变综合配电箱内的智能配变终端。

智能剩余电流动作断路器包括：RS485通信接口；智能剩余电流动作断路器通过RS485通信接口与RS485通信模块相连；RS485通信接口输出的运行数据包括：主母线的电压信号；断路器的位置信号；出线上的负荷电流、漏电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能质量信号、短路、接地、过负荷、过压、欠压、缺相及断零信号。

电能质量信号包括：电流谐波分量、三相不平衡度信号及主母线的电压偏差信号。

智能监测终端还包括：电源模块；电源模块设有超级电容作为后备电源；当低压配电网发生故障，所述智能监测终端失去主工作电源时，超级电容无缝投入。

智能监测终端采集的位置信号，包括：智能监测终端中的DI采集模块通过控制电缆分别与隔离开关的辅助开关和箱门行程开关相连，采集隔离开关的位置信号和所述智能低压电缆分支箱的箱门开闭状态信号。