專利名稱：三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交流干線或交流配電網(wǎng)絡(luò)中的控制系統(tǒng)，尤其涉及三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
低壓電網(wǎng)的三相不平衡一直是困擾供電單位的主要問(wèn)題之一，低壓電網(wǎng)大多是經(jīng)變壓器降壓后，以三相四線制向用戶供電，是三相生產(chǎn)用電與單相負(fù)載混合用電的供電網(wǎng)絡(luò)。在裝接單相用戶時(shí)，供電部門應(yīng)該將單相負(fù)載均衡地分接在A、B、C三相上。但在實(shí)際工作及運(yùn)行中，線路的標(biāo)志、接電人員的疏忽再加上由于單相用戶的不可控增容、大功率單相負(fù)載的接入以及單相負(fù)載用電的不同時(shí)性等，都造成了三相負(fù)載的不平衡。低壓電網(wǎng)若在三相負(fù)荷不平衡度較大情況下運(yùn)行，將會(huì)給低壓電網(wǎng)與電氣設(shè)備造成不良影響。三相負(fù)載不平衡的危害包括增加線路的電能損耗；增加配電變壓器的電能損耗；配變出力減少；配變產(chǎn)生零序電流；影響用電設(shè)備的安全運(yùn)行等。由于絕對(duì)的三相平衡是不存在的，實(shí)際的三相系統(tǒng)總是存在不同程度的不平衡現(xiàn)象，那么如何避免嚴(yán)重的三相不平衡現(xiàn)象，提高三相平衡度是技術(shù)人員首要解決的問(wèn)題。現(xiàn)在市場(chǎng)上已有一些公司推出數(shù)據(jù)中心用電狀態(tài)的可視化監(jiān)管，通過(guò)可視化監(jiān)測(cè)，可發(fā)現(xiàn)不平衡的狀態(tài)，再通過(guò)人工開(kāi)關(guān)切換操作，進(jìn)行三相負(fù)載的重新分配調(diào)整，使三相不平衡度達(dá)最低。當(dāng)前人工開(kāi)關(guān)切換未能做到切換每一臺(tái)IT設(shè)備的供電，三相平衡度不能達(dá)到90%以上，此外，人工調(diào)整還存在著時(shí)間上的不及時(shí)性和安全上的隱患，這在數(shù)據(jù)中心中是不被接受的。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題就是提供三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)實(shí)行三相平衡的最優(yōu)控制，大大提高數(shù)據(jù)中心的用電效率、用電可靠性與安全性，減少數(shù)據(jù)中心的用電消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，包括總配電控制柜、若干負(fù)載單元以及為若干負(fù)載單元配電用的列頭柜，其特征在于所述列頭柜內(nèi)設(shè)有若干個(gè)配電模塊，所述配電模塊通過(guò)配電支路連接至少一個(gè)負(fù)載單元，每條配電支路上配備有用于獲取對(duì)應(yīng)負(fù)載單元工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能電表以及用于相位切換的斷路器組；智能電表獲取的對(duì)應(yīng)負(fù)載單元上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)由配電模塊上傳至總配電控制柜，所述總配電控制柜完成數(shù)據(jù)計(jì)算并控制對(duì)應(yīng)的斷路器組完成相位切換。進(jìn)一步的，所述配電模塊中設(shè)有單片機(jī)處理器，所述智能電表及斷路器組連接在單片機(jī)處理器上，智能電表獲取的負(fù)載單元上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及相位切換前后配電支路中的電能參數(shù)經(jīng)由單片機(jī)處理器上傳至總配電控制柜。智能電表、斷路器組、單片機(jī)處理器及總配電控制柜完成了集數(shù)值采集、傳輸、計(jì)算、反饋、相位切換控制，保證三相供電平衡度達(dá)到98%以上，減少因此對(duì)用戶產(chǎn)生的電能浪費(fèi)。進(jìn)一步的，所述單片機(jī)處理器與總配電控制柜之間采用RS485通信?？蓪?shí)時(shí)查看并保留所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)檔案。進(jìn)一步的，所述配電模塊中還設(shè)有三相檢測(cè)單元，所述三相檢測(cè)單元連接在供電主回路與單片機(jī)處理器之間。通過(guò)三相檢測(cè)單元實(shí)現(xiàn)對(duì)供電主回路的三相電壓、電流、零序電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電量、諧波的測(cè)量，并對(duì)供電主回路的三相電壓過(guò)壓、欠壓、失壓、電壓相序錯(cuò)誤、缺相、三相電流過(guò)流、零序過(guò)流、負(fù)載過(guò)載等發(fā)出報(bào)警，同時(shí)做出相應(yīng)保護(hù)控制。本實(shí)用新型的有益效果通過(guò)對(duì)每個(gè)負(fù)載單元的供電情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)的方式， 實(shí)時(shí)掌握數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)供電三相平衡程度；總配電控制柜對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)所有負(fù)載單元的配電情況進(jìn)行匯總并進(jìn)行三相不平衡度的計(jì)算，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)判斷電流、電壓不平衡度是否需要調(diào)整；依據(jù)最少切換次數(shù)提高平衡度原則進(jìn)行相位切換，保證機(jī)房配電的三相供電平衡度達(dá)到98%以上，減少因此對(duì)用戶產(chǎn)生的電能浪費(fèi)。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)中心供電電壓、有功功率、無(wú)功功率、諧波等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，反映當(dāng)?shù)貦C(jī)房的供電電源質(zhì)量，并及時(shí)進(jìn)行過(guò)壓、欠壓、過(guò)載、缺相等報(bào)警，提高數(shù)據(jù)中心機(jī)房的運(yùn)行可靠性。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)的連接示意圖；圖2為本實(shí)用新型配電模塊的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型為三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，包括總配電控制柜1、若干負(fù)載單元以及為若干負(fù)載單元配電用的列頭柜2，所述列頭柜2內(nèi)設(shè)有若干個(gè)配電模塊4，所述配電模塊4通過(guò)配電支路連接至少一個(gè)負(fù)載單元3，每條配電支路上配備有用于獲取對(duì)應(yīng)負(fù)載單元3工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能電表44以及用于相位切換的斷路器組43 ；智能電表44獲取的對(duì)應(yīng)負(fù)載單元3上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)由配電模塊4上傳至總配電控制柜1，所述總配電控制柜1完成數(shù)據(jù)計(jì)算并控制對(duì)應(yīng)的斷路器組43完成相位切換。配電模塊4中設(shè)有單片機(jī)處理器41，所述智能電表44及斷路器組43連接在單片機(jī)處理器41上，智能電表44獲取的負(fù)載單元3上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及相位切換前后配電支路中的電能參數(shù)經(jīng)由單片機(jī)處理器41上傳至總配電控制柜1。配電模塊4中還設(shè)有三相檢測(cè)單元42，所述三相檢測(cè)單元42 連接在供電主回路與單片機(jī)處理器41之間。單片機(jī)處理器41與總配電控制柜1之間采用 RS485通信。下面通過(guò)具體的一個(gè)實(shí)施例來(lái)解釋本實(shí)用新型的特點(diǎn)數(shù)據(jù)中心配電的三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)針對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房的實(shí)際供電狀態(tài)，采用三相四線制輸電線路，負(fù)載單元3為機(jī)柜。一個(gè)列頭柜2中設(shè)置4個(gè)配電模塊4，單個(gè)配電模塊4可實(shí)現(xiàn)A、B、C三相各5路輸出，即每個(gè)配電模塊4可輸出A相5根，B相5根，C相5根。采用A、B、C三相連接1個(gè)機(jī)柜，那么四個(gè)配電模塊4最多可供20個(gè)機(jī)柜，保證每個(gè)機(jī)柜雙電源供電，并達(dá)到每條配電支路相位可在三相之間切換，既保證單個(gè)機(jī)柜供電安全，又能在機(jī)房整體三相不平衡度明顯時(shí)進(jìn)行調(diào)整和控制；智能電表44及斷路器組43與機(jī)柜數(shù)量相對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)每條配電支路上機(jī)柜實(shí)時(shí)工作狀態(tài)的檢測(cè)；如若遇到高密度機(jī)柜的情況，則相應(yīng)的機(jī)柜量會(huì)減少。1、每條配電支路上的智能電表44獲取該條配電支路上的電流、電壓和相位數(shù)據(jù)并輸送至單片機(jī)處理器41上；2、單片機(jī)處理器41通過(guò)RS485通信將各配電支路數(shù)據(jù)上傳到總配電控制柜1 ； 總配電控制柜1對(duì)數(shù)據(jù)中心機(jī)房?jī)?nèi)所有機(jī)柜的配電情況進(jìn)行匯總，進(jìn)行三相不平衡度的計(jì)算，根據(jù)《GB-T15M3-1995電能質(zhì)量三相電壓允許不平衡度》的標(biāo)準(zhǔn)判斷電流、電壓不平衡
度是否需要調(diào)整；3、如果三相不平衡度超出標(biāo)準(zhǔn)允許值，且在一定時(shí)間內(nèi)一直沒(méi)有恢復(fù)，那么總配電控制柜1自動(dòng)進(jìn)入相位切換程序，以單機(jī)柜負(fù)載為單位進(jìn)行相位調(diào)整總配電控制柜1按照最少切換次數(shù)提高平衡度原則向配電模塊4發(fā)出切換控制指令，斷路器組43受總配電控制柜1控制完成相位切換，使數(shù)據(jù)中心機(jī)房整體配電的三相平衡度達(dá)到98%以上；4、循環(huán)檢測(cè)。與此同時(shí)，配電模塊4中的三相檢測(cè)單元42實(shí)現(xiàn)對(duì)供電主回路的三相電壓、電流、 零序電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、電量、諧波的測(cè)量，并對(duì)供電主回路的三相電壓過(guò)壓、欠壓、失壓、電壓相序錯(cuò)誤、缺相、三相電流過(guò)流、零序過(guò)流、負(fù)載過(guò)載等發(fā)出報(bào)警，同時(shí)做出相應(yīng)保護(hù)控制。除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本實(shí)用新型還有其他的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型作出各種改變和變形，只要不脫離本實(shí)用新型的精神，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求所定義的范圍。
權(quán)利要求1.三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，包括總配電控制柜(1)、若干負(fù)載單元以及為若干負(fù)載單元配電用的列頭柜O)，其特征在于所述列頭柜( 內(nèi)設(shè)有若干個(gè)配電模塊(4)， 所述配電模塊(4)通過(guò)配電支路連接至少一個(gè)負(fù)載單元(3)，每條配電支路上配備有用于獲取對(duì)應(yīng)負(fù)載單元(3)工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能電表G4)以及用于相位切換的斷路器組G3)； 智能電表G4)獲取的對(duì)應(yīng)負(fù)載單元C3)上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)由配電模塊(4)上傳至總配電控制柜(1)，所述總配電控制柜(1)完成數(shù)據(jù)計(jì)算并控制對(duì)應(yīng)的斷路器組^幻完成相位切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，其特征在于所述配電模塊中設(shè)有單片機(jī)處理器(41)，所述智能電表04)及斷路器組連接在單片機(jī)處理器Gl)上，智能電表G4)獲取的負(fù)載單元(3)上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以及相位切換前后配電支路中的電能參數(shù)經(jīng)由單片機(jī)處理器Gl)上傳至總配電控制柜(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，其特征在于所述單片機(jī)處理器Gl)與總配電控制柜(1)之間采用RS485通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，其特征在于所述配電模塊(4)中還設(shè)有三相檢測(cè)單元(42)，所述三相檢測(cè)單元0 連接在供電主回路與單片機(jī)處理器Gl)之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了三相平衡供電節(jié)能控制管理系統(tǒng)，包括總配電控制柜、若干負(fù)載單元以及為若干負(fù)載單元配電用的列頭柜，所述列頭柜內(nèi)設(shè)有若干個(gè)配電模塊，所述配電模塊通過(guò)配電支路連接至少一個(gè)負(fù)載單元，每條配電支路上配備有用于獲取對(duì)應(yīng)負(fù)載單元工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的智能電表以及用于相位切換的斷路器組；智能電表獲取的對(duì)應(yīng)負(fù)載單元上的工作狀態(tài)數(shù)據(jù)由配電模塊上傳至總配電控制柜，所述總配電控制柜完成數(shù)據(jù)計(jì)算并控制對(duì)應(yīng)的斷路器組完成相位切換。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有數(shù)據(jù)中心供電系統(tǒng)實(shí)行三相平衡的最優(yōu)控制，大大提高數(shù)據(jù)中心的用電效率、用電可靠性與安全性，減少數(shù)據(jù)中心的用電消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)H02J3/26GK202026094SQ20112002004
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月21日
發(fā)明者姜平, 彭曉利, 梁國(guó)峰 申請(qǐng)人:浙江浙大網(wǎng)新能源技術(shù)有限公司