專利名稱：一種家用智能配電箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力配電箱技術(shù)，具體的說(shuō)是一種家用智能配電箱。
背景技術(shù)：
隨著人民生活水平不斷的提高，工業(yè)的高速發(fā)展，用電量越來(lái)越多，用電負(fù)荷越來(lái)越大。電力系統(tǒng)的故障，多由低壓配電線路故障引起。無(wú)疑，家用配電系統(tǒng)在低壓配電中占有相當(dāng)?shù)谋戎?，安全高效的家用配電系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。目前，隨著環(huán)境問(wèn)題日益突出，電力系統(tǒng)也在不斷接受考驗(yàn)。所謂千里之堤，毀于蟻穴，任何一處家用配電系統(tǒng)的故障，都在威脅著整個(gè)電力系統(tǒng)。節(jié)能減排是電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)，配電網(wǎng)節(jié)電要求具有先進(jìn)的電能管理裝置。對(duì)于用戶而言，如何合理用電關(guān)系到了自己的生活成本、經(jīng)營(yíng)成本，用戶需實(shí)時(shí)了解自己家庭各電器的用電情況，合理使用并降低用電成本?，F(xiàn)有的家庭配電箱，一般具有計(jì)量、通信、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、漏電檢測(cè)及保護(hù)、溫度檢測(cè)、以及生光報(bào)警功能。計(jì)量只體現(xiàn)總體回路計(jì)量，不能令用戶對(duì)家庭各負(fù)載、各時(shí)段用電情況了如指掌，也不能提示用戶如何節(jié)省電費(fèi)；過(guò)壓過(guò)流保護(hù)模塊過(guò)于簡(jiǎn)單；總斷路器電流小于各分路斷路器電流允許總和，出于安全考慮，各分路斷路器和總短路器限流值也不會(huì)選擇太多裕量。往往電器正常使用時(shí)，由于家用電器自身的功率波動(dòng)，就會(huì)出現(xiàn)各分路斷路器未跳閘，而總斷路器跳閘的現(xiàn)象。而對(duì)于防雷，很多家用電器都有所涉及，這并不代表此舉可以做到萬(wàn)無(wú)一失，其實(shí)面對(duì)強(qiáng)大的雷電，僅靠家電的防雷器(sro)很難招架。雷電電壓高達(dá)幾十萬(wàn)伏乃至上億伏，放電電流從幾萬(wàn)安培到幾十萬(wàn)安培，放電持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)不超過(guò)20ms，一般在20 μ s 100 μ S，世界上幾乎每一秒鐘都有雷電產(chǎn)生，雷電事故也是異常嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，故僅 僅依靠電器自身防雷很難實(shí)現(xiàn)好的預(yù)防作用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有的缺陷，提供了一種家用智能配電箱，結(jié)合當(dāng)前家庭用戶出現(xiàn)的比較頻繁的配電管理問(wèn)題，重新構(gòu)思設(shè)計(jì)。除了具有計(jì)量、通信、過(guò)壓過(guò)流保護(hù)、漏電檢測(cè)及保護(hù)等基礎(chǔ)功能外，通過(guò)綜合負(fù)荷管理模塊獲取用電設(shè)備的信息，通過(guò)對(duì)電路中信號(hào)的采集和分析，分析決策控制模塊綜合判斷，對(duì)主電路及分電路進(jìn)行控制。具有優(yōu)先級(jí)負(fù)載斷電保護(hù)功能，在分電路正常運(yùn)行時(shí)，由于各分路電器功率的正常波動(dòng)引起總可控開(kāi)關(guān)過(guò)流時(shí)，該設(shè)計(jì)會(huì)根據(jù)負(fù)載優(yōu)先級(jí)的高低，切斷一些不重要負(fù)載的分路，以保證主電路正常運(yùn)行。并且，能夠分時(shí)段分路計(jì)量家庭用電情況，并能通過(guò)通信模塊實(shí)時(shí)與外部電力站及用戶通訊。主可控開(kāi)關(guān)后連接防雷保護(hù)器。因此，對(duì)于電網(wǎng)過(guò)載、短路、漏電、雷擊等故障的智能實(shí)時(shí)保護(hù)，電力用戶用電數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，該實(shí)用新型更安全、有效、智能，增加了社會(huì)效益。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了如下的技術(shù)方案:一種家用智能配電箱，包括:綜合負(fù)荷管理模塊、主可控開(kāi)關(guān)、檢測(cè)控制模塊、防雷模塊、分路可控開(kāi)關(guān)、通信模塊，所述主可控開(kāi)關(guān)經(jīng)過(guò)防雷模塊與分路可控開(kāi)關(guān)相連；所述主可控開(kāi)關(guān)與分路可控開(kāi)關(guān)分別各自并聯(lián)個(gè)檢測(cè)控制模塊；所述檢測(cè)控制模塊均與綜合負(fù)荷管理模塊相連；所述通信模塊與綜合負(fù)荷管理模塊連接；所述分路可控開(kāi)關(guān)均與負(fù)載連接。進(jìn)一步地，所述綜合負(fù)荷管理模塊包括:交流采樣模塊，計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，分析決策控制模塊與串口通信；所述串口通信一端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，另一端連接分析決策控制模塊；所述交流采樣模塊一端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，另一端連接分析決策控制模塊；所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊與分析決策控制模塊連接。進(jìn)一步地，所述主可控開(kāi)關(guān)，固定于配電箱前端，主可控開(kāi)關(guān)通過(guò)檢測(cè)控制模塊受控于綜合負(fù)荷管理模塊。進(jìn)一步地，所述防雷模塊為納秒級(jí)響應(yīng)防雷模塊，固定于主可控開(kāi)關(guān)之后。進(jìn)一步地，所述分路可控開(kāi)關(guān)分別連接各分路負(fù)載，分路可控開(kāi)關(guān)通過(guò)各自的檢測(cè)控制模塊受控于綜合負(fù)荷管理模塊。進(jìn)一步地，所述主可控開(kāi)關(guān)及各分路可控開(kāi)關(guān)每個(gè)可控開(kāi)關(guān)均并聯(lián)一個(gè)檢測(cè)控制模塊，檢測(cè)控制模塊均連接給綜合負(fù)荷管理模塊。進(jìn)一步地，所述通信模塊，通過(guò)串口與綜合負(fù)荷管理模塊相連，通信模塊通過(guò)串口、電力線載波、以太網(wǎng)以及WLAN、藍(lán)牙的通信方式連接外部。進(jìn)一步地，所述交流采樣模塊同時(shí)連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊和分析決策控制模塊。進(jìn)一步地，所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊和分析決策控制模塊同時(shí)連接串口通信。本實(shí)用新 型一種家用智能配電箱，對(duì)當(dāng)前家庭用戶比較頻繁出現(xiàn)的跳閘問(wèn)題予以解決；參照當(dāng)前電力部門(mén)的政策法規(guī)，電量計(jì)量部分增加了分路分時(shí)段計(jì)量統(tǒng)計(jì)和通知功能，實(shí)時(shí)提醒用戶合理用電。按照可控開(kāi)關(guān)限流門(mén)限越小越靈敏，越小越安全的原則，通過(guò)綜合管理模塊對(duì)主電路電流和各分路電流的管理，在各分路正常運(yùn)行時(shí)引起的主可控開(kāi)關(guān)跳閘，通過(guò)切斷某一路或幾路不重要的分路，對(duì)主要分路有效保護(hù)，避免造成整體停電。用戶可以對(duì)每一路分路通過(guò)人機(jī)界面預(yù)設(shè)優(yōu)先級(jí)保護(hù)級(jí)別，當(dāng)各分路正常運(yùn)行而主回路過(guò)流時(shí)，綜合管理模塊就會(huì)按照從低到高的優(yōu)先次序，逐次切斷低優(yōu)先級(jí)的分路，直至主回路電流在允許的電流范圍之內(nèi)。計(jì)量采用主電路電量計(jì)量和各分路電量同時(shí)統(tǒng)計(jì)分析方法，用戶可以對(duì)主電路每月用電量設(shè)置期望值，總用電量超過(guò)期望門(mén)限時(shí)通知用戶；對(duì)主電路和各分路可以設(shè)置峰時(shí)用電跟谷時(shí)用電的期望比例系數(shù)，當(dāng)實(shí)際用電使比例系數(shù)超限時(shí)，也會(huì)通知用戶。

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:圖1是本實(shí)用新型模塊示意圖；圖2是本實(shí)用新型軟件功能示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。如圖1所示一種家用智能配電箱，包括:綜合負(fù)荷管理模塊1、主可控開(kāi)關(guān)2、檢測(cè)控制模塊3、防雷模塊4、分路可控開(kāi)關(guān)5與通信模塊6，所述主可控開(kāi)關(guān)2通過(guò)防雷模塊4與分路可控開(kāi)關(guān)5相連；所述主可控開(kāi)關(guān)2與分路可控開(kāi)關(guān)5分別各自并聯(lián)I個(gè)檢測(cè)控制模塊3 ;所述檢測(cè)控制模塊3均與綜合負(fù)荷管理模塊I相連；所述通信模塊6與綜合負(fù)荷管理模塊I連接。所述主可控開(kāi)關(guān)2，置于配電箱前端，用于分?jǐn)噙M(jìn)線和戶內(nèi)線路，允許電流可依照家庭負(fù)荷進(jìn)行選擇。主可控開(kāi)關(guān)2通過(guò)檢測(cè)控制模塊3受控于綜合負(fù)荷管理模塊I。所述防雷模塊4，裝于主可控開(kāi)關(guān)2之后。流通量大，殘壓低；實(shí)現(xiàn)差模、共模全方位保護(hù)；內(nèi)置兩級(jí)過(guò)流過(guò)熱保護(hù)，響應(yīng)速度為ns級(jí)別，遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的2.6 μ S。并且將其置于主可控開(kāi)關(guān)2之后，當(dāng)遭受持續(xù)時(shí)間雷電，泄放電流超過(guò)主空氣開(kāi)關(guān)電流允許值時(shí)，主可控開(kāi)關(guān)2會(huì)被斷開(kāi),將戶內(nèi)電路跟戶外電網(wǎng)分尚。所述各分路可控開(kāi)關(guān)5，對(duì)各分路負(fù)載7進(jìn)行單獨(dú)控制，其允許電流根據(jù)各分路的負(fù)荷進(jìn)行選擇。各分路可控開(kāi)關(guān)5通過(guò)各自的檢測(cè)控制模塊3受控于綜合負(fù)荷管理模塊I。所述檢測(cè)控制模塊3，主可控開(kāi)關(guān)2及各分路可控開(kāi)關(guān)5每個(gè)可控開(kāi)關(guān)均并聯(lián)一個(gè)檢測(cè)控制模塊3，檢測(cè)控制模塊3接收綜合負(fù)荷管理模塊I發(fā)出的指令，控制各個(gè)可控開(kāi)關(guān)的關(guān)斷，并將檢測(cè)到的電壓、電流值傳給綜合負(fù)荷管理模塊I。所述通信模塊6，通過(guò)串口與綜合負(fù)荷管理模塊I相連。對(duì)外提供串口、電力線載波、以太網(wǎng)以及WLAN、藍(lán)牙等通信方式，方便用戶查看用電信息、設(shè)置修改運(yùn)行參數(shù)。如圖2所述綜合負(fù)荷管理模塊I是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心模塊，實(shí)時(shí)采集用戶的用電信息，進(jìn)行計(jì)算、分析，對(duì)各路負(fù)荷并進(jìn)行綜合管理和控制，包括:交流采樣模塊12，計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13，分析決策控制模塊14與串口通信15 ;所述串口通信15 —端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13，另一端連接分析決策控制模塊14 ;所述交流采樣模塊12 —端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13，另一端連接分析決策控制模塊14 ;所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13與分析決策控制模塊14連接。所述交流采樣模塊12，對(duì)總回路和各分路用電信息進(jìn)行采樣計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果提供給計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13和分析決策控制模塊14。所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13，對(duì)主電路用電量和各分路的用電量分別進(jìn)行分時(shí)段計(jì)量，并對(duì)各負(fù)荷用電量加以統(tǒng)計(jì)和分析。用戶可根據(jù)用電公司規(guī)定對(duì)峰電和谷電的時(shí)間段進(jìn)行設(shè)置，還可以設(shè)置各路峰谷電用電比例門(mén)限、峰電總量門(mén)限、谷電總量門(mén)限，當(dāng)超過(guò)門(mén)限值時(shí)，用戶將會(huì)受到告警提示，提示用戶養(yǎng)成合理的用電習(xí)慣。所述分析決策控制模塊14，根據(jù)電壓電流檢測(cè)信息，進(jìn)行數(shù)值記算、邏輯運(yùn)算，并按照預(yù)設(shè)的規(guī)則對(duì)故障做出識(shí)別和判斷，必要時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，記錄日志并通知用戶。所述串口通信15，接收來(lái)自計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊13與分析決策控制模塊14處理生成的數(shù)據(jù)信息，然后再把信息發(fā)送出去。本實(shí)用新型一種家用智能配電箱，對(duì)當(dāng)前家庭用戶比較頻繁出現(xiàn)的跳閘問(wèn)題予以解決；參照當(dāng)前電力部門(mén)的政策法規(guī)，電量計(jì)量部分增加了分路分時(shí)段計(jì)量統(tǒng)計(jì)和通知功能，實(shí)時(shí)提醒用戶合理用電。按照可控開(kāi)關(guān)限流門(mén)限越小越靈敏，越小越安全的原則，通過(guò)綜合管理模塊對(duì)主電路電流和各分路電流的管理，在各單路正常運(yùn)行時(shí)引起的主可控開(kāi)關(guān)跳閘，通過(guò)切斷某一路或幾路不 重要的分路，對(duì)主要分路有效保護(hù)，避免造成整體停電。用戶可以對(duì)每一路分路通過(guò)人機(jī)界面預(yù)設(shè)優(yōu)先級(jí)保護(hù)級(jí)別，當(dāng)各分路正常運(yùn)行而主回路過(guò)流時(shí)，綜合管理模塊就會(huì)按照從低到高的優(yōu)先次序，逐次切斷低優(yōu)先級(jí)的分路，直至主回路電流在允許的電流范圍之內(nèi)。計(jì)量采用主電路電量計(jì)量和各分路電量同時(shí)統(tǒng)計(jì)分析方法，用戶可以對(duì)主電路每月用電量設(shè)置期望值，總用電量超過(guò)期望門(mén)限時(shí)通知用戶；對(duì)主電路和各分路可以設(shè)置峰時(shí)用電跟谷時(shí)用電的期望比例系數(shù)，當(dāng)實(shí)際用電使比例系數(shù)超限時(shí)，也會(huì)通知用戶。最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種家用智能配電箱，包括:綜合負(fù)荷管理模塊、主可控開(kāi)關(guān)、檢測(cè)控制模塊、防雷模塊、分路可控開(kāi)關(guān)與通信模塊，其特征在于:所述主可控開(kāi)關(guān)通過(guò)防雷模塊與分路可控開(kāi)關(guān)相連； 所述主可控開(kāi)關(guān)與分路可控開(kāi)關(guān)分別各自并聯(lián)個(gè)檢測(cè)控制模塊； 所述檢測(cè)控制模塊均與綜合負(fù)荷管理模塊相連； 所述通信模塊與綜合負(fù)荷管理模塊連接； 所述分路可控開(kāi)關(guān)均與負(fù)載連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述綜合負(fù)荷管理模塊包括:交流采樣模塊，計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，分析決策控制模塊與串口通信；所述串口通信一端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，另一端連接分析決策控制模塊；所述交流采樣模塊一端連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊，另一端連接分析決策控制模塊；所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊與分析決策控制模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述主可控開(kāi)關(guān)，固定于配電箱前端，主可控開(kāi)關(guān)通過(guò)檢測(cè)控制模塊受控于綜合負(fù)荷管理模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述防雷模塊為納秒級(jí)響應(yīng)防雷模塊，固定于主可控開(kāi)關(guān)之后。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述分路可控開(kāi)關(guān)分別連接各分路負(fù)載，分路可控開(kāi)關(guān)通過(guò)各自的檢測(cè)控制模塊受控于綜合負(fù)荷管理模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述主可控開(kāi)關(guān)及各分路可控開(kāi)關(guān)每個(gè)可控開(kāi)關(guān)均并聯(lián)一個(gè)檢測(cè)控制模塊，檢測(cè)控制模塊均連接給綜合負(fù)荷管理模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述通信模塊，通過(guò)串口與綜合負(fù)荷管理模塊相連，通信模塊通過(guò)串口、電力線載波、以太網(wǎng)以及WLAN、藍(lán)牙的通信方式連接外部。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種家用智能配電箱，其特征在于:所述交流采樣模塊同時(shí)連接計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊和分析決策控制模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種家用智能配電箱，所述計(jì)量統(tǒng)計(jì)模塊和分析決策控制模塊同時(shí)連接串口通信。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種家用智能配電箱，包括綜合負(fù)荷管理模塊、主可控開(kāi)關(guān)、檢測(cè)控制模塊、防雷模塊、分路可控開(kāi)關(guān)與通信模塊。防雷模塊流通量大，殘壓低；實(shí)現(xiàn)差模、共模全方位保護(hù)；內(nèi)置兩級(jí)過(guò)流過(guò)熱保護(hù)，響應(yīng)速度為ns級(jí)別，遠(yuǎn)小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的2.6μs。本實(shí)用新型一種家用智能配電箱，對(duì)當(dāng)前家庭用戶比較頻繁出現(xiàn)的跳閘問(wèn)題予以解決；用戶可以對(duì)每一路分路預(yù)設(shè)保護(hù)的優(yōu)先級(jí)，對(duì)于各分路正常運(yùn)行時(shí)引起的主可控開(kāi)關(guān)跳閘，通過(guò)切斷優(yōu)先級(jí)低的分路，保證主可控開(kāi)關(guān)不跳閘，對(duì)主要分路有效保護(hù)，避免造成整體停電。電量計(jì)量部分增加了分路分時(shí)段計(jì)量統(tǒng)計(jì)和通知功能，實(shí)時(shí)提醒用戶合理用電。對(duì)外通訊提供多種接口，方便用戶實(shí)時(shí)查看信息。
文檔編號(hào)H02J13/00GK203135580SQ20132005981
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月2日
發(fā)明者景翔, 王桂生, 錢(qián)艷 申請(qǐng)人:無(wú)錫杰爾迅科技有限公司