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低成本低压智能配电设计方案

2013-01-15 5页 pdf 286KB 25阅读

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低成本低压智能配电设计方案 低成本低压智能配电设计方案 1 概述 随着对生命、财产安全及电器节能管理考核的日趋重视,低压配电需要智能监控的应用场合越来越广 泛。目前采用多功能电力监控仪表,对低压配电回路电流、电能进行遥测,对断路器的合闸、脱扣状态进 行遥信和记录,并利用上位机软件通过仪表对断路器进行控制。虽然该方案能满足低压智能配电的要求, 但每一馈线均需一台监控仪表,成本高、投资大,用户难以承受。 本方案介绍了一种基于 ARTU 四遥单元,实现对终端配电线路进行遥测、遥信、遥控、遥脉的智能配 电方案。该方案具有成本低、投资少、安装接线简...
低成本低压智能配电设计方案
低成本低压智能配电设计 1 概述 随着对生命、财产安全及电器节能管理考核的日趋重视,低压配电需要智能监控的应用场合越来越广 泛。目前采用多功能电力监控仪,对低压配电回路电流、电能进行遥测,对断路器的合闸、脱扣状态进 行遥信和,并利用上位机软件通过仪表对断路器进行控制。虽然该方案能满足低压智能配电的要求, 但每一馈线均需一台监控仪表,成本高、投资大,用户难以承受。 本方案介绍了一种基于 ARTU 四遥单元,实现对终端配电线路进行遥测、遥信、遥控、遥脉的智能配 电方案。该方案具有成本低、投资少、安装接线简便等优点,有利于低压智能配电的进一步推广和应用。 2 ARTU 四遥单元产品特点 ARTU 四遥单元包括遥测单元、遥脉单元、遥信单元、遥控单元四个规格,见图1。采用 DIN35mm 导轨安 装。前端带通信指示和信号运行通道指示2组信号灯,通信有两路 RS485接口,一路用于通用参数的设置及 调试,另一路用于读取和设置“四遥”值。产品顶端设有拨码开关窗口,可通过拨码开关设置产品通讯地 址和波特率。辅助电源有24Vdc 或220Vac/dc 两种供选择,整机功耗小于5W,防护等级达 IP20。产品符合 JB/T10388-2002《带总线通信功能的智能测控节点产品通用技术条件》、GB/T7261-2000《继电器及装置基 本试验方法》和 GB/T13729-2002《远动终端设备》。 3 四遥单元功能及应用 主要适用于低压配电终端电流、电能采集,开关量采集及自动控制。 3.1 ARTU-M32遥测单元 3.1.1 产品功能 ARTU-M32能同时采信32路交流或直流模拟信号,如0-20mA ac、0-5V dc、4-20mA dc 等模拟量,经 AC/DC 转换,与上位机通讯 RS485总线连接进行数据交换。32路双色指示灯用于指示每路输入信号的当前状态, 绿灯表示正常状态,红灯表示紧急状态,黄色表示警示状态。遥测刷新速度小于1s,精度达0.5。 3.1.2 产品应用 以检测16路馈线的工作电流为例,一次方案见图2(a),电流互感器采用 AKH-0.66S 低压双绕组互感 器,用于电流采集,一次侧额定电流5A-6300A,二次输出有2个绕组,一组输出0-5A(或1A),给99T1、6L 等指针表作当地显示电流值,另一组输出交流0-20mA,给 ARTU-M32单元远传遥测,见图2(b),电流测量 回路通过指针表显示各馈线回路相应的电流值,遥测回路利用通讯端口远程集中显示各回路电流值。 3.2 ARTU-P32遥脉单元 3.2.1 产品功能 ARTU-P32遥脉单元采集32路电能脉冲信号,通过 RS485总线与上位机连接进行数据交换,具有计数值 掉电保护功能。脉冲宽度大于10ms,最大累积脉冲数4294967296个。上位机采集得到的电能脉冲数除以该 回路电能表的脉冲常数(imp/kWh),就为该回路的电能数据。该遥脉单元还有 GPS 校时功能。 3.2.2 产品应用 以计量32个馈线电能为例,电能表采用 DTM862-2型,一次方案见图3(a),电能脉冲采集二次见图3(b)。 使用传统的机械式电能表附带脉冲接口,利用智能化的脉冲接收装置实现远程集中式抄表功能。 3.3 ARTU-K32遥信单元 3.3.1产品功能 ARTU-K32可接受32路有源或无源接点,把开关量信号转换为数字信号,经通讯实现和上位机监控系统 的数据交换,32个通道扫描一周所需时间为1ms,可记录2000组事件容量,带 GPS 校时功能。 3.3.2产品应用 1台 ARTU-K32可以监控8条马达回路或16路照明回路的工作状态。以监测马达回路为例,一次方案见图 4(a),由配辅助、故障触点的 NS 断路器、LC1交流接触器、LR2热继电器和 AKH-0.66P 保护型互感器组成。 每条马达回路监测4组节点,即断路器合闸、故障触点,电机运行(接触器)状态触点,电机热过载(热继 电器)触点,1台 ARTU-K32监测8条马达回路。见图4(b),通过现场启停按钮控制马达的运行与停车,现 场红、绿指示灯同步显示马达的工作状态,遥信单元则可通过监测各元件触点的动作值远程显示马达的工 作状态。 3.4 ARTU-J16遥控装置功能及应用 3.4.1 产品功能 ARTU-J16通过 RS485总线与上位机相连,作为远程继电器输出模块,用于接收计算机指令,执行系统 的遥控操作或自动控制,继电器输出共16路,继电器触点容量5A/250VAC 或5A/30VDC,遥控准确率100%, 可记录1600组事件顺序记录,带 GPS 校时功能。 3.4.2 产品应用 以1台 ARTU-J16控制8路低压馈线为例,CM1断路器配电动机操作机构,一次方案见图5(a),控制方式 见图5(b)。启停按钮现场手动控制各回路断路器的合、分闸,遥控单元通过通讯接口集中控制8路断路器的 工作状态,实现断路器就地与远程两地控制的工作模式。 4 应用实例 以某工程为例,需监控32条低压馈线并组网,其中16路为照明回路、16路为马达回路,每条馈线均需 测量三相电流、电能,并进行故障记录、防误跳。每条馈线的 A 相、C 相电流采用 AKH-0.66S 双绕组互感 器采集,32条馈线用2台 ARTU-M32遥测单元测量并远程,B相电流默认为 A相与 C相的平均值;每条馈线的 电能计量采用 DTM862-2电度表,用1台 ARTU-P32采集电能脉冲信号,并将数据上传,实现电能无人抄表。 用1台 ARTU-K32监测16路照明回路开关状态,2台 ARTU-K32监测16路马达回路工作状况,并实现事件记录。 用4台 ARTU-J16控制32条馈线的断路器防误跳,1台 ARTU-J16控制16条马达回路的接触器,控制马达运行状 态。 当多个 ARTU 组网使用时,最后一个的 RS485的 A 和 B 端子上应并接入一个终端匹配电阻 R,以保证 通讯阻抗匹配,终端匹配电阻一般在120Ω-10kΩ之间,布线不同终端匹配电阻可能会不同。正确接入 RS485 总线,并连接至上位机。上位机根据模块的站号和波特率,按规约格式下发命令。此时模块的通信指示灯 闪烁,表明模块已收到上位机命令并应答,即通讯已经建立,见图6。 采用该方案的硬件成本如下:64只 AKH-0.66S 双绕组电流互感器,约增加成本10560元,2台 ARTU-M32 遥测单元,成本7200元,1台 ARTU-P32遥脉单元成本为3500元,3台 ARTU-K32遥信单元,成本10500元,5 台 ARTU-J16遥控单元成本19500元。32块 DTM862-2成本为8000元。如果使用智能化的网络仪表来实现以上 功能,需要选用 ACR210E(测量三相电流及有功电能,带通讯接口)配2DI/2DO(2路遥信2路遥控)的方案, 马达回路由于需要监测的参数较多,需要配4DI/4DO(4路遥信4路遥控)的开关量模块,32只此款仪表成本 85760元,相比第一种方案增加成本44.7%。 6 结论 国家继电保护及自动化设备质量监督检验中心对 ARTU 四遥单元产品性能指标、电磁兼容、通讯规约 进行测试检验,符合相关要求。该产品已在青海油田供水供电公司、苏州税务大厦、内蒙古镶黄旗林煤矿 等工程配电监控系统中得到应用,降低了投资成本,产生了较好的社会和经济效益。 作者简介:方小燕,女,学士,就职于江苏安科瑞,主要研究方向为智能电力监控与电能管理系统。
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