塑殼斷路器測量保護一體化的智能配電管理解決方案

邵建國，管瑞良

(常熟開關(guān)制造有限公司，常熟 215500)

0 引言

低壓智能配電系統(tǒng)是一種面向各行業(yè)用戶端的供配電管理解決方案，依托計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)將具有通信接口的智能低壓配電元件連接起來實施智能管理，通過遙測和遙控實現(xiàn)電力負荷的合理調(diào)配，有利于提升配電系統(tǒng)可靠性、提高用電管理效率，降低用戶用電成本。

1 斷路器智能配電管理方案

隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，用電需求呈現(xiàn)高速增長的趨勢。節(jié)能減排推進過程中，對智能配電系統(tǒng)用能設(shè)備和用能區(qū)域提出了電能計量的要求。斷路器作為一種廣泛使用的配電電器，是低壓配電系統(tǒng)的重要電器元件。低壓配電系統(tǒng)中，底層設(shè)備就是各類斷路器，其本身就具備了保護和電能分配的功能，對于傳統(tǒng)電力儀表，斷路器集成高精度測量方案與其進行電力參數(shù)采集相比，具有無需外置高精度互感器、能夠減少接線節(jié)點、可以降低電器柜占用空間等優(yōu)點。因此斷路器測量保護一體化的智能配電管理解決方案更具優(yōu)勢。

2 塑殼斷路器測量保護一體化智能配電管理的實現(xiàn)

筆者所在單位一直致力于研究新型智能配電產(chǎn)品，為滿足高精度測量一體化，尤其性能符合IEC 61557-12標準、應(yīng)用滿足IEC 60364-8-1 電氣設(shè)計規(guī)范要求，公司又進一步進行了開發(fā)，設(shè)計了斷路器外置式FMD3電量測量裝置如圖1所示，其基本特征為：(1)高精度測量，支持全電量采集，電流測量范圍寬。(2)無線傳輸，測量數(shù)據(jù)通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)專用協(xié)議安全傳輸，組網(wǎng)便捷。(3)易于集成，適配CM3系列塑殼斷路器，實現(xiàn)測量保護一體化智能升級。(4)圖2為MCCB與能效管理系統(tǒng)的對接示意圖，它支持與智能配電系統(tǒng)管理平臺互聯(lián)，有利于實現(xiàn)負荷的遠程自動投切。(5)安裝接線簡單，便于系統(tǒng)設(shè)計和集成，降低用戶運行成本。

圖1 MCCB測量保護一體化方案

圖2 MCCB與能效管理系統(tǒng)的對接

2.1 FMD3電量測量裝置介紹

FMD3電量測量裝置配套CM3熱磁式塑殼斷路器設(shè)計，規(guī)格覆蓋 CM3-100/250/400/630，可完整集成配置出廠，安裝簡便，無需額外提供電源，無需外接電流互感器，大大簡化了現(xiàn)場接線過程，降低了安裝成本。該裝置內(nèi)置高精度羅氏電流互感器，測量范圍廣，結(jié)合專用計量芯片，保證了電流從數(shù)安培到幾百安培的精確測量，電流、電壓精度達0.5級，有功功率、有功電能達1級，性能符合IEC 61557-12(GB/T 18216.12)《性能測量和監(jiān)控裝置》標準class 1級，同時滿足IEC 60364-8-1《能源效率》對低壓配電系統(tǒng)四級網(wǎng)絡(luò)中間配電板的相關(guān)要求。

另外，F(xiàn)MD3電量測量裝置支持多種功能選擇：(1)可選配顯示模塊，顯示方式靈活，支持就地安裝、柜門安裝，即插即用。(2)可選配FMDJ無線接收模塊，與FMD3電量測量裝置采用專用協(xié)議經(jīng)ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)連接，另外無線接收模塊還提供一路RS485通信接口，用于與智能配電系統(tǒng)平臺進行互聯(lián)。(3)可選配FZT3-W狀態(tài)上傳模塊，滿足斷路器狀態(tài)上傳要求，適配電操，實現(xiàn)斷路器的遠程合分控制，滿足智能配電系統(tǒng)負載調(diào)控的要求。(4)還可選配溫度測量功能，溫度傳感器內(nèi)置集成，無需任何連線，實現(xiàn)母排溫度監(jiān)測。

FMD3測量裝置主要技術(shù)指標如表1所示。

FMD3主要技術(shù)指標 表1

2.2 常熟開關(guān)智能配電軟件介紹

根據(jù)低壓配電系統(tǒng)實施智能配電管理的需求，常熟開關(guān)結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)、無線技術(shù)、云端技術(shù)，為各類配電系統(tǒng)用戶推出了CBMC智能配電云管理平臺、CPME局域網(wǎng)管理系統(tǒng)和CEPA3現(xiàn)場智能一體機三種形式的能效管理平臺，實現(xiàn)了資產(chǎn)管理、主動運維、全天候運檢管理、故障快速、配電數(shù)據(jù)分析等功能。

2.2.1 CBMC智能配電云管理平臺

CBMC智能配電云管理平臺實現(xiàn)方式如圖3所示，為用戶提供了一種低成本、部署快、多功能、易維護的云端能效管理方案，能夠與公司智能化斷路器產(chǎn)品無縫整合，用戶無需購買監(jiān)控軟件，無需配備現(xiàn)場監(jiān)控電腦，能大幅降低用戶系統(tǒng)成本。

圖3 CBMC智能配電云管理平臺實現(xiàn)

CBMC智能配電云管理平臺提供全面的配電管理功能，包括配電、能耗、事件、維護、資產(chǎn)、系統(tǒng)等管理。用戶通過CBMC智能配電云管理平臺可快速查看現(xiàn)場智能配電產(chǎn)品的工作運行狀況，另外通過公司微信公眾號提供的訂閱功能，用戶無需安裝應(yīng)用就能在手機端實現(xiàn)設(shè)備管理和各種事件提醒的推送，功能更加便捷。

2.2.2 CPME局域網(wǎng)管理系統(tǒng)

CPME局域網(wǎng)管理系統(tǒng)是由FNG1網(wǎng)關(guān)、CPME設(shè)備配置軟件、CPME服務(wù)器端軟件組成的，其局域網(wǎng)管理系統(tǒng)平臺實現(xiàn)如圖4所示。與CBMC智能配電云管理平臺具有通用性和延續(xù)性，其將本地監(jiān)控系統(tǒng)與云平臺監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一化處理，并兼容現(xiàn)有的各類智能配電產(chǎn)品，充分考慮了現(xiàn)有智能化產(chǎn)品的匹配以及今后智能配電系統(tǒng)的升級。

圖4 CPME局域網(wǎng)管理系統(tǒng)平臺實現(xiàn)

2.2.3 CEPA3現(xiàn)場智能一體機

針對小型智能配電系統(tǒng)低成本和設(shè)備現(xiàn)場管理的要求， CEPA3智能配電一體機為用戶提供了低價高效的能效管理方案，圖5為CEPA3智能配電一體機平臺實現(xiàn)示意圖。

圖5 CEPA3智能配電一體機平臺實現(xiàn)

CEPA3智能配電一體機采用Cortex A8 嵌入式ARM系統(tǒng)、工業(yè)級Windows CE 操作系統(tǒng)，集監(jiān)控主機、監(jiān)控軟件、數(shù)據(jù)采集器和Modbus TCP網(wǎng)關(guān)于一體，功能豐富，組網(wǎng)簡單，成本相對低廉。通過直觀的圖形化界面操作，可以實現(xiàn)現(xiàn)場配電柜內(nèi)電氣設(shè)備狀態(tài)、測量數(shù)據(jù)、整定數(shù)據(jù)、事件記錄、歷史數(shù)據(jù)等的顯示，還可以實現(xiàn)修改斷路器整定參數(shù)、控制斷路器合分閘等功能。另外CEPA3還具備短消息通知報警功能，方便用戶對配電系統(tǒng)故障的快速響應(yīng)和處理。

3 結(jié)束語