摘 要:針對饋線眾多的低壓配電線路,采用多功能電力監(jiān)控儀表實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控及電能的測量管理,成本高、投資大。本文介紹一種基于ARTU四遙單元,實(shí)現(xiàn)對終端配電線路進(jìn)行遙測、遙信、遙控、遙脈的智能配電方案。該方案具有成本低、投資少、安裝接線簡便等優(yōu)點(diǎn),有利于低壓智能配電的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
1 引言
隨著對生命、財(cái)產(chǎn)安全及電器節(jié)能管理考核的日趨重視,低壓配電需要智能監(jiān)控的應(yīng)用場合越來越廣泛。目前采用多功能電力監(jiān)控儀表,對低壓配電回路電流、電能進(jìn)行遙測,對斷路器的合閘、脫扣狀態(tài)進(jìn)行遙信和記錄,并利用上位機(jī)軟件通過儀表對斷路器進(jìn)行控制。雖然該方案能滿足低壓智能配電的要求,但每一饋線均需一臺監(jiān)控儀表,成本高、投資大,用戶難以承受。
本文介紹在傳統(tǒng)的低壓配電線路上,增加ARTU四遙單元,實(shí)現(xiàn)對低壓配電智能化低成本的多回路監(jiān)控。
3 四遙單元的功能及應(yīng)用
3.1 ARTU-M32遙測單元
3.1.1產(chǎn)品功能
ARTU-M32能同時(shí)采信32路交流或直流模擬信號,如0-20mA ac、0-5V dc、4-20mA dc等模擬量,經(jīng)AC/DC轉(zhuǎn)換,與上位機(jī)通訊RS485總線連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。32路雙色指示燈用于指示每路輸入信號的當(dāng)前狀態(tài),綠燈表示正常狀態(tài),紅燈表示緊急狀態(tài),黃色表示警示狀態(tài)。遙測刷新速度小于1s,精度達(dá)0.5。
3.1.2產(chǎn)品應(yīng)用
以檢測16路饋線的工作電流為例,一次方案見圖2(a),電流互感器采用AKH-0.66S低壓雙繞組互感器,用于電流采集,一次側(cè)額定電流-6300A,二次輸出有2個(gè)繞組,一組輸出0-(或1A),給99T1、6L等指針表作當(dāng)?shù)仫@示電流值,另一組輸出交流0-20mA,給ARTU-M32單元遠(yuǎn)傳遙測,見圖2(b),電流測量回路通過指針表顯示各饋線回路相應(yīng)的電流值,遙測回路利用通訊端口遠(yuǎn)程集中顯示各回路電流值。
3.2 ARTU-P32遙脈單元
3.2.1 產(chǎn)品功能
ARTU-P32遙脈單元采集32路電能脈沖信號,通過RS485總線與上位機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,具有計(jì)數(shù)值掉電保護(hù)功能。脈沖寬度大于10ms,zui大累積脈沖數(shù)4294967296個(gè)。上位機(jī)采集得到的電能脈沖數(shù)除以該回路電能表的脈沖常數(shù)(imp/kWh),就為該回路的電能數(shù)據(jù)。該遙脈單元還有GPS校時(shí)功能。
3.2.2產(chǎn)品應(yīng)用
以計(jì)量32個(gè)饋線電能為例,電能表采用DTM862-2型,一次方案見圖3(a),電能脈沖采集二次見圖3(b)。使用傳統(tǒng)的機(jī)械式電能表附帶脈沖接口,利用智能化的脈沖接收裝置實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中式抄表功能。
3.3 ARTU-K32遙信單元
3.3.1產(chǎn)品功能
ARTU-K32可接受32路有源或無源接點(diǎn),把開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號,經(jīng)通訊實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,32個(gè)通道掃描一周所需時(shí)間為1ms,可記錄2000組事件容量,帶GPS校時(shí)功能。
3.3.2產(chǎn)品應(yīng)用
1臺ARTU-K32可以監(jiān)控8條馬達(dá)回路或16路照明回路的工作狀態(tài)。以監(jiān)測馬達(dá)回路為例,一次方案見圖4(a),由配輔助、故障觸點(diǎn)的NS斷路器、LC1交流接觸器、LR2熱繼電器和AKH-0.66P保護(hù)型互感器組成。每條馬達(dá)回路監(jiān)測4組節(jié)點(diǎn),即斷路器合閘、故障觸點(diǎn),電機(jī)運(yùn)行(接觸器)狀態(tài)觸點(diǎn),電機(jī)熱過載(熱繼電器)觸點(diǎn),1臺ARTU-K32監(jiān)測8條馬達(dá)回路。見圖4(b),通過現(xiàn)場啟停按鈕控制馬達(dá)的運(yùn)行與停車,現(xiàn)場紅、綠指示燈同步顯示馬達(dá)的工作狀態(tài),遙信單元?jiǎng)t可通過監(jiān)測各元件觸點(diǎn)的動(dòng)作值遠(yuǎn)程顯示馬達(dá)的工作狀態(tài)。
3.4 ARTU-J16遙控裝置功能及應(yīng)用
3.4.1產(chǎn)品功能
ARTU-J16通過RS485總線與上位機(jī)相連,作為遠(yuǎn)程繼電器輸出模塊,用于接收計(jì)算機(jī)指令,執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動(dòng)控制,繼電器輸出共16路,繼電器觸點(diǎn)容量/250VAC或/30VDC,遙控準(zhǔn)確率100%,可記錄1600組事件順序記錄,帶GPS校時(shí)功能。
3.4.2產(chǎn)品應(yīng)用
以1臺ARTU-J16控制8路低壓饋線為例,CM1斷路器配電動(dòng)機(jī)操作機(jī)構(gòu),一次方案見圖5(a),控制方式見圖5(b)。啟停按鈕現(xiàn)場手動(dòng)控制各回路斷路器的合、分閘,遙控單元通過通訊接口集中控制8路斷路器的工作狀態(tài),實(shí)現(xiàn)斷路器就地與遠(yuǎn)程兩地控制的工作模式。
4 應(yīng)用實(shí)例
以某工程為例,需監(jiān)控32條低壓饋線并組網(wǎng),其中16路為照明回路、16路為馬達(dá)回路,每條饋線均需測量三相電流、電能,并進(jìn)行故障記錄、防誤跳。每條饋線的A相、C相電流采用AKH-0.66S雙繞組互感器采集,32條饋線用2臺ARTU-M32遙測單元測量并遠(yuǎn)程,B相電流默認(rèn)為A相與C相的平均值;每條饋線的電能計(jì)量采用DTM862-2電度表,用1臺ARTU-P32采集電能脈沖信號,并將數(shù)據(jù)上傳,實(shí)現(xiàn)電能無人抄表。用1臺ARTU-K32監(jiān)測16路照明回路開關(guān)狀態(tài),2臺ARTU-K32監(jiān)測16路馬達(dá)回路工作狀況,并實(shí)現(xiàn)事件記錄。用4臺ARTU-J16控制32條饋線的斷路器防誤跳,1臺ARTU-J16控制16條馬達(dá)回路的接觸器,控制馬達(dá)運(yùn)行狀態(tài)。
當(dāng)多個(gè)ARTU組網(wǎng)使用時(shí),zui后一個(gè)的RS485的A和B端子上應(yīng)并接入一個(gè)終端匹配電阻R,以保證通訊阻抗匹配,終端匹配電阻一般在120Ω-10kΩ之間,布線不同終端匹配電阻可能會(huì)不同。正確接入RS485總線,并連接至上位機(jī)。上位機(jī)根據(jù)模塊的站號和波特率,按規(guī)約格式下發(fā)命令。此時(shí)模塊的通信指示燈閃爍,表明模塊已收到上位機(jī)命令并應(yīng)答,即通訊已經(jīng)建立,見圖6。
采用該方案的硬件成本如下:64只AKH-0.66S雙繞組電流互感器,約增加成本10560元,2臺ARTU-M32遙測單元,成本7200元,1臺ARTU-P32遙脈單元成本為3500元,3臺ARTU-K32遙信單元,成本10500元,5臺ARTU-J16遙控單元成本19500元。32塊DTM862-2成本為8000元。如果使用智能化的網(wǎng)絡(luò)儀表來實(shí)現(xiàn)以上功能,需要選用ACR210E(測量三相電流及有功電能,帶通訊接口)配2DI/2DO(2路遙信2路遙控)的方案,馬達(dá)回路由于需要監(jiān)測的參數(shù)較多,需要配4DI/4DO(4路遙信4路遙控)的開關(guān)量模塊,32只此款儀表成本85760元,相比*種方案增加成本44.7%。
5 結(jié)束語
2007年12月,國家繼電保護(hù)及自動(dòng)化設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心對ARTU四遙單元產(chǎn)品性能指標(biāo)、電磁兼容、通訊規(guī)約進(jìn)行測試檢驗(yàn),符合相關(guān)要求。該產(chǎn)品已在青海油田供水供電公司、蘇州稅務(wù)大廈、內(nèi)蒙古鑲黃旗林煤礦等工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應(yīng)用,降低了投資成本,產(chǎn)生了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文章來源于:《電氣時(shí)代》2008年第10期。
參考文獻(xiàn)
[1]安科瑞電氣有限公司.ARTU四遙單元安裝使用說明書,200807版.
[2]任致遠(yuǎn),周中.電力電測數(shù)字儀表原理與應(yīng)用指南,中國電力出版社,2007.
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