1 概述 隨著對生命、財產安全及電器節(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、電能進行遙測,對斷路器的合閘、脫扣狀態(tài)進行遙信和記錄,并利用上位機軟件通過儀表對斷路器進行控制。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。 本方案介紹了一種基于ARTU四遙單元,實現(xiàn)對終端配電線路進行遙測、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,有利于低壓智能配電的進一步推廣和應用。 2 ARTU四遙單元產品特點 ARTU四遙單元包括遙測單元、遙脈單元、遙信單元、遙控單元四個規(guī)格,見圖1。采用DIN35mm導軌安裝。前端帶通信指示和信號運行通道指示2組信號燈,通信有兩路RS485接口,一路用于通用參數(shù)的設置及調試,另一路用于讀取和設置“四遙”值。產品頂端設有撥碼開關窗口,可通過撥碼開關設置產品通訊地址和波特率。輔助電源有24Vdc或220Vac/dc兩種供選擇,整機功耗小于5W,防護等級達IP20。產品符合JB/T10388-2002《帶總線通信功能的智能測控節(jié)點產品通用技術條件》、GB/T7261-2000《繼電器及裝置基本試驗方法》和GB/T13729-2002《遠動終端設備》標準。 圖1 ARTU四遙單元 3 四遙單元功能及應用 主要適用于低壓配電終端電流、電能采集,開關量采集及自動控制。 3.1 ARTU-M32遙測單元 3.1.1 產品功能 ARTU-M32能同時采信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轉換,與上位機通訊RS485總線連接進行數(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0.5。 3.1.2 產品應用 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,一次側額定電流5A-6300A,二次輸出有2個繞組,一組輸出0-5A(或1A),給99T1、6L等指針表作當?shù)仫@示電流值,另一組輸出交流0-20mA,給ARTU-M32單元遠傳遙測,見圖2(b),電流測量回路通過指針表顯示各饋線回路相應的電流值,遙測回路利用通訊端口遠程集中顯示各回路電流值。 圖2 ARTU-M32遙測應用圖 3.2 ARTU-P32遙脈單元 3.2.1 產品功能 ARTU-P32遙脈單元采集32路電能脈沖信號,通過RS485總線與上位機連接進行數(shù)據(jù)交換,具有計數(shù)值掉電保護功能。脈沖寬度大于10ms,zui大累積脈沖數(shù)4294967296個。上位機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校時功能。 3.2.2 產品應用 以計量32個饋線電能為例,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)的機械式電能表附帶脈沖接口,利用智能化的脈沖接收裝置實現(xiàn)遠程集中式抄表功能。 圖3 ARTU-P32采集電能應用圖 3.3 ARTU-K32遙信單元 3.3.1 產品功能 ARTU-K32可接受32路有源或無源接點,把開關量信號轉換為數(shù)字信號,經(jīng)通訊實現(xiàn)和上位機監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,32個通道掃描一周所需時間為1ms,可記錄2000組事件容量,帶GPS校時功能。 3.3.2 產品應用 1臺ARTU-K32可以監(jiān)控8條馬達回路或16路照明回路的工作狀態(tài)。以監(jiān)測馬達回路為例,一次方案見圖4(a),由配輔助、故障觸點的NS斷路器、LC1交流接觸器、LR2熱繼電器和AKH-0.66P保護型互感器組成。每條馬達回路監(jiān)測4組節(jié)點,即斷路器合閘、故障觸點,電機運行(接觸器)狀態(tài)觸點,電機熱過載(熱繼電器)觸點,1臺ARTU-K32監(jiān)測8條馬達回路。見圖4(b),通過現(xiàn)場啟停按鈕控制馬達的運行與停車,現(xiàn)場紅、綠指示燈同步顯示馬達的工作狀態(tài),遙信單元則可通過監(jiān)測各元件觸點的動作值遠程顯示馬達的工作狀態(tài)。 圖4 ARTU-K32開關量采集應用圖 3.4 ARTU-J16遙控裝置功能及應用 3.4.1 產品功能 ARTU-J16通過RS485總線與上位機相連,作為遠程繼電器輸出模塊,用于接收計算機指令,執(zhí)行系統(tǒng)的遙控操作或自動控制,繼電器輸出共16路,繼電器觸點容量5A/250VAC或5A/30VDC,遙控準確率,可記錄1600組事件順序記錄,帶GPS校時功能。 3.4.2 產品應用 以1臺ARTU-J16控制8路低壓饋線為例,CM1斷路器配電動機操作機構,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),實現(xiàn)斷路器就地與遠程兩地控制的工作模式。 圖5 ARTU-J16遙控應用圖 4 應用實例 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路為馬達回路,每條饋線均需測量三相電流、電能,并進行故障記錄、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遙測單元測量并遠程,B相電流默認為A相與C相的平均值;每條饋線的電能計量采用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,實現(xiàn)電能無人抄表。用1臺ARTU-K32監(jiān)測16路照明回路開關狀態(tài),2臺ARTU-K32監(jiān)測16路馬達回路工作狀況,并實現(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條馬達回路的接觸器,控制馬達運行狀態(tài)。 當多個ARTU組網(wǎng)使用時,zui后一個的RS485的A和B端子上應并接入一個終端匹配電阻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不同。正確接入RS485總線,并連接至上位機。上位機根據(jù)模塊的站號和波特率,按規(guī)約格式下發(fā)命令。此時模塊的通信指示燈閃爍,表明模塊已收到上位機命令并應答,即通訊已經(jīng)建立,見圖6。 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)絡儀表來實現(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 報價方案 注:ARTU四遙單元裝置及電流互感器可按上述報價的70%優(yōu)惠供應。 6 結論 國家繼電保護及自動化設備質量監(jiān)督檢驗中心對ARTU四遙單元產品性能指標、電磁兼容、通訊規(guī)約進行測試檢驗,符合相關要求。該產品已在青海油田供水供電公司、蘇州稅務大廈、內蒙古鑲黃旗林煤礦等工程配電監(jiān)控系統(tǒng)中得到應用,降低了投資成本,產生了較好的社會和經(jīng)濟效益。 |