胡建剛 陳 平

（常熟開關(guān)制造有限公司，江蘇 常熟 215500）

1 引言

隨著電力技術(shù)的發(fā)展和用戶需求的不斷提高，配電行業(yè)對電器性能的要求越來越高，要求有帶通信功能的電器以實現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的遙控、遙測、遙調(diào)和遙信的“四遙”功能。

所謂的低壓電器智能化配電系統(tǒng)就是通信網(wǎng)絡(luò)把眾多的帶有通信接口的低壓開關(guān)和控制設(shè)備與主計算機連接起來，由計算機進(jìn)行智能化管理，實現(xiàn)集中數(shù)據(jù)處理、集中監(jiān)控、集中分析和集中調(diào)度的新型配電系統(tǒng)。實現(xiàn)智能化配電系統(tǒng)中設(shè)備的互連互通就由現(xiàn)場總線來實現(xiàn)。

智能化配電系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配電系統(tǒng)相比具有穩(wěn)定性好、可靠性高、利于集中控制、能實現(xiàn)無人值守、組網(wǎng)后能降低大量費用等優(yōu)點?？梢灶A(yù)見，可通信智能電器設(shè)備將逐步取代傳統(tǒng)的電器設(shè)備。對于現(xiàn)在的智能建筑來說，配電系統(tǒng)是其他系統(tǒng)的基礎(chǔ)，實現(xiàn)配電系統(tǒng)的智能化也是智能建筑不可或缺的重要組成部分。

常熟開關(guān)制造有限公司（原常熟開關(guān)廠）一直致力于智能低壓電器的研究，通過不斷努力，已取得了一定的成績。除原有的帶有通信接口的CW系列智能型萬能式斷路器、CM 系列智能型可通信塑殼斷路器外，公司還進(jìn)一步開發(fā)出其他智能化產(chǎn)品如電動機保護(hù)器、電動機軟起動器、雙電源切換控制裝置、網(wǎng)絡(luò)電力儀表、智能 I/O模塊等一大批產(chǎn)品。公司在2006年末推出了Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了專業(yè)的Riyear-PowerNet配電監(jiān)控組態(tài)軟件，配合公司的智能配電元件，形成了一個完整的產(chǎn)品體系。

2 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)概述

從電力供應(yīng)質(zhì)量和供電安全的關(guān)注角度考慮，工業(yè)界對電網(wǎng)控制與管理提出了更高的要求。電器元件融入數(shù)字化和可通信技術(shù)，也將信息技術(shù)引入電力行業(yè)。Riyear-PowerNet智能網(wǎng)絡(luò)配電與控制系統(tǒng)，可以支持多種現(xiàn)場總線在變配電和控制領(lǐng)域的運用，有力地推動了變配電控制的信息化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展。

Riyear-PowerNet系統(tǒng)包括一系列具備自動化功能的工業(yè)級配電元件以及完整的上位機軟件、網(wǎng)絡(luò)布線方案，支持各種通信總線的連接，包括Modbus、ModbusTCP、Profibus-DP、DeviceNet等。通過高效率的數(shù)據(jù)采集，用戶可以在任何時間任何地點實時掌控整個配電系統(tǒng)的運行情況?，F(xiàn)場的工作狀態(tài)、趨勢曲線、歷史記錄、操作及報警記錄等均可輕松瀏覽，幫助用戶能在最短的時間內(nèi)建立起適合自己的完善的配電自動化網(wǎng)絡(luò)。

Riyear-PowerNet系統(tǒng)支持各種最新的數(shù)據(jù)解決方案，包括支持遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫、OPC服務(wù)器、Web服務(wù)器等，大大減少用戶組織計算機系統(tǒng)的成本和時間。比如通過安裝本公司的Web服務(wù)器組件，用戶在網(wǎng)絡(luò)上無需任何附加軟件就可通過 IE瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)和畫面的瀏覽。

Riyear-PowerNet系統(tǒng)除支持本公司所有的可通信元件外，同時也支持各種不同廠商的可通信元件，并且可以無限升級擴(kuò)充，是具有開放性、通用性的功能強大的監(jiān)控系統(tǒng)。

圖1 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)

3 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)的配置方案

Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)配置方案主要根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模大小和系統(tǒng)組成分布情況而定，按系統(tǒng)組成通?？煞譃槿龑樱褐悄茉樱ㄓ筛鞣N智能型可通信設(shè)備組成，包括斷路器、電力儀表、I/O模塊等）、通信網(wǎng)絡(luò)層（由現(xiàn)場總線或者工業(yè)以太網(wǎng)組成，在連接介質(zhì)上可使用雙絞線、光纖或者GPRS無線等）、系統(tǒng)軟件層（由Riyear-PowerNet系統(tǒng)軟件、監(jiān)控主機、打印機、UPS等組件組成）。

圖2 系統(tǒng)構(gòu)成圖

3.1 系統(tǒng)軟件層

由Riyear-PowerNet系統(tǒng)軟件、監(jiān)控主機、打印機、UPS電源等組成。通過計算機軟件實現(xiàn)系統(tǒng)管理功能，提供用戶界面、系統(tǒng)組態(tài)、數(shù)據(jù)儲存管理、報警提示、故障記錄等功能，是整個Riyear-PowerNet系統(tǒng)的核心。

在系統(tǒng)軟件層可實現(xiàn)整個配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、系統(tǒng)安全管理以及設(shè)備維護(hù)管理等等功能。

按照不同工程用戶的需要，也可靈活配置系統(tǒng)軟件層，例如，按主機數(shù)量來分：

（1）單主機系統(tǒng)：一個客戶端/服務(wù)器應(yīng)用。

（2）多主機系統(tǒng)：一個服務(wù)器和多個客戶端應(yīng)用。

圖3 多主機系統(tǒng)示意圖

3.2 通信網(wǎng)絡(luò)層

提供底層智能元件和上位監(jiān)控主機間的連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，包括通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)提供包括現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等多種解決方案，實現(xiàn)底層設(shè)備和監(jiān)控主機間的無縫連接。通信網(wǎng)絡(luò)層現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)采用通信協(xié)議必須是標(biāo)準(zhǔn)開放的，如Profibus-DP、Modbus-RTU、DeviceNet等。

圖4 使用Modbus現(xiàn)場總線方案圖

通信網(wǎng)絡(luò)層采用的介質(zhì)除了常見的雙絞線、光纖，另外還可采用無線通信的形式。目前可供用戶選用的無線通信有GPRS無線、CDMA無線、ZigBee等，這些無線組網(wǎng)形式是常規(guī)通信網(wǎng)絡(luò)的補充，解決了一些難以實施布線場合的用戶需要。

圖5 使用GPRS無線組網(wǎng)方案圖

3.3 智能元件層

智能元件層是指現(xiàn)場安裝的智能儀表和裝置，各類現(xiàn)場智能元件負(fù)責(zé)采集底層信息和現(xiàn)場智能控制，數(shù)據(jù)通信接口和通信總線提供給監(jiān)控主機管理，是Riyear-PowerNet系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

智能元件層設(shè)備包括：①CM 系列可通信塑殼斷路器；②CW 系列可通信萬能式框架斷路器；③CE系統(tǒng)可通信智能儀表；④CA系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)；⑤CD4系列電動機控制保護(hù)器；⑥CR2系列智能型電動機軟起動器；⑦其他第三方可通信產(chǎn)品。

4 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)中的智能型低壓成套設(shè)備

通常智能型低壓成套設(shè)備包括：采用標(biāo)準(zhǔn)開放的現(xiàn)場總線通信技術(shù)將具有通信功能的低壓智能設(shè)備（如：智能型斷路器、智能型保護(hù)控制裝置、智能型測控裝置及智能儀表等等設(shè)備）由通信電纜相互連接起來，通過后臺主控系統(tǒng)（PLC或PC系統(tǒng)）實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和運行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制（“四遙”功能）以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存儲分析和設(shè)備運行管理等等功能的低壓成套設(shè)備。智能型低壓成套設(shè)備是全新設(shè)計的總線式的智能化開關(guān)柜（如 CGZ1），也可以是 GCK、GCS、MNS、GGD等傳統(tǒng)柜的智能化改造。

圖6 在常熟開關(guān)制造有限公司CGZ1總線型配電柜中的實際應(yīng)用

智能型低壓成套設(shè)備相對于傳統(tǒng)低壓成套設(shè)備最主要的區(qū)別是他采用可通信智能型保護(hù)、測量及控制設(shè)備取代了傳統(tǒng)熱磁保護(hù)設(shè)備、指針表及繼電器控制設(shè)備，提高了保護(hù)動作的準(zhǔn)確性、測量的精確性及控制的可靠性，同時運用計算機技術(shù)和現(xiàn)場總線通信技術(shù)很好地實現(xiàn)了配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程智能化監(jiān)控管理功能。

智能型低壓成套設(shè)備相對于傳統(tǒng)低壓成套設(shè)備在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是采用了數(shù)字式可通信智能設(shè)備、增加了現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)，為了保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，必須考慮如何提高設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力和系統(tǒng)可維護(hù)性。

4.1 通信電纜選型

考慮到配電柜正常運行后環(huán)境溫升較高、電磁場干擾較大，所以通信電纜需建議選用A類屏蔽雙絞線，其技術(shù)指標(biāo)要求見表1。

表1

4.2 通信電纜敷設(shè)

同樣為了提高通信網(wǎng)絡(luò)的運行可靠性和系統(tǒng)可維護(hù)性，要求設(shè)立專用的通信電纜敷設(shè)通道，遠(yuǎn)離強電環(huán)境。

我公司的CGZ1型可通信配電柜均設(shè)計有專用的輔助電纜隔室和通信電纜通道的隔室，分別用于布置各種控制信號線和通信電纜，并且該二個隔室分別完全與主回路或大電流母線隔離。

圖7 CGZ1上的通信電纜隔室和通信電纜隔室圖

4.3 通信電纜連接

智能設(shè)備之間和配電柜之間通信電纜的連接，必須考慮連接的可靠性，并且通信電纜的屏蔽層不能在總線任何中間位置斷裂。分支線路即總線分叉到子站的距離應(yīng)盡可能短，且不大于20m，避免過多的星形接法。

圖8 電纜的連接示意圖

4.4 系統(tǒng)接地

根據(jù)工程實際情況要求，通信接地方式有多種（通常采用單點接地），但通信屏蔽層接地必須可靠，以提高系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性。由于柜體的地并不純凈，一般以通信板卡的地作為基準(zhǔn)，而不是柜體作為通信的接地。

5 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)中的智能化電器設(shè)備選型

智能化電器設(shè)備的選型主要是指針對根據(jù)工程總體設(shè)計需要對現(xiàn)場層智能型保護(hù)設(shè)備、測控裝置等設(shè)備進(jìn)行配置。在對設(shè)備功能、質(zhì)量穩(wěn)定性和外形進(jìn)行選擇的同時必須充分考慮到現(xiàn)場總線通信接口規(guī)范（物理接口、協(xié)議、傳輸速率、數(shù)據(jù)量等）。

5.1 進(jìn)線、聯(lián)絡(luò)及饋線（大電流）回路

采用智能型萬能式斷路器（如CW1、CW2、CW3系列等等），在考慮這些設(shè)備的相關(guān)保護(hù)特性及分?jǐn)嘀笜?biāo)的同時還需考慮如何實現(xiàn)配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能（“四遙”功能、管理維護(hù)功能等）。

（1）智能型斷路器配置通信接口功能，直接實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

需明確要求斷路器通信接口規(guī)范，CW1、CW2、CW3系列斷路器能夠直接實現(xiàn)Modbus-RTU現(xiàn)場總線通信。

若系統(tǒng)設(shè)計為 Profibus-DP現(xiàn)場總線通信網(wǎng)絡(luò)，則可以通過外加協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊來實現(xiàn) Profibus-DP現(xiàn)場總線通信，DeviceNet總線系統(tǒng)也采用相同解決辦法。目前支持的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊有CN1DP-MP（Modbus轉(zhuǎn) Profibus-DP適配器）、CN1DP-MD（Modbus轉(zhuǎn)DeviceNet適配器）、CN1EG/10（Modbus TCP網(wǎng)關(guān)）、CN1DP-MC（Modbus轉(zhuǎn)CAN適配器）。

CW2/P型斷路器以及CW3/EA型以上型號是我公司近年來最新推出的產(chǎn)品，相比普通的通信型斷路器 CW1/H、CW2/H增加了電能參數(shù)測量功能，除原有的電流、線電壓測量外，還能對有功、無工、視在功率、電量、2～31次諧波等參數(shù)進(jìn)行測量，CW3、EG還具備電機過頻、欠頻、逆功率保護(hù)功能，同時這些斷路器在測量精度上相比傳統(tǒng)型號有較大提高，在功能上可取代一般的多功能電力儀表。

使用具有通信接口的萬能式斷路器，在斷路器發(fā)生故障時，除了能夠進(jìn)行報警以外，還能提供故障追憶功能，可以通過監(jiān)控軟件把故障的原因及具體參數(shù)以多種形式的提醒方式（包括圖形、語音、短信等）告知相關(guān)的值班人員，幫助他們有針對性的快速排除現(xiàn)場故障。大大減少停電時間，減少停電損失。

（2）智能型斷路器未配置通信接口功能，采用外加智能電力儀表實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

主要適用于不具備通信能力的斷路器的回路，采用搭配智能電力儀表的形式，同時這些外配智能型可通信模塊通信接口規(guī)范必須符合系統(tǒng)設(shè)計要求。

CE1Z是我公司開發(fā)的多功能網(wǎng)絡(luò)電力儀表，可測量電流、電壓、功率、頻率、電能、諧波等電力參數(shù)，具有精度高、體積小、功能全等特點。CE1Z可加裝專用的 I/O擴(kuò)展模塊，直接對斷路器的合分狀態(tài)和報警狀態(tài)進(jìn)行采集，并且通過繼電器輸出控制斷路器合分閘。但是由于使用的是普通型斷路器，在斷路器發(fā)生故障時可以進(jìn)行報警，但無法獲得故障詳細(xì)信息來進(jìn)行故障追憶。

圖9 CW2/P、CW3/EG智能型萬能式斷路器

圖10 CE1Z智能電力儀表+普通型萬能式斷路器

5.2 饋線及配電回路

采用智能型塑殼斷路器（如CM1z、CM2Z/T系列等），同樣在考慮這些設(shè)備的相關(guān)保護(hù)特性及分?jǐn)嘀笜?biāo)的同時還需考慮如何實現(xiàn)配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

（1）智能型塑殼斷路器配置通信接口功能，直接實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

主要適用于大電流等級或者重要的塑殼斷路器回路，需實現(xiàn)比較完善的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。設(shè)備配置符合系統(tǒng)設(shè)計要求的標(biāo)準(zhǔn)開放現(xiàn)場總線通信接口。

常熟開關(guān)制造有限公司的CM1z、CM2Z/T智能型塑殼斷路器具備RS-485通信接口，可實現(xiàn)完整的“遙測、遙信、遙調(diào)、遙控”四遙功能，在斷路器發(fā)生故障時，也可以通過通信接口來獲得故障詳細(xì)信息進(jìn)行故障追憶。

圖11 CM1z、CM2Z/T智能型塑殼斷路器

（2）智能型斷路器未配置通信接口功能，采用外加網(wǎng)絡(luò)電力儀表實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

使用普通斷路器，可通過網(wǎng)絡(luò)電力儀表（如常熟開關(guān)制造有限公司的CE1系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表）或來實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

CE1系列提供多種可選電力參數(shù)測量功能，可根據(jù)用戶需要進(jìn)行靈活的配置。通過CE1的I/O模塊采集塑殼斷路器的工作狀態(tài)，通過CE1的I/O模塊對塑殼斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（通過電操或者分勵線圈）。由于配合的是普通型斷路器，因此能提供故障報警，但無法提供故障追憶功能。

使用儀表的監(jiān)控方案適合配電柜改造，對柜內(nèi)線路改動較少。

圖12 普通型塑殼斷路器+ CE1系列網(wǎng)絡(luò)電力儀表

（3）智能型斷路器未配置通信接口功能，采用外加遠(yuǎn)程I/O模塊實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

使用普通斷路器，可通過遠(yuǎn)程 I/O模塊（如常熟開關(guān)制造有限公司的CI1系列遠(yuǎn)程I/O模塊）或來實現(xiàn)回路的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理功能。

CI1可以提供簡單的電流測量功能，通過 CI1采集塑殼斷路器的工作狀態(tài)，通過CI1對塑殼斷路器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（通過電操或者分勵線圈）。由于是普通型斷路器，同樣無法提供故障追憶功能

這種方案適合配電柜改造，柜內(nèi)線路改動較少，改造成本較低。

圖13 普通型塑殼斷路器+CI1系列遠(yuǎn)程I/O模塊

5.3 電動機回路

采用智能型電動機保護(hù)控制單元/智能型控制實現(xiàn)電動機的各種保護(hù)功能、測量功能、操作功能和事件記錄功能等等。配置通信接口功能可實現(xiàn)電動機回路的遠(yuǎn)程運行監(jiān)控管理功能。

主要適合于傳統(tǒng)電動機回路（塑殼斷路器/熔斷器+接觸器+保護(hù)裝置）設(shè)計方案，設(shè)備通信接口規(guī)范必須符合現(xiàn)場總線通信系統(tǒng)設(shè)計要求。該方案中的保護(hù)裝置采用智能型電動機保護(hù)控制單元（如CD4等）。同樣設(shè)備的通信接口規(guī)范必須完全滿足設(shè)計要求。

常熟開關(guān)制造有限公司的 CD4電動機保護(hù)器具備RS-485通信接口，全面支持“四遙”功能，提供故障追憶功能。并能提供手持式編程器，在失電狀態(tài)下仍可進(jìn)行維護(hù)。

另外，常熟開關(guān)制造有限公司最新推出的CB1系列控制與保護(hù)開關(guān)電器，內(nèi)部集成斷路器、接觸器、熱繼電器及隔離器為一體，具有短路分?jǐn)嗄芰Ω?、體積小、功能全、操作壽命長、可靠性高等特點，可用于頻繁操作。同樣CB1具備通信接口，可以實現(xiàn)“四遙”功能。

CB1適用于一些電流等級較小的電動機回路，完全可以取代傳統(tǒng)的斷路器、接觸器、熱繼電器。

圖14 CD4電動機控制器+CK3交流接觸器

圖15 CB1系列控制與保護(hù)開關(guān)電器

對于需要軟起動的電動機回路，可選擇常熟開關(guān)制造有限公司的CR2系列電動機軟起動器，CR2具備RS-485通信接口，全面支持“四遙”功能，并可提供故障追憶功能。針對不同的負(fù)載，還可選擇對應(yīng)的應(yīng)用設(shè)置，CR2提供6條過載曲線可供選擇。

圖16 CR2軟起動器

5.4 雙電源切換

自動轉(zhuǎn)換開關(guān)適用于額定工作電壓 AC400V 50Hz、額定電流 6～800A 的兩路中性點接地的電源（常用電源和備用電源或常用電源和發(fā)電電源），因一路電源發(fā)生異常而進(jìn)行電源之間的切換，保證其供電的可靠性和安全性。其中CA1 為CB級雙斷路器連鎖結(jié)構(gòu)，CAP1為PC級雙電源切換，切換速度快（CAP1-32～100在 100ms以內(nèi)，CAP1-125～400在200ms以內(nèi)），可適用于緊急供電系統(tǒng)。

CA1、CAP1均有帶通信功能的 Z型控制器，可實現(xiàn)“四遙”操作（一般情況下，雙電源切換開關(guān)不使用“遙控”操作）。

圖17 CA1系列雙電源切換

圖18 CAP1系列雙電源切換

6 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)支持的現(xiàn)場總線類型

根據(jù)項目的實際需要和系統(tǒng)造價綜合考慮系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和總線類型。目前在國內(nèi)電力自動化系統(tǒng)中常用的總線協(xié)議有4種。

6.1 Modbus-RTU總線

優(yōu)點：協(xié)議簡單、成本低、大多數(shù)廠家均能供貨、采用A類屏蔽雙絞線實際通信距離可達(dá)到1km（理論值1.2km），當(dāng)通信距離大于1km可通過增加中繼器或采用光電轉(zhuǎn)換模塊（RS-485轉(zhuǎn)光接口）實現(xiàn)距離的延伸。

缺點：通信速率不高，一般情況下波特率小于100kbps，通常使用波特率為19.2kbps。

6.2 Profibus-DP總線

優(yōu)點：通信速率高，通常情況下波特率可達(dá)1.5Mbps，最高波特率可達(dá) 12Mbps；當(dāng)現(xiàn)場通信距離超過標(biāo)準(zhǔn)要求時，可通過增加Profibus光電轉(zhuǎn)換器或Profibus中繼器（最多9個）來實現(xiàn)距離的延伸。

缺點：成本相對較高，協(xié)議復(fù)雜（但提供協(xié)議轉(zhuǎn)換芯片和開發(fā)工具包）。

6.3 CAN總線

優(yōu)點：相對于RS485傳輸距離和波特率都有很大改善。

表2 波特率與距離關(guān)系

表3 波特率與距離關(guān)系

缺點：CAN總線沒有定義應(yīng)用層協(xié)議，所以在項目實施的時候會因為通信協(xié)議的問題帶來很大的麻煩，也不便于系統(tǒng)的維護(hù)；另外，由于CAN總線采用短幀報文傳輸（最長為 8byte），所以對于信息量較大的電力設(shè)備來說，通信效率就會降低。

6.4 DeviceNet總線

優(yōu)點：在CAN總線基礎(chǔ)上定義了應(yīng)用層協(xié)議，統(tǒng)一了接口協(xié)議。

表4 波特率與距離關(guān)系

缺點：目前國內(nèi)并未推廣開，只有少數(shù)廠家能供貨，且該成本很高。

通過上述比較，RS-485 Modbus-RTU總線不失為一種經(jīng)濟(jì)型選擇方案； Profibus-DP總線通常應(yīng)用在要求實時性較高的場合。另外，為了便于自動化系統(tǒng)的調(diào)試和維護(hù)，同一系統(tǒng)中的總線協(xié)議類型最好一致，盡量避免出現(xiàn)多種協(xié)議類型，特別是制造廠家自定義協(xié)議。

7 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)功能

Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)采用具現(xiàn)場總線通信功能的智能型保護(hù)、測量及控制設(shè)備，它主要分：一次設(shè)備和二次設(shè)備，一次設(shè)備如智能型框架斷路器、智能型塑殼式斷路器，二次設(shè)備如智能型 PC測控裝置、智能型測控儀表、智能型電動機控制器等。

7.1 遙控功能

通過上位機對智能型低壓成套設(shè)備各電氣回路或電器設(shè)備實現(xiàn)遠(yuǎn)程操作控制功能（具體各回路的可遙控的功能應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要確定）。

（1）配電回路：控制斷路器的分閘、合閘。

（2）電動機控制電路：電動機的起動、停車、復(fù)位等操作。

7.2 遙測功能

通過上位機遠(yuǎn)程采集智能型低壓成套設(shè)備各電氣回路的電量參數(shù)(具體可遙測的參數(shù)應(yīng)根據(jù)設(shè)計需要確定)。

（1）主進(jìn)線電路：三相電流、三相電壓、有功功率、功率因素、有功電能、無功電能等。

（2）配電電路：三相電流、三相電壓（相電壓/線電壓）、有功功率、有功電能等。

（3）出線回路：三相或單相電流、有功功率、有功電能等。

（4）電動機回路：三相或單相電流、有功功率等。

（5）補償回路：功率因素（實際值/設(shè)定值）等。

（6）其他：電網(wǎng)頻率、諧波分量等。

圖19是“某低壓智能化配電監(jiān)控管理系統(tǒng)”主界面圖（部分）。系統(tǒng)中400V系統(tǒng)采用具有Modbus 總線通信接口的智能斷路器測控裝置實現(xiàn)進(jìn)線和饋線回路斷路器的遠(yuǎn)程控制、電參量測量和運行狀態(tài)監(jiān)視。

圖19 智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)1

圖20 智能化監(jiān)控管理系統(tǒng)2

7.3 遙調(diào)功能

通過上位機遠(yuǎn)程調(diào)整各個智能終端的的可變參數(shù)（如斷路器保護(hù)參數(shù)）。

下圖是智能型萬能式斷路器 CW2/H主要保護(hù)參數(shù)遠(yuǎn)程下載和查看界面。

圖21 遙調(diào)功能

7.4 遙信功能

通過上位機對智能型成套設(shè)備各電氣回路或電器設(shè)備實現(xiàn)以下遙信功能，具體可遙信的功能應(yīng)

根據(jù)設(shè)計需要確定。圖22是現(xiàn)場設(shè)備故障報警指示畫面。

（1）通信狀態(tài)。

（2）報警/故障信息。

（3）開關(guān)狀態(tài)、補償電容器投切狀態(tài)。

（4）設(shè)備操作次數(shù)/運行時間等。

圖22 遙信功能故障報警指示畫面

7.5 維護(hù)管理功能

系統(tǒng)能通過上位機對各從站實現(xiàn)以下維護(hù)管理功能：

（1）智能型成套設(shè)備的工程資料及設(shè)備信息管理。

（2）各回路的掛牌檢修功能。

（3）操作事件記錄功能。

（4）報警管理。

（5）故障管理。

（6）電能管理。

（7）負(fù)荷分析。

（8）報表打印等（包括實時報表、日報表、月報表及年報表）。

圖23是系統(tǒng)故障記錄管理功能界面。

圖24是系統(tǒng)操作記錄管理功能界面。

圖25是系統(tǒng)實時報表功能界面。

圖26是系統(tǒng)日報表功能界面。

圖23 故障記錄管理功能

圖24 操作記錄管理功能

圖25 實時報表功能

圖26 日報表功能

8 Riyear-PowerNet配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用案例

（1）某智能化配電監(jiān)控管理系統(tǒng)方案簡介

某工業(yè)園區(qū)智能低壓配電系統(tǒng)共有 4個變電站、1個測試中心和2個箱式變電站組成。為了實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的保護(hù)、測控功能，在配電柜中安裝智能型萬能式斷路器，在電容補償柜上加無功補償控制器及電量監(jiān)控儀作為顯示。

由于各變電站分布較遠(yuǎn)，從站的節(jié)點數(shù)有 100多點，還需要為今后的發(fā)展和擴(kuò)充留有余地，基本情況分兩個階段：

第一階段把1#、4#變電站和生活區(qū)箱式變電站安排在一個主控站，把2#、3#變電站和頂樓箱式變電站安排在一個主控站，生活水泵安排在一個主控站，五臺發(fā)電機控制和目前已運行的三期高壓系統(tǒng)組成一個高壓主控站。既方便操作又為以后發(fā)展留有余地，而各個主控站則通過工廠級以太網(wǎng)連接到中央控制室。在中央展示室通過以太網(wǎng)增加一個投影屏，實現(xiàn)對整個配電系統(tǒng)的顯示。

試驗站變電站單獨一個主控站，空壓機、空調(diào)機控制單獨一個主控站。將在第二階段安排實施。

多主站這種方式適合配電站相對分散，從站設(shè)備相對較多，數(shù)量大于32個的系統(tǒng)。采用多主站形式，多主站PC集中在中央控制室，進(jìn)行集中監(jiān)控，各個主站之間通過以太網(wǎng)與信息管理中心連接。

圖27 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

（2）某熱電廠智能化配電監(jiān)控管理系統(tǒng)方案簡介

機組的運行以 Riyear-PowerNet 系統(tǒng)的主機為監(jiān)控中心，實現(xiàn)爐、機、風(fēng)機、水泵集中控制。在集中控制室內(nèi)可完成機組正常運行工況的監(jiān)視和調(diào)整、異常工況的報警和緊急事故處理，在少量就地運行人員的配合下，可實現(xiàn)機組的分階段半自動起/停。

集中控制室內(nèi)的控制盤上布置大屏幕，顯示少量重要參數(shù)的監(jiān)視儀表和報警信號光字牌以及部分操作按鈕，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)全局故障時，可安全停機。

控制室具有支持大范圍的 I/O能力，具有功能強大的組態(tài)能力，遠(yuǎn)程 I/O是執(zhí)行控制邏輯，數(shù)據(jù)采集的控制模件，具有很高的可靠性和對工業(yè)過程的適用性。

中控室設(shè)備包括人機接口站和工程師站，系統(tǒng)中的 2臺人機接口站采用高性能的 DELL主機，WINDOWS操作系統(tǒng)作為平臺。工程師站采用1臺高性能的DELL機，兼操作員站。

圖28 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

9 結(jié)論

針對目前智能型斷路器的網(wǎng)絡(luò)化控制的發(fā)展趨勢，只有總線接口完備的產(chǎn)品，才能盡可能的滿足各種用戶的需要，也才能在市場上擁有更好的產(chǎn)品競爭力。

我們要在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，不斷完善產(chǎn)品各項性能，包括在斷路器通信功能上，在提供給用戶各種具有通信功能的產(chǎn)品基礎(chǔ)上，同時在通信網(wǎng)絡(luò)集成上也要形成一整套滿足用戶需要的方案，努力與國外同類產(chǎn)品減少技術(shù)上的差距。這樣產(chǎn)品的技術(shù)層次才能不斷提高，企業(yè)競爭力才能不斷增強。