總線型低壓配電柜如何選擇

總線型低壓配電柜設(shè)備是采用標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場總線或其他數(shù)字通訊方式將具有通訊能力的元器件相互連接起來，通過控制器或上位機(jī)(主站)實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備、電網(wǎng)或其他控制器(從站)等的遙測、遙調(diào)、遙控、遙信中的部分或全部功能的低壓配電柜。隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，對配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量傳輸、遠(yuǎn)程控制、故障檢修等提出了更高的要求，另一方面，國產(chǎn)智能化電器元件品種日益增多、功能日益完善、價格日趨合理，廣大用戶已開始逐漸接受，故研發(fā)和推廣總線型低壓配電柜的條件日趨成熟。總線型低壓配電柜適用于配電系統(tǒng)中作為電能分配、轉(zhuǎn)換和電動機(jī)控制之用。設(shè)備的各個部分均可配備具有通信功能的智能化元器件，元器件自身的性能直接影響設(shè)備的性能，優(yōu)選智能化低壓元器件，達(dá)到技術(shù)上先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)上合理是總線型低壓配電柜設(shè)計(jì)的基本要求。不同場合應(yīng)選配不同性能的智能化元器件，以下河北配電柜廠家德蘭電氣就低壓配電柜系統(tǒng)各功能回路針對智能化元器件的選擇加以闡述：

一、受電回路和母聯(lián)回路

作為低壓配電柜系統(tǒng)的基礎(chǔ)，應(yīng)采用帶通信功能的智能型框架式斷路器(不考慮個別系統(tǒng)容量很小時應(yīng)用塑殼斷路器的情況),能輕松實(shí)現(xiàn)對回路的"四遙"，即遙測、遙調(diào)、遙控、遙信。目前框架式斷路器智能化已成主流，其內(nèi)置的智能控制器集保護(hù)、報(bào)警、測量、維護(hù)、運(yùn)行管理等功能一體，各類參數(shù)在線可調(diào)。不同受電回路可選擇相應(yīng)的智能控制器，且每類智能控制器均有基本功能和可選功能，可滿足選配。缺點(diǎn)是市場上多數(shù)智能型框架式斷路器采用保護(hù)和測量共用的內(nèi)置式電流互感器，其精度有限，導(dǎo)致電力參數(shù)測量精度受到制約，一般只能達(dá)到1.0級甚至更低，那么在測量精度達(dá)0.5級及以上的場合則應(yīng)另外配置測量用電流互感器和智能電力儀表而放棄斷路器的測量功能，增加了一定的費(fèi)用。智能型斷路器和儀表的各項(xiàng)參數(shù)均能被上位機(jī)讀取，總體來說實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：運(yùn)行操作全面可控；電能質(zhì)量和設(shè)備數(shù)據(jù)透明化；停電、事故跳閘、故障原因可分析。作為配電系統(tǒng)的重要部分，受電回路和母聯(lián)回路可額外配置短消息通知模塊，用于監(jiān)視智能型框架式斷路器運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)斷路器發(fā)生預(yù)先設(shè)置的事件時發(fā)送短消息到一部或多部手機(jī)提示用戶及時處置，配電柜廠家預(yù)設(shè)的事件可以是各種故障脫扣和電力參數(shù)異常報(bào)警。

二、饋電回路

饋電回路應(yīng)根據(jù)不同的控制和監(jiān)測要求合理配置元件，滿足配電系統(tǒng)總體要求(二遙、三遙、四遙)。容量較大時，則回路相對重要，一般應(yīng)實(shí)現(xiàn)"四遙"，與受電回路相似當(dāng)配置智能型框架式斷路器，并選擇合適的智能控制器，在測量精度達(dá)0.5級及以上的場合則應(yīng)另外配置測量用電流互感器和智能電力儀表。

更多場合是回路容量較小，按不同的監(jiān)測要求,配置不同智能化程度的元件可實(shí)現(xiàn)"四遙"全部或部分功能：

a)選用智能型塑殼斷路器并配電動操作機(jī)構(gòu)、控制器，可遙控分合閘、遙調(diào)回路參數(shù)、上傳開關(guān)狀態(tài)及三相電流等信息，可實(shí)現(xiàn)"四遙"，即遙測、遙調(diào)、遙控、遙信；

b)在測量精度達(dá)0.5級及以上的場合則選用普通塑殼斷路器并配電動操作機(jī)構(gòu)，配置測量用電流互感器和智能電力儀表，智能電力儀表通過通訊接口接入現(xiàn)場總線不僅可以測量現(xiàn)場電力參數(shù)，還可以配置網(wǎng)絡(luò)I/O模塊用以控制斷路器分合閘，采集開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量，從而實(shí)現(xiàn)"三遙"，即遙測、遙控、遙信；

c)低壓配電柜如果選用普通塑殼斷路器并配電動操作機(jī)構(gòu)，再配置網(wǎng)絡(luò)I/O模塊用以控制斷路器分合閘，采集開關(guān)狀態(tài)等開關(guān)量，則實(shí)現(xiàn)"二遙"，即遙控、遙信；

d)最簡單的情況是只需知道現(xiàn)場低壓配電柜回路通斷狀況，即只實(shí)現(xiàn)遙信，那么只需配置普通塑殼斷路器，手動操作，另額外增加網(wǎng)絡(luò)DI模塊對斷路器狀態(tài)進(jìn)行采集即可，這種情況下一只網(wǎng)絡(luò)DI模塊可采集多路斷路器狀態(tài)。

三、電動機(jī)回路

對于直接啟動、可逆啟動、星三角啟動等控制方式，特別要指出的是電動機(jī)保護(hù)控制器，選取功能強(qiáng)大的電動機(jī)保護(hù)控制器是實(shí)現(xiàn)電動機(jī)控制"四遙"的基礎(chǔ)，電動機(jī)保護(hù)控制器除了各類保護(hù)功能和不同的電機(jī)控制方式外，還應(yīng)具有如電氣參數(shù)監(jiān)測、電量監(jiān)測、多路開關(guān)量輸入等功能。如果只需對電動機(jī)進(jìn)行簡單起?？刂魄覍﹄娏勘O(jiān)測不作要求，那么只需配置I/O模塊完成回路的控制和開關(guān)量的采集,即實(shí)現(xiàn)"遙控、遙信"。

對于軟啟動控制方式，由于軟啟動器(如CR2)具有完善的功能，再以I/O模塊完成回路其它部分的控制和開關(guān)量的采集，就能滿足"四遙"要求。在采用電動機(jī)保護(hù)控制器或軟啟動器的方式下，應(yīng)易于通過軟件實(shí)現(xiàn)各電動機(jī)的聯(lián)鎖控制、順序控制要求，易于按用戶要求修改控制功能。

四、無功補(bǔ)償方案

1.采用智能無功補(bǔ)償控制器(如AEC4700)，可實(shí)現(xiàn)"遙測、遙調(diào)、遙信"功能：

(a)功率因數(shù)自動補(bǔ)償控制：循環(huán)投切、過零投切、共補(bǔ)分補(bǔ)相結(jié)合。

(b)測量：三相電壓、三相電流、功率、功率因數(shù)、頻率、諧波。

(c)通訊：全部參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)視和設(shè)定。

(d)本地顯示：投切狀態(tài)、電量參數(shù)。

2.采用無功功率自動補(bǔ)償控制器、DI模塊、可通訊三相電流表相結(jié)合的方式，可實(shí)現(xiàn)"遙測、遙信"功能：由DI模塊采集總開關(guān)和各路接觸器狀態(tài)，由電流表監(jiān)測三相電流。功率因數(shù)由受電柜綜合表采集。

3.副屏實(shí)現(xiàn)與主屏的聯(lián)動控制，同時配置I/O模塊、可通訊三相電流表，實(shí)現(xiàn)"遙測、遙信"功能。

五、控制電源

為滿足對配電柜廠家對系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控要求，提高電磁兼容能力，根據(jù)強(qiáng)弱電隔離的原則，總線型低壓配電柜應(yīng)另行設(shè)置與主電源隔離的操作電源和通訊電源，并且應(yīng)滿足以下要求：(a)保證各類操作順利完成，如斷路器的合閘和分閘、接觸器的接通和斷開；(b)保證通訊暢通，系統(tǒng)停電時仍能對各回路進(jìn)行監(jiān)控；(c)應(yīng)設(shè)專用回路對現(xiàn)場工控機(jī)供電；(d)滿足系統(tǒng)容量和供電時間要求；(e)需要時提供必要的事故照明電源。操作電源采用AC220V、通訊電源采用DC24V便于二次元件選型，為優(yōu)選方案。具體可采用用在線式不間斷電源(UPS)+開關(guān)電源的形式：UPS輸入為AC220V，輸出為AC220V，輸入電源取自低壓受電柜進(jìn)線側(cè)，當(dāng)有兩臺變壓器時，宜設(shè)自動切換裝置。而利用開關(guān)電源可很方便地取得DC24V電源，需注意的是開關(guān)電源輸入電源取自UPS。如有必要，UPS可支持通訊功能，利用監(jiān)控軟件實(shí)時了解電源的工作情況。

在10kV系統(tǒng)和0.4kV系統(tǒng)處于同一變配電所而10kV系統(tǒng)設(shè)有直流屏的情況下，可采用用直流屏+直流變換器的形式：由直流屏提供DC220V電源，由直流變換器將DC220V電源變換為DC24V電源，比較經(jīng)濟(jì)。不足之處是由于相對于10kV及以上的配電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)對二次元件的配套要求不同，導(dǎo)致采用DC220V控制電源時二次元件的選型有較大局限，可供選擇的二次元件品種少、體積大。

六、組網(wǎng)要求

整個總線低壓配電柜的通信系統(tǒng)是由上位計(jì)算機(jī)通過特定的通信線路與這些智能型設(shè)備連接而成。上位計(jì)算機(jī)通過讀取這些現(xiàn)場的可通信設(shè)備來獲得整個總線柜的現(xiàn)場工作狀態(tài)及參數(shù)，并將這些數(shù)據(jù)即時顯示到用戶界面上供用戶查詢使用采用相同標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的元件組網(wǎng)成本是最為經(jīng)濟(jì)的，雖然其他標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的元件可以通過通信適配器轉(zhuǎn)換掛接到總線上，但勢必增加費(fèi)用，而非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的元件，須設(shè)獨(dú)立的通信線路，并須開發(fā)專用的驅(qū)動程序，不但增加成本且浪費(fèi)系統(tǒng)資源。

由于采用新型的總線傳輸技術(shù)及可通訊元器件在配電柜廠家的廣泛應(yīng)用，使總線型低壓配電柜的綜合技術(shù)性能指標(biāo)有較大幅度的提高，為提高供電可靠性提供了有力的保障，可實(shí)現(xiàn)故障自動報(bào)警、快速定位和隔離，縮短了故障停電時間，而對設(shè)備狀態(tài)和電網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行的經(jīng)常性監(jiān)測，則降低了存在事故隱患的可能。與傳統(tǒng)低壓開關(guān)柜相比，總線型低壓配電柜系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對回路遙控、遙訊、遙測和遙調(diào)，具有多功能、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、易于維護(hù)等特點(diǎn)，它可以滿足電力工業(yè)未來的需求，具有預(yù)防/避免事故發(fā)生、強(qiáng)化企業(yè)內(nèi)部能源考核、減少設(shè)備維護(hù)和檢修時間、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合配電自動化發(fā)展新動向，值得花力氣去研究和推廣，河北石家莊配電柜廠家德蘭電氣多年致力于電氣設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富。歡迎廣大客戶朋友來電咨詢。