低成本低压智能配电设计方案

1、低成本低压智能配电设计方案1 概述随着对生命、财产安全及电器节能管理考核的日趋重视，低压配电需要智能监控的应用场合越来越广泛。目前采用多功能电力监控仪表，对低压配电回路电流、电能进行遥测，对断路器的合闸、脱扣状态进行遥信和记录，并利用上位机软件通过仪表对断路器进行控制。虽然该方案能满足低压智能配电的要求，但每一馈线均需一台监控仪表，成本高、投资大，用户难以承受。本方案介绍了一种基于 ARTU 四遥单元，实现对终端配电线路进行遥测、遥信、遥控、遥脉的智能配电方案。该方案具有成本低、投资少、安装接线简便等优点，有利于低压智能配电的进一步推广和应用。2 ARTU 四遥单元产品特点ARTU 四遥单元包

2、括遥测单元、遥脉单元、遥信单元、遥控单元四个规格,见图 1。采用 DIN35mm导轨安装。前端带通信指示和信号运行通道指示 2 组信号灯，通信有两路 RS485 接口，一路用于通用参数的设置及调试，另一路用于读取和设置“四遥”值。产品顶端设有拨码开关窗口，可通过拨码开关设置产品通讯地址和波特率。辅助电源有 24Vdc 或 220Vac/dc 两种供选择，整机功耗小于 5W，防护等级达 IP20。产品符合 JB/T10388-2002带总线通信功能的智能测控节点产品通用技术条件、GB/T7261-2000继电器及装置基本试验方法和 GB/T13729-2002远动终端设备标准。3 四遥单元功能及

3、应用图 1 ARTU 四遥单元主要适用于低压配电终端电流、电能采集，开关量采集及自动控制。3.1 ARTU-M32 遥测单元3.1.1 产品功能ARTU-M32 能同时采信 32 路交流或直流模拟信号，如 0-20mA ac、0-5V dc、4-20mA dc 等模拟量，经 AC/DC 转换，与上位机通讯 RS485 总线连接进行数据交换。32 路双色指示灯用于指示每路输入信号的当前状态，绿灯表示正常状态，红灯表示紧急状态，黄色表示警示状态。遥测刷新速度小于 1s，精度达 0.5。3.1.2 产品应用以检测 16 路馈线的工作电流为例，一次方案见图 2（a），电流互感器采用 AKH-0.66S

4、 低压双绕组互感器，用于电流采集，一次侧额定电流 5A-6300A，二次输出有 2 个绕组，一组输出 0-5A（或 1A），给 99T1、6L 等指针表作当地显示电流值，另一组输出交流 0-20mA，给 ARTU-M32 单元远传遥测，见图 2（b），电流测量回路通过指针表显示各馈线回路相应的电流值，遥测回路利用通讯端口远程集中显示各回路电流值。图 2 ARTU-M32 遥测应用图3.2ARTU-P32 遥脉单元3.2.1 产品功能ARTU-P32 遥脉单元采集 32 路电能脉冲信号，通过 RS485 总线与上位机连接进行数据交换，具有计数值掉电保护功能。脉冲宽度大于 10ms，最大累积脉冲数

5、 4294967296 个。上位机采集得到的电能脉冲数除以该回路电能表的脉冲常数（imp/kWh），就为该回路的电能数据。该遥脉单元还有 GPS 校时功能。3.2.2 产品应用以计量 32 个馈线电能为例，电能表采用 DTM862-2 型，一次方案见图 3(a)，电能脉冲采集二次见图 3(b)。使用传统的机械式电能表附带脉冲接口，利用智能化的脉冲接收装置实现远程集中式抄表功能。图 3 ARTU-P32 采集电能应用图3.3 ARTU-K32 遥信单元3.3.1 产品功能ARTU-K32 可接受 32 路有源或无源接点，把开关量信号转换为数字信号，经通讯实现和上位机监控系统的数据交换，32 个通

6、道扫描一周所需时间为 1ms，可记录 2000 组事件容量，带 GPS 校时功能。3.3.2 产品应用1 台 ARTU-K32 可以监控 8 条马达回路或 16 路照明回路的工作状态。以监测马达回路为例，一次方案见图 4(a)，由配辅助、故障触点的 NS 断路器、LC1 交流接触器、LR2 热继电器和 AKH-0.66P 保护型互感器组成。每条马达回路监测 4 组节点，即断路器合闸、故障触点，电机运行（接触器）状态触点，电机热过载（热继电器）触点，1 台 ARTU-K32 监测 8 条马达回路。见图 4（b），通过现场启停按钮控制马达的运行与停车，现场红、绿指示灯同步显示马达的工作状态，遥信单

7、元则可通过监测各元件触点的动作值远程显示马达的工作状态。图 4 ARTU-K32 开关量采集应用图3.4 ARTU-J16 遥控装置功能及应用3.4.1 产品功能ARTU-J16 通过 RS485 总线与上位机相连，作为远程继电器输出模块，用于接收计算机指令，执行系统的遥控操作或自动控制，继电器输出共 16 路，继电器触点容量 5A/250VAC 或 5A/30VDC，遥控准确率 100%，可记录 1600 组事件顺序记录，带 GPS 校时功能。3.4.2 产品应用以 1 台 ARTU-J16 控制 8 路低压馈线为例，CM1 断路器配电动机操作机构，一次方案见图 5（a），控制方式见图 5(

8、b)。启停按钮现场手动控制各回路断路器的合、分闸，遥控单元通过通讯接口集中控制 8 路断路器的工作状态，实现断路器就地与远程两地控制的工作模式。图 5 ARTU-J16 遥控应用图4 应用实例以某工程为例，需监控 32 条低压馈线并组网，其中 16 路为照明回路、16 路为马达回路，每条馈线均需测量三相电流、电能，并进行故障记录、防误跳。每条馈线的 A 相、C 相电流采用 AKH-0.66S双绕组互感器采集，32 条馈线用 2 台 ARTU-M32 遥测单元测量并远程，B 相电流默认为 A 相与 C 相的平均值；每条馈线的电能计量采用 DTM862-2 电度表，用 1 台 ARTU-P32 采

9、集电能脉冲信号，并将数据上传，实现电能无人抄表。用 1 台 ARTU-K32 监测 16 路照明回路开关状态，2 台 ARTU-K32 监测 16 路马达回路工作状况，并实现事件记录。用 4 台 ARTU-J16 控制 32 条馈线的断路器防误跳，1 台 ARTU-J16控制 16 条马达回路的接触器，控制马达运行状态。当多个 ARTU 组网使用时，最后一个的 RS485 的A 和 B 端子上应并接入一个终端匹配电阻 R，以保证通讯阻抗匹配，终端匹配电阻一般在 120-10k之间，布线不同终端匹配电阻可能会不同。正确接入 RS485 总线，并连接至上位机。上位机根据模块的站号和波特率，按规约格

10、式下发命令。此时模块的通信指示灯闪烁，表明模块已收到上位机命令并应答，即通讯已经建立，见图 6。485A1G1 485B1485A1G1485B1485A1G1485B1采用该方案的硬件成本如下：64 只 AKH-0.66S 双绕组电流互感器，约增加成本 10560 元，2 台 ARTU-M32 遥测单元，成本 7200 元，1 台 ARTU-P32 遥脉单元成本为 3500 元，3 台 ARTU-K32 遥信单元，成本 10500 元，5 台 ARTU-J16 遥控单元成本 19500 元。32 块 DTM862-2 成本为 8000 元。如果使用智能化的网络仪表来实现以上功能，需要选用 A

11、CR210E（测量三相电流及有功电能，带通讯接口）配 2DI/2DO（2 路遥信 2 路遥控）的方案，马达回路由于需要监测的参数较多，需要配 4DI/4DO（4 路遥信 4 路遥控）的开关量模块，32 只此款仪表成本 85760 元，相比第一种方案增加成本 44.7%。5 报价方案图（6）单位：元 （RMB）型号功能价格遥信单元ARTU-K3232 路开关量采集，RS485/Modbus 协议，SOE 事件记录3200遥控单元ARTU-J16RS485 通讯输入，16 路继电器输出，SOE 事件记录3200遥脉单元ARTU-P3232 路脉冲采集，RS485/Modbus 协议3200遥测单元ARTU-M32AC、DC0-20mA（4-20 mA）或 AC、DC0-5V，32 路模拟3800信号采集，RS485/Modbus 协议R双绕组电流互感器 AKH-0.66/SS-30IS-200II2211323保护型电流互感器 AKH-0.66/PP-40IP-1