总线型低压开关柜如何选择断路器
及相关元器件
屈仕亮
常熟开关制造有限公司 215500
摘要:总线型低压成套开关设备自然离不开智能化低压元器件,元器件自身的性能直接影响低压成套开关设备的性能,优选智能化低压元器件,提高低压成套开关设备整体性价比是低压成套开关设备设计的基本要求。
关键词:总线、智能、低压成套开关设备、低压元器件、回路
总线型低压成套开关设备是采用标准的现场总线或其他数字通讯方式将具有通讯能力的元器件相互连接起来,通过控制器或上位机(主站)实现对现场设备、电网或其他控制器(从站)等的遥测、遥调、遥控、遥信中的部分或全部功能的低压成套开关设备。随着电力工业的不断发展,对配电系统的数据量传输、远程控制、故障检修等提出了更高的要求,另一方面,国产智能化电器元件品种日益增多、功能日益完善、价格日趋合理,广大用户已开始逐渐接受,故研发和推广总线型低压成套开关设备的条件日趋成熟。
总线型低压成套开关设备适用于配电系统中作为电能分配、转换和电动机控制之用。设备的各个部分均可配备具有通信功能的智能化元器件,元器件自身的性能直接影响设备的性能,优选智能化低压元器件,达到技术上先进和经济上合理是总线型低压成套开关设备设计的基本要求。不同场合应选配不同性能的智能化元器件,以下就低压配电系统各功能回路针对智能化元器件的选择加以阐述:
一、受电回路和母联回路
作为低压配电系统的基础,应采用带通信功能的智能型框架式断路器(不考虑个别系统容量很小时应用塑壳断路器的情况),能轻松实现对回路的“四遥”,即遥测、遥调、遥控、遥信。目前框架式断路器智能化已成主流,其内置的智能控制器集保护、报警、测量、维护、运行管理等功能一体,各类参数在线可调。除了基于电力参数的保护功能外,框架式断路器还可参与配电管理和控制的功能,如电流卸载功能、ZSI区域选择性联锁功能(如CW2、CW3)、附加的自动电源转换系统等。不同受电回路可选择相应的智能控制器,且每类智能控制器均有基本功能和可选功能,可满足选配。缺点是市场上多数智能型框架式断路器采用保护和测量共用的内置式电流互感器,其精度有限,导致电力参数测量精度受到制约,一般只能达到1.0级甚至更低,那么在测量精度达0.5级及以上的场合则应另外配置测量用电流互感器和智能电力仪表而放弃断路器的测量功能,如能及时开发框架式断路器配用的高精度电流互感器,则相当于为断路器增加了一个重要性能,也为最终用户节省了相当的费用。智能型断路器和仪表的各项参数均能被上位机读取,总体来说实现以下目标:运行操作全面可控;电能质量和设备数据透明化;停电、事故跳闸、故障原因可分析。作为配电系统的重要部分,受电回路和母联回路可额外配置短消息通知模块,用于监视智能型框架式断路器运行状态,当断路器发生预先设置的事件时发送短消息到一部或多部手机提示用户及时处置,预设的事件可以是各种故障脱扣和电力参数异常报警。
二、馈电回路
馈电回路应根据不同的控制和监测要求合理配置元件,满足配电系统总体要求(二遥、三
遥、四遥)。容量较大时,则回路相对重要,一般应实现“四遥”,与受电回路相似,那么应当配置智能型框架式断路器(如CW1、CW2、CW3),并选择合适的智能控制器,在测量精度达0.5级及以上的场合则应另外配置测量用电流互感器和智能电力仪表。
更多场合是回路容量较小,按不同的监测要求,配置不同智能化程度的元件可实现“四遥”全部或部分功能:
a)选用智能型塑壳断路器(如CM1Z、CM2Z)并配电动操作机构、显示模块、转换开关,当需要远程控制时,可将转换开关置于远控位置,这时可通过上位机遥控分合闸、遥调回路参数、上传开关状态及三相电流、三相电压等信息,可实现“四遥”,即遥测、遥调、遥控、遥信;当需要就地控制时,可将转换开关置于就地位置,此时遥控功能失效,遥测、遥调、遥信功能依然存在,可通过显示模块上的分合闸按钮对开关进行分合闸操作;
b)在测量精度达0.5级及以上的场合则选用普通塑壳断路器(如CM1、CM2、CM3)并配电动操作机构,配置测量用电流互感器和智能电力仪表,智能电力仪表通过通讯接口接入现场总线不仅可以测量现场电力参数,还可以配置智能电力仪表I/O模块用以控制断路器分合闸,采集开关状态等开关量,从而实现“三遥”,即遥测、遥控、遥信;
c)如果选用普通塑壳断路器并配电动操作机构,再配置网络I/O模块(如CI1-S64)用以控制断路器分合闸,采集开关状态等开关量,则实现“二遥”,即遥控、遥信;
d)最简单的情况是只需知道现场回路通断状况,即只实现遥信,那么只需配置普通塑壳断路器,手动操作,另外在配置网络I/O模块(如CI1-S64),就可实现遥信功能;
三、电动机回路
对于直接启动、可逆启动、星三角启动等控制方式,特别要指出的是电动机保护控制器,选取功能强大的电动机保护控制器(如CD4)是实现电动机控制“四遥”的基础,电动机保护控制器除了各类保护功能和不同的电机控制方式外,还应具有如电气参数监测、电量监测、多路开关量输入等功能。如果只需对电动机进行简单起
总线型低压开关柜如何选择断路器及相关元器件
