摘 要: 介紹了改進型智能塑料外殼式斷路器的特點及應用。詳細闡述了其適用范圍、保護參數(shù)的設定與修改、功能特點。結合現(xiàn)場總線聯(lián)網(wǎng),分析了該斷路器的幾種應用方案。
關鍵詞: 通信; 現(xiàn)場總線; 塑料外殼式斷路器
中圖分類號: TM 561 文獻標識碼: B 文章編號: 100125531 (2009) 1520057203
0 引 言
塑料外殼式斷路器(Moulded Case CircuitBreaker,MCCB)是廣泛應用于低壓配電網(wǎng)絡系統(tǒng)中的一種關鍵元器件,隨著國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展,我國用電容量迅速擴大,據(jù)統(tǒng)計,今年我國新增發(fā)電電機約達9 500 萬kW,國內對MCCB 需求約2 000萬臺,電力系統(tǒng)對斷路器的安全、可靠、多功能、自動化程度的要求越來越高。基于這種社會發(fā)展的需求, 杭州之江開關股份有限公司, 在HSM1z一般智能型M型控制器基礎上新研制開發(fā)了可與現(xiàn)場總線系統(tǒng)連接的H型控制器,改進型智能MCCB (以下簡稱斷路器)已通過國家認證中心的“3C”認證和通過省級新產(chǎn)品鑒定。
1 斷路器適用范圍
(1) 改進型智能MCCB 適用于交流50 Hz,額定絕緣電壓690 V,額定工作電壓400 V及以下,額定電流從40 A (整定電流從16 A 起) ～1 250 A低壓電網(wǎng)中。
( 2 ) 本斷路器符合IEC 6094722 及GB 14048. 2等標準[ 1 ] 。
2 斷路器保護參數(shù)的設定與修改
可通信斷路器保護參數(shù)設定和修改可以通過面板上調節(jié)旋鈕、上位機或手持式編程器3種方式進行,保護參數(shù)以最后的有效設定值為準?？赏ㄐ艛嗦菲鞣纸?、遙控兩種狀態(tài)。當斷路器處于近控狀態(tài)時,只有通過調節(jié)旋鈕直接對斷路器進行參數(shù)設定,此時上位機或編程器只能讀取數(shù)據(jù),不能設定或更改參數(shù);當處于遙控狀態(tài)時,通過調節(jié)旋鈕對斷路器更改參數(shù)無效,可通過上位機或編程器設定和更改參數(shù);當斷路器從遙控狀態(tài)轉換到近控狀態(tài)時,若上位機或編程器設定的長延時整定電流值Ir1比當時調節(jié)旋鈕設定的長延時整定電流值大,且主回路電流比調節(jié)旋鈕設定的Ir1大,則調節(jié)旋鈕的設定參數(shù)無效,斷路器保護參數(shù)仍為最近一次遙控狀態(tài)的保護參數(shù),此時需重新調整調節(jié)旋鈕來激活調節(jié)旋鈕的設定參數(shù)[ 2 ] 。
3 斷路器功能特點
改進型智能MCCB除具備第3代一般智能型斷路器所有功能外,還具有以下特點:
(1) 長延時、短延時、瞬時三段保護電流無級可調(步長為1 A) 。
(2) 具有現(xiàn)場總線連接功能,能與工控計算機或顯控模塊聯(lián)網(wǎng)通信,實現(xiàn)配電網(wǎng)絡的計算機聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)遙控、遙調、遙測、遙信功能。
(3) 工藝性能的改進。該斷路器中控制器的顯示模塊不再受距離的限制,可以安裝在成套開關柜面板上,提高可操作性和可視性,且模塊同本體之間只需一個標準的DB9插口即可連接。模塊與其他上位機接口模塊連接也只需一個標準的DB9插口即可連接。
(4) Modbus協(xié)議內置。用軟件代替硬件電路,不但為用戶節(jié)約了成本,也簡化了安裝工藝。
(5) 操作窗口的改進。該斷路器中控制器選用液晶顯示,簡化了控制器的操作窗口,只需一個液晶和幾個按鍵即可?？梢詫崟r地同時顯示各相電流、運行參數(shù)、整定參數(shù)、故障參數(shù)等。
4 改進型智能MCCB與現(xiàn)場總線
非智能MCCB 一般只有雙金屬元件式的過載延時和電磁鐵的瞬動保護,測量誤差大,保護特性誤差也較大,用戶又不能調節(jié)。一般智能型斷路器雖解決了以上缺點,但不能聯(lián)網(wǎng)和遠距離控制,因此,也不能滿足高科技場合的需要。可通信智能型MCCB是一種全新斷路器,電流測量和動作時間非常準確,用戶可按不同的使用場合有84條特性可選。不但可單獨分散使用, 而且可用Profibus、Device Net、CAN、RS2485、Modbus等協(xié)議將各智能模塊聯(lián)接成計算機局域網(wǎng),如CAN總線其最高通信速率可達1 Mb / s,最大通信距離可達5 km而無需中繼[ 3 ] 。
目前國外開發(fā)的現(xiàn)場總線有幾十種,國內電力系統(tǒng)中常用的有RS2485、Profibus、DeviceNet、CAN等幾種。RS2485串行通信是價廉而可行的一種現(xiàn)場總線,智能控制器中已有RS2485 接口(可半雙工或全雙工,波特率9. 6 kb / s或19. 2kb / s) ,上位機中只需加一個RS2232C到RS2485轉換接口,就可組成局域網(wǎng)(見圖1) 。
RS2485局域網(wǎng)可傳輸1～2 km而無需中繼,最多可掛128～256個從站設備,以主2從方式通信。PC機輸出為RS2232C串口,外部加一塊RS2232C\RS2485轉換接口,只需幾百元,用兩對五類雙絞屏蔽電纜即可把廠區(qū)1～2 km范圍內的多個智能從站設備連接成局域網(wǎng),用一臺上位機進行遠距離監(jiān)控。
用Profibus、DeviceNet、CAN等現(xiàn)場總線組成局域網(wǎng),均需有總線接口轉換模塊。3種總線的接口模塊各不相同,造價較高,圖2為這一類現(xiàn)場總線局域網(wǎng)。
這類總線均有各自的接口模塊,每個模塊需1 500～2 000元人民幣,插入PC機PC I總線的接口轉換模塊需3 000～4 000元人民幣。故選擇了智能控制器中的單片機內置總線接口模塊,這種單片機只有60元/塊,省去了每個控制器外部轉換的接口模塊,不但降低了成本,而且提高了可靠性。
根據(jù)需要,一個大型工廠可設置二級或三級局域網(wǎng),即現(xiàn)場級、廠級、總公司級,如圖3、4 所示。
5 結 語
隨著科學技術的不斷發(fā)展,以可通信智能MCCB、可通信智能萬能式斷路器、可通信智能漏電斷路器、可通信智能無功功率補償器、可通信智能雙電源自動轉換器、智能軟起動器、PLC、變頻調速、智能電壓、電流、有功功率、無功功率、cosφ、頻率等多個智能模塊為基礎和RS2485、Profibus、DeviceNet、CAN等現(xiàn)場總線連接的計算機局域網(wǎng)將成為新一代電力控制自動化系統(tǒng),改進型智能塑料外殼式斷路器將會得到廣泛應用。
【參考文獻】
[ 1 ] GB /T 14048. 2—2000低壓開關設備和控制設備低壓斷路器[ S].
[ 2 ] 杭州之江開關股份有限公司. Q /HZK55722006HSM1z系列智能型塑料外殼斷路器產(chǎn)品標準[ Z].
