塑壳断路器测量保护一体化的智能配电管理解决方案

邵建国，管瑞良

(常熟开关制造有限公司，常熟 215500)

0 引言

低压智能配电系统是一种面向各行业用户端的供配电管理解决方案，依托计算机技术、网络技术、控制技术将具有通信接口的智能低压配电元件连接起来实施智能管理，通过遥测和遥控实现电力负荷的合理调配，有利于提升配电系统可靠性、提高用电管理效率，降低用户用电成本。

1 断路器智能配电管理方案

随着国民经济的迅猛发展，用电需求呈现高速增长的趋势。节能减排推进过程中，对智能配电系统用能设备和用能区域提出了电能计量的要求。断路器作为一种广泛使用的配电电器，是低压配电系统的重要电器元件。低压配电系统中，底层设备就是各类断路器，其本身就具备了保护和电能分配的功能，对于传统电力仪表，断路器集成高精度测量方案与其进行电力参数采集相比，具有无需外置高精度互感器、能够减少接线节点、可以降低电器柜占用空间等优点。因此断路器测量保护一体化的智能配电管理解决方案更具优势。

2 塑壳断路器测量保护一体化智能配电管理的实现

笔者所在单位一直致力于研究新型智能配电产品，为满足高精度测量一体化，尤其性能符合IEC 61557-12标准、应用满足IEC 60364-8-1 电气设计规范要求，公司又进一步进行了开发，设计了断路器外置式FMD3电量测量装置如图1所示，其基本特征为：(1)高精度测量，支持全电量采集，电流测量范围宽。(2)无线传输，测量数据通过ZigBee无线网络专用协议安全传输，组网便捷。(3)易于集成，适配CM3系列塑壳断路器，实现测量保护一体化智能升级。(4)图2为MCCB与能效管理系统的对接示意图，它支持与智能配电系统管理平台互联，有利于实现负荷的远程自动投切。(5)安装接线简单，便于系统设计和集成，降低用户运行成本。

图1 MCCB测量保护一体化方案

图2 MCCB与能效管理系统的对接

2.1 FMD3电量测量装置介绍

FMD3电量测量装置配套CM3热磁式塑壳断路器设计，规格覆盖 CM3-100/250/400/630，可完整集成配置出厂，安装简便，无需额外提供电源，无需外接电流互感器，大大简化了现场接线过程，降低了安装成本。该装置内置高精度罗氏电流互感器，测量范围广，结合专用计量芯片，保证了电流从数安培到几百安培的精确测量，电流、电压精度达0.5级，有功功率、有功电能达1级，性能符合IEC 61557-12(GB/T 18216.12)《性能测量和监控装置》标准class 1级，同时满足IEC 60364-8-1《能源效率》对低压配电系统四级网络中间配电板的相关要求。

另外，FMD3电量测量装置支持多种功能选择：(1)可选配显示模块，显示方式灵活，支持就地安装、柜门安装，即插即用。(2)可选配FMDJ无线接收模块，与FMD3电量测量装置采用专用协议经ZigBee无线网络连接，另外无线接收模块还提供一路RS485通信接口，用于与智能配电系统平台进行互联。(3)可选配FZT3-W状态上传模块，满足断路器状态上传要求，适配电操，实现断路器的远程合分控制，满足智能配电系统负载调控的要求。(4)还可选配温度测量功能，温度传感器内置集成，无需任何连线，实现母排温度监测。

FMD3测量装置主要技术指标如表1所示。

FMD3主要技术指标 表1

2.2 常熟开关智能配电软件介绍

根据低压配电系统实施智能配电管理的需求，常熟开关结合现场总线技术、无线技术、云端技术，为各类配电系统用户推出了CBMC智能配电云管理平台、CPME局域网管理系统和CEPA3现场智能一体机三种形式的能效管理平台，实现了资产管理、主动运维、全天候运检管理、故障快速、配电数据分析等功能。

2.2.1 CBMC智能配电云管理平台

CBMC智能配电云管理平台实现方式如图3所示，为用户提供了一种低成本、部署快、多功能、易维护的云端能效管理方案，能够与公司智能化断路器产品无缝整合，用户无需购买监控软件，无需配备现场监控电脑，能大幅降低用户系统成本。

图3 CBMC智能配电云管理平台实现

CBMC智能配电云管理平台提供全面的配电管理功能，包括配电、能耗、事件、维护、资产、系统等管理。用户通过CBMC智能配电云管理平台可快速查看现场智能配电产品的工作运行状况，另外通过公司微信公众号提供的订阅功能，用户无需安装应用就能在手机端实现设备管理和各种事件提醒的推送，功能更加便捷。

2.2.2 CPME局域网管理系统

CPME局域网管理系统是由FNG1网关、CPME设备配置软件、CPME服务器端软件组成的，其局域网管理系统平台实现如图4所示。与CBMC智能配电云管理平台具有通用性和延续性，其将本地监控系统与云平台监控系统统一化处理，并兼容现有的各类智能配电产品，充分考虑了现有智能化产品的匹配以及今后智能配电系统的升级。

图4 CPME局域网管理系统平台实现

2.2.3 CEPA3现场智能一体机

针对小型智能配电系统低成本和设备现场管理的要求， CEPA3智能配电一体机为用户提供了低价高效的能效管理方案，图5为CEPA3智能配电一体机平台实现示意图。

图5 CEPA3智能配电一体机平台实现

CEPA3智能配电一体机采用Cortex A8 嵌入式ARM系统、工业级Windows CE 操作系统，集监控主机、监控软件、数据采集器和Modbus TCP网关于一体，功能丰富，组网简单，成本相对低廉。通过直观的图形化界面操作，可以实现现场配电柜内电气设备状态、测量数据、整定数据、事件记录、历史数据等的显示，还可以实现修改断路器整定参数、控制断路器合分闸等功能。另外CEPA3还具备短消息通知报警功能，方便用户对配电系统故障的快速响应和处理。

3 结束语