AMC系列多回路監(jiān)控單元在智能配電回路中的應用

AMC系列多回路監(jiān)控單元在智能配電回路中的應用

姚 波¹朱 芳¹李曉東²
（1 上海安科瑞電氣有限公司  上海嘉定 201801）
（2 哈爾濱工業(yè)大學建筑設計院   黑龍江  哈爾濱市 150090）

 摘    要：介紹了AMC系列多回路智能監(jiān)控單元在智能配電回路中的的應用，將眾多配出回路的測量、計量、開關狀態(tài)監(jiān)測、控制和數字通訊等功能于一體，大大簡化了系統(tǒng)的設計，降低了設備成本，簡化了用戶投資，方便了用戶的使用和檢修。具有功能強大、性價比高、方便用戶使用、節(jié)約用戶投資等優(yōu)點
關鍵字：AMC系列智能監(jiān)控單元，簡化系統(tǒng)，降低投資，性價比高

0　 引言
　　隨著配電系統(tǒng)的發(fā)展，智能配電回路中各種儀表向集成化和網絡化發(fā)展的方向是越來越清晰。目前單回路集成化的優(yōu)勢已經出現(xiàn)，但是對多個回路的集成還未產生。
　　本文將要介紹的是最新開發(fā)的AMC系列多回路智能監(jiān)控單元在智能配電出線回路中的應用。該系列監(jiān)控單元主要應用于多個配電出線回路的電參量的監(jiān)測，它將回路中的母線電壓、多個配出回路的電流、功率、電能和各個回路的開關狀態(tài)集中測量、顯示、并通訊輸出，實現(xiàn)了對監(jiān)控要求較簡單的配電出線回路的集中測量和監(jiān)視，一個AMC多回路監(jiān)控單元就能實現(xiàn)上述多個回路的監(jiān)測功能，大大方便了系統(tǒng)的接線、安裝、調試；節(jié)約了用戶的投資，降低了系統(tǒng)成本等優(yōu)點，必將引領國內外智能配電領域的發(fā)展方向，成為智能配電中出線回路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展主流。

1　 技術背景
　　在傳統(tǒng)的智能配電出線回路中，要實現(xiàn)對回路中每個負載的各種電參量的全面監(jiān)測，一般有以下2種組網方式（以三相為例）：
　　方案1：（圖1）

圖  1　　

　　該方案在三相智能配電出線回路中是比較常見的一種方案。在對配電出線回路負載的監(jiān)控中，用戶一般需要監(jiān)控各路負載的各種電參量，包括每路負載的電流、電壓、功率、電能、開關狀態(tài)等。因此在設計方案時，針對每種電參量，用戶需要單獨配置可以測量各種電參量的儀表，由圖1可以看到，為了監(jiān)控每路負載，用戶必須為每路負載配置1個電流表、1個電壓表、1個功率表、1個電能表、1個I/O模塊。而且為了實現(xiàn)網絡化管理，每個儀表還必須是能夠進行通訊的。由圖1 可以看出，用于監(jiān)測每路三相負載的電測儀表達到5個。采用該方案的缺點是需要多個儀表才能監(jiān)控每路負載的各種電參量，監(jiān)控路數越多，使用儀表越多，用戶安裝、維修、管理很不方便。且投資較大。優(yōu)點是單個儀表出故障不影響對配電回路的其他電參量的監(jiān)控，測量的精度較高，實時性較強。
　　方案2：（圖2）

圖 2

　　該方案在三相智能配電出線回路中也是比較常見的一個方案。該方案較上面方案的先進之處在于，用于監(jiān)控每個回路電參量的儀表由1個多功能的智能儀表代替了多個儀表，1個多功能儀表集測量電流、電壓、功率、電能和開關量輸入輸出于一體，并可進行組網通訊。該方案的優(yōu)點是每路負載只需配置1個儀表即可實現(xiàn)對該路負載的所有電參量的測量和控制，組網方便，用戶投資較方案1少，安裝、維護、管理較為方便，測量的精度較高，實時性較強。缺點是一旦儀表出線故障則無法對該負載繼續(xù)監(jiān)控。
　　以上2中方案在智能配電出線回路中是常用的，但是，以上2中方案的缺點是顯而易見的，投資成本太大是一個主要的缺點。且接線、安裝、調試等都不方便。

2　 AMC系列智能監(jiān)控單元技術指標
　　AMC系列智能監(jiān)控單元是針對出線回路中一般回路的監(jiān)控要求，經過充分調研并結合實際需求開發(fā)的多回路智能配電監(jiān)控裝置。該監(jiān)控單元分為單相和三相2大系列，其型號分類見表1。其技術指標見表2。外型及安裝尺寸見圖3，一般安裝在配電柜內。

表 1  　產品型號及功能

表 2  　技術指標

圖 3

3　 AMC系列智能監(jiān)控單元的設計簡介
　　AMC系列多回路智能監(jiān)控單元的原理設計上，采用多個電子切換開關+1個電能計量芯片+1個CPU來實現(xiàn)對多個回路的監(jiān)測。其原理框圖見圖4。

圖 4

　　核心器件CPU選用飛思卡爾公司的MC9S08AW32型單片機，它是第一款基于高度節(jié)能型S08核的器件，片上資源豐富，抗干擾能力突出。內含32K字節(jié)用戶程序空間，片上集成2048字節(jié)RAM，支持BDM片上調試功能，片內集成看門狗電路。
　　電能計量芯片采用ADI公司的高精度三相電能測量芯片ADE7758，適用于各種三相電路（不論三線制或者四線制）中測量有功功率、復功率、視在功率。該IC內嵌了高精度的模數轉換器和固定模式的數字處理信號處理器（DSP），具有數字積分、數字濾波和具有眾多實用電能監(jiān)測、計量功能，是新一代高性能全數字電能表的理想芯片。
　　電子開關采用雙四選一的CD4052高速電子開關。在單片機的控制下，實現(xiàn)在不同電流信號之間的高速切換。
　　多路電流信號經電子開關進入電能芯片，結合母線電壓即可由電能芯片測得多個回路的各種電參量。

4　 AMC系列智能監(jiān)控單元的應用
4.1  典型應用
　　圖5為AMC系列三相多回路智能監(jiān)控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的3個三相負載的所有電參量測量都由1個AMC三相多回路監(jiān)控單元來實現(xiàn)。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監(jiān)測和控制。

圖 5

　　圖6為AMC系列單相多回路智能監(jiān)控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的9個單相負載的所有電參量測量都由1個AMC單相多回路監(jiān)控單元來實現(xiàn)。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監(jiān)測和控制。

圖  6

4.2  應用案例
　　圖7是江蘇某廣電大廈0.4kV低壓配電出線圖。在該設計圖中，每個單相負載的電流測量采用CL72-AI（測量單相電流）表來實現(xiàn)，每個三相負載的電流測量由CL72-AI3來實現(xiàn)（測量三相電流）。由圖可以看出，該出線回路總共要使用12個儀表。

 圖 7　　

　　圖8是采用AMC多回路監(jiān)控單元后，針對圖7系統(tǒng)所做的修改。由圖8可以看出，1個AMC16-1E9代替了9個CL72-AI，1個AMC16-3E3代替了3個CL72-AI3，大大簡化了系統(tǒng)，并可同時檢測母線電壓、每個出線回路的電能，并可利用通訊接口，實現(xiàn)廣電大廈的內部電能計量、考核、管理。

圖 8

5　 結語
　　AMC系列產品的功能強大，單個儀表能夠測量多個回路負載的多種電參量。對比圖7和圖8兩種設計方案，采用AMC系列多回路智能監(jiān)控單元，能夠大大簡化系統(tǒng)的設計方案，與傳統(tǒng)方案相比，降低用戶的投資成本，方便了系統(tǒng)的接線、安裝、調試、維護等優(yōu)點。

　　文章來源于：《建筑電氣》2007年第5期。

參考文獻
[1] 上海安科瑞電氣有限公司，AMC系列多回路監(jiān)控單元選型手冊，2006。