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改进型智能塑料外壳式断路器特点及应用

  摘 要: 介绍了改进型智能塑料外壳式断路器的特点及应用。详细阐述了其适用范围、保护参数的设定与修改、功能特点。结合现场总线联网,分析了该断路器的几种应用方案。

  关键词: 通信; 现场总线; 塑料外壳式断路器

  中图分类号: TM 561 文献标识码: B 文章编号: 100125531 (2009) 1520057203

  0 引 言

  塑料外壳式断路器(Moulded Case CircuitBreaker,MCCB)是广泛应用于低压配电网络系统中的一种关键元器件,随着国民经济的迅速发展,我国用电容量迅速扩大,据统计,今年我国新增发电电机约达9 500 万kW,国内对MCCB 需求约2 000万台,电力系统对断路器的安全、可靠、多功能、自动化程度的要求越来越高。基于这种社会发展的需求, 杭州之江开关股份有限公司, 在HSM1z一般智能型M型控制器基础上新研制开发了可与现场总线系统连接的H型控制器,改进型智能MCCB (以下简称断路器)已通过国家认证中心的“3C”认证和通过省级新产品鉴定。

  1 断路器适用范围

  (1) 改进型智能MCCB 适用于交流50 Hz,额定绝缘电压690 V,额定工作电压400 V及以下,额定电流从40 A (整定电流从16 A 起) ~1 250 A低压电网中。

  ( 2 ) 本断路器符合IEC 6094722 及GB 14048. 2等标准[ 1 ] 。

  2 断路器保护参数的设定与修改

  可通信断路器保护参数设定和修改可以通过面板上调节旋钮、上位机或手持式编程器3种方式进行,保护参数以最后的有效设定值为准。可通信断路器分近控、遥控两种状态。当断路器处于近控状态时,只有通过调节旋钮直接对断路器进行参数设定,此时上位机或编程器只能读取数据,不能设定或更改参数;当处于遥控状态时,通过调节旋钮对断路器更改参数无效,可通过上位机或编程器设定和更改参数;当断路器从遥控状态转换到近控状态时,若上位机或编程器设定的长延时整定电流值Ir1比当时调节旋钮设定的长延时整定电流值大,且主回路电流比调节旋钮设定的Ir1大,则调节旋钮的设定参数无效,断路器保护参数仍为最近一次遥控状态的保护参数,此时需重新调整调节旋钮来激活调节旋钮的设定参数[ 2 ] 。

 

  3 断路器功能特点

  改进型智能MCCB除具备第3代一般智能型断路器所有功能外,还具有以下特点:

  (1) 长延时、短延时、瞬时三段保护电流无级可调(步长为1 A) 。

  (2) 具有现场总线连接功能,能与工控计算机或显控模块联网通信,实现配电网络的计算机联网,实现遥控、遥调、遥测、遥信功能。

  (3) 工艺性能的改进。该断路器中控制器的显示模块不再受距离的限制,可以安装在成套开关柜面板上,提高可操作性和可视性,且模块同本体之间只需一个标准的DB9插口即可连接。模块与其他上位机接口模块连接也只需一个标准的DB9插口即可连接。

  (4) Modbus协议内置。用软件代替硬件电路,不但为用户节约了成本,也简化了安装工艺。

  (5) 操作窗口的改进。该断路器中控制器选用液晶显示,简化了控制器的操作窗口,只需一个液晶和几个按键即可。可以实时地同时显示各相电流、运行参数、整定参数、故障参数等。

  4 改进型智能MCCB与现场总线

  非智能MCCB 一般只有双金属元件式的过载延时和电磁铁的瞬动保护,测量误差大,保护特性误差也较大,用户又不能调节。一般智能型断路器虽解决了以上缺点,但不能联网和远距离控制,因此,也不能满足高科技场合的需要。可通信智能型MCCB是一种全新断路器,电流测量和动作时间非常准确,用户可按不同的使用场合有84条特性可选。不但可单独分散使用, 而且可用Profibus、Device Net、CAN、RS2485、Modbus等协议将各智能模块联接成计算机局域网,如CAN总线其最高通信速率可达1 Mb / s,最大通信距离可达5 km而无需中继[ 3 ] 。

  目前国外开发的现场总线有几十种,国内电力系统中常用的有RS2485、Profibus、DeviceNet、CAN等几种。RS2485串行通信是价廉而可行的一种现场总线,智能控制器中已有RS2485 接口(可半双工或全双工,波特率9. 6 kb / s或19. 2kb / s) ,上位机中只需加一个RS2232C到RS2485转换接口,就可组成局域网(见图1) 。

 

  RS2485局域网可传输1~2 km而无需中继,最多可挂128~256个从站设备,以主2从方式通信。PC机输出为RS2232C串口,外部加一块RS2232C\RS2485转换接口,只需几百元,用两对五类双绞屏蔽电缆即可把厂区1~2 km范围内的多个智能从站设备连接成局域网,用一台上位机进行远距离监控。

  用Profibus、DeviceNet、CAN等现场总线组成局域网,均需有总线接口转换模块。3种总线的接口模块各不相同,造价较高,图2为这一类现场总线局域网。

  这类总线均有各自的接口模块,每个模块需1 500~2 000元人民币,插入PC机PC I总线的接口转换模块需3 000~4 000元人民币。故选择了智能控制器中的单片机内置总线接口模块,这种单片机只有60元/块,省去了每个控制器外部转换的接口模块,不但降低了成本,而且提高了可靠性。

  根据需要,一个大型工厂可设置二级或三级局域网,即现场级、厂级、总公司级,如图3、4 所示。

  

  5 结 语

  随着科学技术的不断发展,以可通信智能MCCB、可通信智能万能式断路器、可通信智能漏电断路器、可通信智能无功功率补偿器、可通信智能双电源自动转换器、智能软起动器、PLC、变频调速、智能电压、电流、有功功率、无功功率、cosφ、频率等多个智能模块为基础和RS2485、Profibus、DeviceNet、CAN等现场总线连接的计算机局域网将成为新一代电力控制自动化系统,改进型智能塑料外壳式断路器将会得到广泛应用。

  【参考文献】

  [ 1 ]  GB /T 14048. 2—2000低压开关设备和控制设备低压断路器[ S].

  [ 2 ]  杭州之江开关股份有限公司. Q /HZK55722006HSM1z系列智能型塑料外壳断路器产品标准[ Z].

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