FCX3智能配電監控器在配電監控系統中的運用

管瑞良 潘振克 殷建強 禇東 任靈

（常熟開關制造有限公司，江蘇 常熟 215500）

1 引言

隨著智能化技術、通信網絡技術的發展，實現中低壓配電網的自動化已成為電力系統發展的趨勢。利用通信網絡把眾多處于電力系統現場的智能可通信的斷路器等設備與主控計算機連接起來，實現集中數據處理、集中監控、集中分析和集中調度等智能化管理，這種智能配電系統相比傳統方式最顯著的優點為具有集中控制、能實現無人值守，但初期投入要增加些。為此，常熟開關制造有限公司推出了FCX3智能配電監控器，為用戶提供了靈活的解決方案。通過使用FCX3用戶既可組建低成本、無需二次開發、不需上位計算機的小型配電監控系統，又可連接到上位機，集成到智能電網中的大型配電監控系統中。

2 基于FCX3的配電監控系統通信結構

系統通信結構如圖1所示，主要由各類可通信的智能型斷路器等現場設備、網絡傳輸部分、FCX3智能配電監控器、短消息接收裝置、上位機及配電監控軟件等組成。

圖1 系統通信結構

系統具體組成如下：

（1）現場智能可通信型斷路器，如CW1/H系列、CW2系列、CW3系列、CM1Z系列、CM2Z系列、CM2L系列。

（2）網絡傳輸部分，Modbus總線、以太網、互聯網、GSM網絡。

（3）短消息接收裝置，如手機、PDA等。

（4）上位機及配電監控軟件，計算機及數據接收、分析軟件。

3 FCX3智能配電監控器

3.1 FCX3智能配電監控器簡介

FCX3智能配電監控器用于監測和顯示通信型斷路器的工作狀態及相關信息，同時可調整斷路器參數并可控制斷路器分合閘，另外可直接接入以太網及能通過短消息擴展模塊實現短信通知功能。FCX3配電監控器融合了GSM移動通信、以太網、現場總線、電磁兼容設計等技術，運用了μClinux嵌入式操作系統、MiniGUI圖形系統，人機界面友好，信息顯示簡潔、清晰。FCX3配電監控器作為一種監控設備，內置Riyear intelligent distribution V1.0配電監控軟件，可組建小型配電監控系統，滿足用戶低成本遠程監視的要求。FCX3智能配電監控器外觀如圖2所示。

圖2 FCX3智能配電監控器外觀（尺寸為197mm×150mm×57.5mm）

3.2 FCX3智能配電監控器性能

FCX3智能配電監控器性能如表1所示。

表1

4 基于FCX3的配電監控系統通信原理

FCX3智能配電監控器可通過以太網連接到上位機組建配電監控系統。上位機上的配電監控軟件可通過Modbus-TCP協議訪問FCX3智能配電監控器，FCX3智能配電監控器收到 Modbus-TCP包后進行數據解析，組織Modbus指令發往現場智能可通信型斷路器，現場智能可通信型斷路器回復Modbus指令給FCX3智能配電監控器，FCX3智能配電監控器解析 Modbus指令，組織 Modbus-TCP包回復給上位機上的配電監控軟件，配電監控系統數據流通過程如圖3所示。通過上述的過程，上位機上的配電監控軟件可實現配電網絡的遙控、遙測、遙調和遙信的“四遙”功能。

圖3 配電監控系統數據流通過程

5 基于FCX3智能配電監控器的系統功能

5.1 遙控功能

既可通過上位機對現場智能可通信型斷路器實現遠程操作控制功能（如分閘操作、合閘操作），也可在FCX3智能配電監控器上對現場智能可通信型斷路器實現操作控制功能。

5.2 遙測功能

（1）通過上位機上的配電監控軟件遠程采集現場智能可通信型斷路器各電氣回路的電量參數（具體的參數根據設計需要及現場智能可通信型斷路器類型確定）。可測量：三相電流、三相電壓（相電壓/線電壓）、需用電流、有功功率、功率因素、有功電能、無功電能、有功功率、功率因素、頻率、基波、諧波、需用功率、基波功率等。

（2）在FCX3智能配電監控器上采集、顯示現場智能可通信型斷路器上述的各電氣回路的電量參數。

（3）在上位機上通過瀏覽器查看現場智能可通信型斷路器各電氣回路的電量參數。如圖4所示。

圖4 通過瀏覽器查看現場智能可通信型斷路器的電量參數

5.3 遙調功能

既可通過上位機遠程調整各現場智能可通信型斷路器的可變參數（如斷路器保護參數），也可在FCX3智能配電監控器上調整各現場智能可通信型斷路器的可變參數。

5.4 遙信功能

既可通過上位機對現場智能可通信型斷路器實現通信狀態、開關狀態、報警/故障信息等遙信功能，也可在FCX3智能配電監控器上對現場智能可通信型斷路器實現遙信功能。

5.5 維護管理功能

可通過上位機對各現場智能可通信型斷路器實現以下維護管理功能：

（1）智能型成套設備的工程資料及設備信息管理。

（2）操作事件記錄功能。

（4）報警和故障信息管理。

（5）電能管理。

（6）負荷分析。

（7）報表打印等（包括實時報表、日報表、月報表及年報表）。

可在FCX3智能配電監控器上對現場智能可通信型斷路器實現事件記錄、負荷分析（電流、電壓趨勢）、采集現場低壓開關故障錄波數據等維護管理功能。

5.6 短消息報警功能

當斷路器跳閘或者報警的時候，FCX3智能配電監控器可發送短消息至指定手機，提示用戶及時處理，實現無人職守。

6 基于FCX3智能配電監控器的配電監控系統應用案例

6.1 某車間智能配電系統方案簡介

某車間智能低壓配電系統由一臺CW3斷路器、一臺抽屜座通信模塊、一臺FCX3智能配電監控器組成，系統連接及外觀如圖5所示。

可在FCX3智能配電監控器上實現以下的配電監控管理功能：

（1）遙控功能。對CW3斷路器實現分閘操作或合閘操作。

（2）遙測功能。測量、顯示CW3斷路器各項測量數據（電流、電壓、功率、電能、諧波等）。

（3）遙調功能。修改CW3斷路器各項保護數據（三段保護、需用電流保護、低電壓、過電壓保護、電流卸載等）。

（4）遙信功能。對斷路器實現通信狀態、開關狀態、報警/故障信息等遙信功能。

（5）指示燈報警功能。CW3斷路器發生報警或跳閘事件時報警指示燈亮。

（6）短消息報警功能。CW3斷路器發生報警或跳閘事件時發短消息給相關人員。

圖5 某車間智能配電系統連接及外觀

（7）故障記錄功能。記錄CW3斷路器發生的跳閘事件。

（8）負荷分析功能。顯示CW3斷路器的電流、電壓趨勢。

（9）顯示CW3斷路器故障錄波數據功能。

6.2 小區智能配電系統方案簡介

某小區智能配電系統由一臺 CW3斷路器、一臺CW2斷路器、一臺CW1斷路器、一臺CM1Z斷路器、二臺CM2Z斷路器、一臺CM2L斷路器、一臺FCX3智能配電監控器、一臺上位計算機以及一些通信附件組成。系統連接如圖6所示。

運行于上位計算機上的配電監控軟件界面如圖7所示。

可實現以下的配電監控管理功能：

（1）遙控功能

圖6 某小區智能配電系統連接圖

圖7 某小區智能配電系統界面

在FCX3智能配電監控器上對各斷路器實現分閘操作或合閘操作。

在上位計算機上對各斷路器實現分閘操作或合閘操作。

（2）遙測功能

在FCX3智能配電監控器上測量、顯示各斷路器各項測量數據（電流、電壓、功率、電能、諧波等）。

在上位計算機上測量、顯示各斷路器各項測量數據。

（3）遙調功能

在FCX3智能配電監控器上修改各斷路器各項保護數據（三段保護、需用電流保護、低電壓、過電壓保護、電流卸載等）。

在上位計算機上修改各斷路器各項保護數據。

（4）遙信功能

在FCX3智能配電監控器上對各斷路器實現通信狀態、開關狀態、報警/故障信息等遙信功能。

在上位計算機上各斷路器實現遙信功能。

（5）報警功能

各斷路器發生報警或跳閘事件時FCX3智能配電監控器上的報警指示燈亮。

各斷路器發生報警或跳閘事件時上位計算機上顯示報警信息。

（6）短消息報警功能

各斷路器發生報警或跳閘事件時發短消息給相關人員。

（7）故障記錄功能

在FCX3智能配電監控器上記錄各斷路器發生的跳閘事件。

在上位計算機上記錄各斷路器發生的跳閘、報警事件。

（8）負荷分析功能

在FCX3智能配電監控器上顯示各斷路器的電流、電壓趨勢。

在上位計算機上顯示各斷路器的電流趨勢。

（9）顯示CW3故障錄波數據功能

在 FCX3智能配電監控器上顯示 CW3故障錄波數據。

（10） 報表打印功能

在上位計算機上打印實時報表、日報表、月報表、年報表等各種報表。

7 結論

基于FCX3智能配電監控器的配電監控系統是一種低成本、多功能，新穎實用的監控系統。在電力、機械、冶金、石化、紡織、建筑等領域中是一種比較有應用前景的配電監控實現方案。

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