新一代智能化断路器与物联网技术的融合。新一代智能化断路器与物联网技术的融合 陈培国 1,管瑞良 2,陈 平 2 【摘 要】 随着物联网技术的逐渐成熟以及智能断路器功能的进一步完善，融合 物联网技术使得传统配电系统中四遥等功能得到进一步的革
新一代智能化断路器与物联网技术的融合 陈培国 1,管瑞良 2,陈 平 2 【摘 要】 随着物联网技术的逐渐成熟以及智能断路器功能的进一步完善，融合 物联网技术使得传统配电系统中四遥等功能得到进一步的革新，介绍了物联网 技术和智能断路器技术融合的配电监控系统，包括底层设备的更新和完善、云 管理平台等。介绍了配电监控系统融合物联网技术的优势,使得配电监控系统功 能得到进一步拓展。 【期刊名称】电器与能效管理技术 【年(卷),期】2018(000)021 【总页数】4 【关键词】 配电监控系统;智能断路器;物联网技术;数字化 0引言 为了满足智能电网对用户端系统智能控制的要求,在低压配电系统中采用配电监 控系统,传统的方法是以高性能的可通信智能配电元件为基础,将现场的低压配电 系统和计算机网络紧密结合,集遥测、遥信、遥控、遥调等功能于一体,用户可根 据实际需要建立适合自己的监控系统,远程掌控整个配电系统运行情况。 随着互联网的普及和通信技术的发展,在互联网基础上延伸和扩展的物联网 (Interent of Things,IoT)开始应用。在新一代智能化断路器推出后,常数开关制 造有限公司对传统的配电监控系统进行了革新,促进了断路器与物联网的融合,使 其智能功能得到进一步的拓展。 1 断路器与物联网的融合系统 1.1 底层设备——新一代智能化断路器 传统配电监控连接示意图如图 1 所示。 目前,企业提供两种物联网接入方案: (1) 新购全系列 CW3 断路器均可选配内置式 wifi 通信模块,在现场具备可上网 的 wifi 环境下,通过手机简单设置即可快速让 CW3 连入云服务器,实现物联网服 务。现场无需布线和改线 内置 wifi 一体化物联网方案如图 2 所示。 (2) 原购的 CW3 用户及智能型塑壳断路器可选配外置式 wifi 模块 FWF1,只需 将断路器的 RS-485 通信接口与 FWF1 相连接,即可实现物联网服务。FWF1 外 置 wifi 物联网方案如图 3 所示。 1.2 云管理平台 一般,假设在云服务器上具备稳定的带宽和可靠的并发数据处理能力,用于管理及 接收所有断路器设备的数据,并存储在云数据库。 云服务器进行 Web 服务时,从云数据库中提取有效数据为用户提供各种界面服 务,包括手机板和电脑板。 云管理平台设计必须考虑有可能同时面临海量的底层设备上传的数据,并保证其 完整和处理准确。同时具备一定的过滤防护功能,可判断并删除无效数据,防止外 界干扰和攻击。 1.3 数据分析、运维服务 数据分析、运维服务是云管理平台的上层模块,可对存储在云管理平台的数据进 行进一步分析,为配电管理提供依据及断路器远程运维提供支持。 目前,数据分析主要提供两方面的服务: (1) 优化能耗管理。通过分析设备在各个时间段长时间运行的各种能耗数据,为 用户提供各种能耗建议,优化能耗管理。 (2) 设备(资产)维护。 通过分析设备数据可提前预知可能存在的故障或隐患,及 时通知进行设备维护。系统提供预警信息后可在故障发生时使用各种手段协助 用户在第一时间内排除故障。 通过数据分析帮助用户进行决策,对底层设备进行调整和优化,形成数据闭环,为 用户创造更多价值。断路器物联网的数据闭环如图 4 所示。 2 底层设备的更新及完善 2.1 CM5Z 智能化塑壳断路器(以下简称 CM5Z) CM5Z 采用双断点专利技术,具备高限流性能,确保分断能力比普通断路器明显提 高,最高达 Icu=Ics=150 kA/AC 400 V。整定电流范围 12.5 A～1 600 A,覆盖 各种场合。全新的机械机构提升了机械寿命和电寿命。采用双重绝缘使机构及 附件底座与主回路完全隔离,确保操作安全。 CM5Z 可有效限制短路能量,短路分断时峰值电流被抑制得很小,使之与常熟开关 制造有限公司生产的其他高限流下级断路器实现全选择性保护配合。 尤其是测量功能大幅度升级。其中 CM5Z/IP 采用双线圈高精度电流互感器,在 内部尺寸受限条件下使电流、电压、功率、功率因数、电能及谐波的测量精度 提高(电流精度1.5%,功率/电能精度2.5%),相比传统的智能塑壳断路器(电流 精度5%)有质的提高。 CM5Z 具备 RS-485 通信接口,能实现完全的“遥测、遥信、遥调、遥控”功能, 发生报警和故障时,能自动将事件记录在本体的存储记录中(最多 10 条故障及 10 条报警记录),供用户随时查询。 2.2 CW3 智能化万能式断路器(以下简称 CW3) CW3 智能化万能式断路器是企业成熟的配电技术与人性化设计相结合的新一代 产品。应用于低压配电领域,不但可实现线路保护,还可实现电动机(满足 GB 50055 对电动机保护要求)、发电机(满足 GB 755 对发电机保护要求)等设备的 保护。 CW3 具有 6 种壳架,覆盖额定电流 200 A～7 400 A 的各种低压配电场合。同 时派生各种衍生型号:适用于风力发电场合的宽频型断路器 CW3F;满足分布式电 源并网要求的增强型 CW3R;可用于 AC 1 140 V 系统的低压线V; 高分断限流型小型化断路器 CW3X 及用于光伏发电 DC 1 000 V 系统的直流断 路器 CW3DC。 CW3 贯彻高性能、高可靠设计理念。短路性能 Icu=Is=Icw,实现全电流范围选 择性保护。AC 400 V 极限分断能力覆盖了 65～150 kA,其中 CW3-2500S 可 高达 100 kA。为适应海外市场需求,增加了 AC 400 V 指标,极限分断能力达 50～120 kA;AC 690 V 时达 42～100 kA。 CW3 的机械和电气寿命明显提升。CW3R 的机械寿命(免维护)达 3 万次,电气 寿命达 1.5 万次(400 V)及 1 万次(690 V),并可满足 GB 14048.4 标准中 AC-3 类使用要求。 CW3 可选的控制器测量类型:
