工厂用电监控系统方案设计

1、    工厂用电监控系统方案设计        时间:2011年09月30日     字 体: 大 中 小        关键词:<"cblue" " target='_blank'>开关量<"cblue" " target='_blank'>

2、过流<"cblue" " target='_blank'>功率因数<"cblue" " target='_blank'>无功功率<"cblue" " target='_blank'>电度<"cblue" " target='_blank'>过电压保护          

3、;  摘要     工厂用电监控系统作为工控自动化的一部分，提高工厂用电的智能化和保证用电的可靠性，已越来越受到工厂管理高层的重视。本文通过介绍一种高性价比的工厂用电监控方案，为工厂的管理层提供一个有效的参考。    1 前言    工厂用电监控实质是SCADA系统（数据采集与监视控制系统），主要由监控中心计算机主站系统、通讯通道和现场的各种远程终端单元构成（即RTU，英文名称Remote Terminal Unit），对工厂的重要电器和供电回路的进行远程

4、监测、控制以及保护，即完成遥信、遥测、遥控、遥调“四遥”功能及保护在内的综合自动化，通过与工厂MIS系统联接，提高工厂管理的自动化水平。    工厂用电监控的包括：    （1） 工厂自备变电站的高压进线的三相电压、三相电流、有功功率、<"cblue" " title="无功功率">无功功率、频率、<"cblue" " title="功率因数">功率因数、积分<"cblue&q

5、uot; " title="电度">电度等电参量的测量，断路器位置判别，断路器的遥控。    （2） 工厂自备变电站的变压器的温度和瓦斯信号的判别。    （3） 工厂自备变电站的低压出线的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、积分电度、线路谐波等电参量测量，断路器位置判别，断路器的遥控。    （4） 高压电动机的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、积分电度等电参量测量，过电流保护、不平衡（负序<

6、;"cblue" " title="过流">过流）保护、接地（零序过流）保护、启动时间过长保护、堵转保护、反时限过负荷（热过载）保护、欠电压保护、<"cblue" " title="过电压保护">过电压保护、温度保护、电动机热模型保护、故障范围判别，电动机遥控启停。    （5） 低压电动机的三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、积分电度等电参量测量，过电流保护、不平衡（负序过流）保护、接地（零序过流）保护、启动时间过长

7、保护、堵转保护、反时限过负荷（热过载）保护、欠电压保护、过电压保护、故障范围判别，电动机遥控启停、正反转及三角形星形转换。    （6） 低压电容器的三相电压、三相电流、无功功率、频率、功率因数、积分电度等电参量测量及电容器的远程投退。    2工厂用电监控系统结构        3工厂用电监控系统介绍    监控中心可以选择电力版组态软件或专业的SCADA软件，完成数据的显示，远程设备的控制，数

8、据的生成和报表等工作。    下面是方案中所用RTU或微机型电动机保护的简单介绍：    STC-2交流采样微型RTU的功能    不需要电压等变送器，三表法直接准确测量三相交流电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、频率、功率因数、零序电流、积分电度、等电参量， 可以测量变频器输出。    具有3路独立的<"cblue" " title="开关量">开关量继电器输出，可

9、以作为遥控、跳闸或者告警。    6路开关量光隔输入，也可以作为脉冲量输入。    2路直流输入（0-20mA或0-5V），可以接各种变送器。    两路通信接口，支持MODBUS规约，支持主站端的热备用。    FFT算法，可计算031次谐波。    MDS-1 微机型电动机保护的功能    除了具有STC-2的测量功能外，还具有电动机保护功能。 

10、;   2路RS232/RS485通信接口，支持MODBUS规约。    三相异步电动机的过电流保护、不平衡（负序过流）保护、接地（零序过流）保护、启动时间过长保护、堵转保护、反时限过负荷（热过载）保护、欠电压保护、过电压保护、故障范围判别等。    线路三段过流速断保护，反时限速断保护，自动重合闸    可以通过正序和负序电流的计算，了解当前电动机是正转还是反转，防止电网事故产生相序错误而导致的电动机烧毁。   &

11、#160;STC-1直流采样微型RTU的功能    8路开关量继电器输出，可以作为遥控、跳闸或者告警。    8路开关量光隔输入，也可以作为脉冲量输入。    8路直流输入（0-20mA或0-5V），可以接各种变送器。    1个标准485通信口，1个RS485/232接口，支持MODBUS或其它规约，扩展更加容易。    贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强。  &#

12、160; 卡式导轨或螺丝固定    STC-101微型RTU的功能    16路开关量光隔输入， 支持脉冲计数，支持交直流0400V输入    1个标准485/232通信口，支持MODBUS或其它规约，扩展更加容易。    贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强。    卡式导轨或螺丝固定    STC-112直流采样微型RTU的功能

13、0;   4路开关量继电器输出    8路开关量光隔输入，也可以作为脉冲量输入。    8路直流输入（0-20mA或0-5V），可以接各种变送器。    2路隔离模拟量输出，010V 或者020mA    1个隔离 485通信口，1个RS232接口，支持MODBUS RTU或者ASCII或其它规约    卡式导轨或螺丝固定    

14、;贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强。    4 系统配置    对于高低压线路，每个供电回路可以选用一台STC-2进行监控；对于高压电动机的综合监控选用MDS104微机型电动机保护；低压电动机的综合监控可以选用MDS-1微机型电动机保护；对于是否通电的检测，可以选用STC-101微型RTU；对于大量直流量的采集，可以选用STC-1微型RTU；对于需要模拟量进行输出调节，可以选用STC-112微型RTU。    三相异步电动机的反时限过负荷（热过载）保护、不平衡（负

15、序过流）保护、启动时间过长保护、堵转保护、接地（零序过流）保护、欠电压保护、过电压保护。    三相电动机转子断条、轴承损坏、绝缘监测等故障诊断功能。    MDS-104微机型电动机保护的功能    三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流、零序电压等电参量，快速数据刷新速度100次/S。测量数据刷新25次/S,也可以接成两表法使用，两表法下无法进行负序保护    具有4路独立的开关量继电器输出，可以

16、作为遥控、跳闸或者告警。    6路开关量光隔输入，也可以作为脉冲量输入。    4路隔离直流输入（0-20mA或0-5V），可以接各种变送器    5 通讯协议    基于开放性原则选用业内广泛使用的MODBUS规约。MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约。通过此规约，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信，它已经成为一通用工业标准。   

17、60;本方案中的RTU和微机型电动机保护支持MODBUS规约的子集，主要功能码为：    Read Coil Status （读继电器输出）    Read Input Status （读开关量输入）    Read Holding Registers（读保持寄存器）    Read Input Registers （读输入寄存器）    Force Single Coil （设置单个继电器）&#

18、160;   Preset Single Register （设置单个保持寄存器）    Force Multiple Coils（设置多个线圈）    Preset Multiple Registers（设置多个保持寄存器）    Read General Reference （读文件）    Write General Reference （写文件）    Read FIFO Queue（读FIFO队列）    6典型应用    下面以一个典型的10KV/400V变电站加以说明，一次接线图如下：        配置如下：    每个开关采用一台STC-2产品。10KV采用2表法，400V采用3表法，测量电压、电流、有功功率、无