高性價(jià)比的工廠用電監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)介紹

1.前言

工廠用電監(jiān)控實(shí)質(zhì)是SCADA系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)），主要由監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)主站系統(tǒng)、通訊通道和現(xiàn)場(chǎng)的各種遠(yuǎn)程終端單元構(gòu)成（即RTU，英文名稱Remote Terminal Unit），對(duì)工廠的重要電器和供電回路的進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、控制以及保護(hù)，即完成遙信、遙測(cè)、遙控、遙調(diào)“四遙”功能及保護(hù)在內(nèi)的綜合自動(dòng)化，通過(guò)與工廠MIS系統(tǒng)聯(lián)接，提高工廠管理的自動(dòng)化水平。

工廠用電監(jiān)控的包括：

（1）. 工廠自備變電站的高壓進(jìn)線的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、積分電度等電參量的測(cè)量，斷路器位置判別，斷路器的遙控。

（2）. 工廠自備變電站的變壓器的溫度和瓦斯信號(hào)的判別。

（3）. 工廠自備變電站的低壓出線的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、積分電度、線路諧波等電參量測(cè)量，斷路器位置判別，斷路器的遙控。

（4）. 高壓電動(dòng)機(jī)的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、積分電度等電參量測(cè)量，過(guò)電流保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、溫度保護(hù)、電動(dòng)機(jī)熱模型保護(hù)、故障范圍判別，電動(dòng)機(jī)遙控啟停。

（5）. 低壓電動(dòng)機(jī)的三相電壓、三相電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、積分電度等電參量測(cè)量，過(guò)電流保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、故障范圍判別，電動(dòng)機(jī)遙控啟停、正反轉(zhuǎn)及三角形星形轉(zhuǎn)換。

（6）. 低壓電容器的三相電壓、三相電流、無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、積分電度等電參量測(cè)量及電容器的遠(yuǎn)程投退。

2.工廠用電監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)



3.工廠用電監(jiān)控系統(tǒng)介紹

RTU英文名稱Remote Terminal Unit，IEC現(xiàn)在給的名稱TeleControl。是一種遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)采集和控制的設(shè)備。北京易控微網(wǎng)公司的STC系列微型RTU是一種符合IEC要求的一種微型RTU設(shè)備，其型號(hào)STC為Small TeleControl的縮寫。北京易控微網(wǎng)公司的MDS系列微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)基于先進(jìn)的單片機(jī)平臺(tái)和成熟的電動(dòng)機(jī)保護(hù)理論，是綜合電動(dòng)機(jī)測(cè)量功能和保護(hù)功能于一體的高性價(jià)比智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)產(chǎn)品。

監(jiān)控中心可以選擇電力版組態(tài)軟件或?qū)I(yè)的SCADA軟件，完成數(shù)據(jù)的顯示，遠(yuǎn)程設(shè)備的控制，數(shù)據(jù)的生成和報(bào)表等工作。

下面是方案中所用RTU或微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的簡(jiǎn)單介紹：

1.STC-2交流采樣微型RTU的功能

•　不需要電壓等變送器，三表法直接準(zhǔn)確測(cè)量三相交流電壓、三相電流、三相有功功率、三相無(wú)功功率、頻率、功率因數(shù)、零序電流、積分電度、等電參量, 可以測(cè)量變頻器輸出。

•　具有3路獨(dú)立的開關(guān)量繼電器輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。

•　6路開關(guān)量光隔輸入，也可以作為脈沖量輸入。

•　2路直流輸入(0-20mA或0-5V),可以接各種變送器。

•　 兩路通信接口，支持MODBUS規(guī)約，支持主站端的熱備用。

•　FFT算法，可計(jì)算0－31次諧波。

2. MDS-1 微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的功能

•　除了具有STC-2的測(cè)量功能外，還具有電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能。

•　三相異步電動(dòng)機(jī)的反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)。

•　三相電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子斷條、軸承損壞、絕緣監(jiān)測(cè)等故障診斷功能。

3. MDS-104微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)的功能

•　三表法測(cè)量準(zhǔn)確測(cè)量三相交流電壓、電流、有功、無(wú)功、頻率、功率因數(shù)、零序電流、零序電壓等電參量，快速數(shù)據(jù)刷新速度100次/S。測(cè)量數(shù)據(jù)刷新25次/S,也可以接成兩表法使用，兩表法下無(wú)法進(jìn)行負(fù)序保護(hù)

•　具有4路獨(dú)立的開關(guān)量繼電器輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。

•　6路開關(guān)量光隔輸入，也可以作為脈沖量輸入。

•　4路隔離直流輸入(0-20mA或0-5V),可以接各種變送器；

•　2路RS232/RS485通信接口，支持MODBUS規(guī)約。

•　三相異步電動(dòng)機(jī)的過(guò)電流保護(hù)、不平衡（負(fù)序過(guò)流）保護(hù)、接地（零序過(guò)流）保護(hù)、啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、反時(shí)限過(guò)負(fù)荷（熱過(guò)載）保護(hù)、欠電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、故障范圍判別等。

•　線路三段過(guò)流速斷保護(hù)，反時(shí)限速斷保護(hù)，自動(dòng)重合閘

•　可以通過(guò)正序和負(fù)序電流的計(jì)算，了解當(dāng)前電動(dòng)機(jī)是正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)，防止電網(wǎng)事故產(chǎn)生相序錯(cuò)誤而導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)燒毀。

4.STC-1直流采樣微型RTU的功能

•　8路開關(guān)量繼電器輸出，可以作為遙控、跳閘或者告警。

•　8路開關(guān)量光隔輸入，也可以作為脈沖量輸入。

•　8路直流輸入(0-20mA或0-5V),可以接各種變送器。

•　1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)485通信口，1個(gè)RS485/232接口，支持MODBUS或其它規(guī)約，擴(kuò)展更加容易。

•　 貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

•　卡式導(dǎo)軌或螺絲固定

5.STC-101微型RTU的功能

•　16路開關(guān)量光隔輸入， 支持脈沖計(jì)數(shù)，支持交直流0～400V輸入

•　1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)485/232通信口，支持MODBUS或其它規(guī)約，擴(kuò)展更加容易。

•　貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

•　卡式導(dǎo)軌或螺絲固定

6.STC-112直流采樣微型RTU的功能

•　4路開關(guān)量繼電器輸出

•　8路開關(guān)量光隔輸入，也可以作為脈沖量輸入。

•　8路直流輸入(0-20mA或0-5V),可以接各種變送器。

•　2路隔離模擬量輸出，0～10V 或者0～20mA

•　1個(gè)隔離 485通信口，1個(gè)RS232接口，支持MODBUS RTU或者ASCII或其它規(guī)約

•　卡式導(dǎo)軌或螺絲固定

•　貼片安裝，無(wú)外部總線，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。

4.系統(tǒng)配置　

對(duì)于高低壓線路，每個(gè)供電回路可以選用一臺(tái)STC-2進(jìn)行監(jiān)控；對(duì)于高壓電動(dòng)機(jī)的綜合監(jiān)控選用MDS104微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)；低壓電動(dòng)機(jī)的綜合監(jiān)控可以選用MDS-1微機(jī)型電動(dòng)機(jī)保護(hù)；對(duì)于是否通電的檢測(cè)，可以選用STC-101微型RTU；對(duì)于大量直流量的采集，可以選用STC-1微型RTU；對(duì)于需要模擬量進(jìn)行輸出調(diào)節(jié)，可以選用STC-112微型RTU。