FCX3智能配电监控器在配电监控系统中的运用

管瑞良 潘振克 殷建强 禇东 任灵

（常熟开关制造有限公司，江苏 常熟 215500）

1 引言

随着智能化技术、通信网络技术的发展，实现中低压配电网的自动化已成为电力系统发展的趋势。利用通信网络把众多处于电力系统现场的智能可通信的断路器等设备与主控计算机连接起来，实现集中数据处理、集中监控、集中分析和集中调度等智能化管理，这种智能配电系统相比传统方式最显著的优点为具有集中控制、能实现无人值守，但初期投入要增加些。为此，常熟开关制造有限公司推出了FCX3智能配电监控器，为用户提供了灵活的解决方案。通过使用FCX3用户既可组建低成本、无需二次开发、不需上位计算机的小型配电监控系统，又可连接到上位机，集成到智能电网中的大型配电监控系统中。

2 基于FCX3的配电监控系统通信结构

系统通信结构如图1所示，主要由各类可通信的智能型断路器等现场设备、网络传输部分、FCX3智能配电监控器、短消息接收装置、上位机及配电监控软件等组成。

图1 系统通信结构

系统具体组成如下：

（1）现场智能可通信型断路器，如CW1/H系列、CW2系列、CW3系列、CM1Z系列、CM2Z系列、CM2L系列。

（2）网络传输部分，Modbus总线、以太网、互联网、GSM网络。

（3）短消息接收装置，如手机、PDA等。

（4）上位机及配电监控软件，计算机及数据接收、分析软件。

3 FCX3智能配电监控器

3.1 FCX3智能配电监控器简介

FCX3智能配电监控器用于监测和显示通信型断路器的工作状态及相关信息，同时可调整断路器参数并可控制断路器分合闸，另外可直接接入以太网及能通过短消息扩展模块实现短信通知功能。FCX3配电监控器融合了GSM移动通信、以太网、现场总线、电磁兼容设计等技术，运用了μClinux嵌入式操作系统、MiniGUI图形系统，人机界面友好，信息显示简洁、清晰。FCX3配电监控器作为一种监控设备，内置Riyear intelligent distribution V1.0配电监控软件，可组建小型配电监控系统，满足用户低成本远程监视的要求。FCX3智能配电监控器外观如图2所示。

图2 FCX3智能配电监控器外观（尺寸为197mm×150mm×57.5mm）

3.2 FCX3智能配电监控器性能

FCX3智能配电监控器性能如表1所示。

表1

4 基于FCX3的配电监控系统通信原理

FCX3智能配电监控器可通过以太网连接到上位机组建配电监控系统。上位机上的配电监控软件可通过Modbus-TCP协议访问FCX3智能配电监控器，FCX3智能配电监控器收到 Modbus-TCP包后进行数据解析，组织Modbus指令发往现场智能可通信型断路器，现场智能可通信型断路器回复Modbus指令给FCX3智能配电监控器，FCX3智能配电监控器解析 Modbus指令，组织 Modbus-TCP包回复给上位机上的配电监控软件，配电监控系统数据流通过程如图3所示。通过上述的过程，上位机上的配电监控软件可实现配电网络的遥控、遥测、遥调和遥信的“四遥”功能。

图3 配电监控系统数据流通过程

5 基于FCX3智能配电监控器的系统功能

5.1 遥控功能

既可通过上位机对现场智能可通信型断路器实现远程操作控制功能（如分闸操作、合闸操作），也可在FCX3智能配电监控器上对现场智能可通信型断路器实现操作控制功能。

5.2 遥测功能

（1）通过上位机上的配电监控软件远程采集现场智能可通信型断路器各电气回路的电量参数（具体的参数根据设计需要及现场智能可通信型断路器类型确定）。可测量：三相电流、三相电压（相电压/线电压）、需用电流、有功功率、功率因素、有功电能、无功电能、有功功率、功率因素、频率、基波、谐波、需用功率、基波功率等。

（2）在FCX3智能配电监控器上采集、显示现场智能可通信型断路器上述的各电气回路的电量参数。

（3）在上位机上通过浏览器查看现场智能可通信型断路器各电气回路的电量参数。如图4所示。

图4 通过浏览器查看现场智能可通信型断路器的电量参数

5.3 遥调功能

既可通过上位机远程调整各现场智能可通信型断路器的可变参数（如断路器保护参数），也可在FCX3智能配电监控器上调整各现场智能可通信型断路器的可变参数。

5.4 遥信功能

既可通过上位机对现场智能可通信型断路器实现通信状态、开关状态、报警/故障信息等遥信功能，也可在FCX3智能配电监控器上对现场智能可通信型断路器实现遥信功能。

5.5 维护管理功能

可通过上位机对各现场智能可通信型断路器实现以下维护管理功能：

（1）智能型成套设备的工程资料及设备信息管理。

（2）操作事件记录功能。

（4）报警和故障信息管理。

（5）电能管理。

（6）负荷分析。

（7）报表打印等（包括实时报表、日报表、月报表及年报表）。

可在FCX3智能配电监控器上对现场智能可通信型断路器实现事件记录、负荷分析（电流、电压趋势）、采集现场低压开关故障录波数据等维护管理功能。

5.6 短消息报警功能

当断路器跳闸或者报警的时候，FCX3智能配电监控器可发送短消息至指定手机，提示用户及时处理，实现无人职守。

6 基于FCX3智能配电监控器的配电监控系统应用案例

6.1 某车间智能配电系统方案简介

某车间智能低压配电系统由一台CW3断路器、一台抽屉座通信模块、一台FCX3智能配电监控器组成，系统连接及外观如图5所示。

可在FCX3智能配电监控器上实现以下的配电监控管理功能：

（1）遥控功能。对CW3断路器实现分闸操作或合闸操作。

（2）遥测功能。测量、显示CW3断路器各项测量数据（电流、电压、功率、电能、谐波等）。

（3）遥调功能。修改CW3断路器各项保护数据（三段保护、需用电流保护、低电压、过电压保护、电流卸载等）。

（4）遥信功能。对断路器实现通信状态、开关状态、报警/故障信息等遥信功能。

（5）指示灯报警功能。CW3断路器发生报警或跳闸事件时报警指示灯亮。

（6）短消息报警功能。CW3断路器发生报警或跳闸事件时发短消息给相关人员。

图5 某车间智能配电系统连接及外观

（7）故障记录功能。记录CW3断路器发生的跳闸事件。

（8）负荷分析功能。显示CW3断路器的电流、电压趋势。

（9）显示CW3断路器故障录波数据功能。

6.2 小区智能配电系统方案简介

某小区智能配电系统由一台 CW3断路器、一台CW2断路器、一台CW1断路器、一台CM1Z断路器、二台CM2Z断路器、一台CM2L断路器、一台FCX3智能配电监控器、一台上位计算机以及一些通信附件组成。系统连接如图6所示。

运行于上位计算机上的配电监控软件界面如图7所示。

可实现以下的配电监控管理功能：

（1）遥控功能

图6 某小区智能配电系统连接图

图7 某小区智能配电系统界面

在FCX3智能配电监控器上对各断路器实现分闸操作或合闸操作。

在上位计算机上对各断路器实现分闸操作或合闸操作。

（2）遥测功能

在FCX3智能配电监控器上测量、显示各断路器各项测量数据（电流、电压、功率、电能、谐波等）。

在上位计算机上测量、显示各断路器各项测量数据。

（3）遥调功能

在FCX3智能配电监控器上修改各断路器各项保护数据（三段保护、需用电流保护、低电压、过电压保护、电流卸载等）。

在上位计算机上修改各断路器各项保护数据。

（4）遥信功能

在FCX3智能配电监控器上对各断路器实现通信状态、开关状态、报警/故障信息等遥信功能。

在上位计算机上各断路器实现遥信功能。

（5）报警功能

各断路器发生报警或跳闸事件时FCX3智能配电监控器上的报警指示灯亮。

各断路器发生报警或跳闸事件时上位计算机上显示报警信息。

（6）短消息报警功能

各断路器发生报警或跳闸事件时发短消息给相关人员。

（7）故障记录功能

在FCX3智能配电监控器上记录各断路器发生的跳闸事件。

在上位计算机上记录各断路器发生的跳闸、报警事件。

（8）负荷分析功能

在FCX3智能配电监控器上显示各断路器的电流、电压趋势。

在上位计算机上显示各断路器的电流趋势。

（9）显示CW3故障录波数据功能

在 FCX3智能配电监控器上显示 CW3故障录波数据。

（10） 报表打印功能

在上位计算机上打印实时报表、日报表、月报表、年报表等各种报表。

7 结论

基于FCX3智能配电监控器的配电监控系统是一种低成本、多功能，新颖实用的监控系统。在电力、机械、冶金、石化、纺织、建筑等领域中是一种比较有应用前景的配电监控实现方案。

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