当前位置:首页 >> 农网领域
农网领域
农网领域解决方案


iRB机电一体式剩余电流断路器是一种结构简单、工作稳定、保护性能可靠并具有高分断能力的配电型开关。产品符合GB14048.2及GB13955-2005《剩余电流动作保护装置安装和运行》标准,其电气寿命和机械寿命是普通剩余电流断路器和漏电综合保护器的50~100倍,更好地满足了农网“长期、安全和稳定”的工作要求。产品采用RS-485通信接口,能实现遥信、遥测、遥控、遥调(主站与从站)双向通信功能。

产品用于三相四线制中性点直接接地的低压电网系统,用来对人身触电危险提供间接接触保护,也可用于对线路或用电设备提供过电流、短路瞬时、短路短延时、剩余电流、过电压、欠电压、缺相、接地故障等进行保护。

一、 国家智能电网建设的背景

2009 年 4 月我国正式提出建设智能电网。2010 年 1 月,国家电网以公司“1 号文件”的形 式,公布了今后 10 年坚强智能电网的建设规划。规划将建设坚强智能电网建设分为三个阶 段推进:2009 年至 2010 年为规划试点阶段;2011 年至 2015 年为全面建设阶段;2016 年至 2020 年为引领提升阶段,全面建成统一的“坚强智能电网”。智能电网建设将是电力“十二五” 规划中最重要的内容。 
智能电网的含义是 :在开放和互联的信息模式基础上 ,通过加载系统数字设备和 升级电网网络管理系统 ,实现发电 、输电 、变电 、配电、用电、售电、电网分级调度、 综合服务等电力产业全流程的智能化、信息化、分级化互动管理,是集合了产业革命、 技术革命和管理革命的综合性的效率变革 。 
2010 年 9 月,国家发改委发布《关于开展农村电网改造升级工程规划有关要求的通知》,2011 年 1 月,国务院常务会议明确提出,实施农村电网改造工程,意味着在 “十二五”期间,农村电网的升级改造将成为国家智能电网建设的一个重点 ,标志着 农网改造工程进入正式启动实施阶段。 
国家能源局、国家电网公司分别在 2010 年 9 月及 2011 年 4 月发布了《农村电网 改造升级技术原则》和 《农村智能型低压配电箱功能规范和技术条件 》,为农网升级 改造工程提出了具体操作规范。 
在这样大的产业背景下,博彩十大电器多年来开发的智能化控制与保护开关产品和积累的智 能化可通信技术遇上了巨大的发展机遇。在智能电网发电 、输电 、变电 、配电 、用电 、 售电六大环节中,博彩十大电器的产品与技术在低压配电 、用电和售电环节具备广阔的应 用空间。尤其是农网升级改造工程中优势显著 。

二、 博彩十大电器产品应用情况

2001 年起SDMK1开始进入工业领域应用,目前已经有大量的产品在工业现场运行。 在钢铁行业吊车上使用,在重载和频繁操作的工况下,寿命远高于国外产品;在新疆、黑龙 江寒冷的野外,正常工作。10 年来在钢铁、合金、有色金属、煤矿、铁矿、建筑、 石油化工、造纸、电厂、自来水、污水处理、铁路、水泥、重型设备等众多领域得到了广泛应用,显示出优越的性能和独特的优势。用户北到黑龙江、新疆,南到广东、 广西、云南,覆盖三十几个省市。大量的工程应用证明博彩十大产品工作可靠、性能稳定、维护方便、运行成本低、寿命长、性价比高。 
2008 年博彩十大电器开始关注农村电网。目前,产品已经销往江苏省的泰州、盐城、张家港、连云港、溧阳、姜堰、东海等市县的供电公司、吉林省的长春市、吉林市、延边州等二十多个市县供电公司,以及山东省莘县、寿光等十几个变电所。农网综合配电箱的工况及运行环境远远好于钢铁、冶金及吊车行业。农网使用可靠性和寿命会更高。由于产品的性能非常符合国家农网升级改造的技术要求,国家电网公司于2011年5月30日在沈阳市苏家屯供电分公司召开农网工程示范县建设工作座谈会上,向全国 26 家省市电力公司农电部负责人,重点推荐了博彩十大电器应用在智能配电箱中的典型案例。

三、 iRB的基本结构与原理

iRB由两部分构成(见图 1 所示),一是主体部分:主体采用的是单一直动式电磁 机构,通过电磁系统的驱动实现主电路的通断功能。二是智能控制单元(见图 2 所示):内 部含有微处理器,实现开关的参数设置、状态检测、通断控制和远程通信功能。


四、 iRB开关在农网低压综合配电箱应用的优势

iRb应用与农网低压综合配电箱,作为出线保护开关,用一个集成化电器元件代 替传统的断路器、接触器和剩余电流动作继电器三个电器元件,简化了线路,提高了线路的 可靠性,减小了柜体体积,安装和维护方便。同时 iRB技术性能好,易于实现智能控制和远程通信。

五、 iRB的主要技术参数及功能

iRB的技术参数和性能指标符合国家标准GB/T 14048.2 、IEC60947-6-2。

1、 断路器功能

额定运行短路分断能力为50kA,具有反时限短路保护功能,可在10毫秒内分断相应级别规定的短路电流,限流系数小于0.4。

2、 接触器功能

交流50Hz或60Hz,额定绝缘电压660V。在AC43和AC44使用类别下,电寿命100万次,额定工作电压为380V,额定工作电流在相应规格范围内(整数)连续可调,可频繁操作。

3、 剩余电流(漏电)保护及一次重合闸功能

实时检测剩余电流值,将剩余电流与基准值相比较,当剩余电流超过基准值时,发出信号iRB断开主电路。额定漏电动作电流整定范围为100—500mA。极限不驱动时间选为0.06 s,具有一次自动重合闸功能。重合闸时间20 s~60 s连续可调,如自动重合闸后,因接地故障未排除而再次动作后,则自动重合闸功能自行闭锁,不能再自动重合闸。这两项参数范围均可方便地设定和调整。
iRB主电路的通断动作是由直动式电磁机构驱动的,因此通断控制特性非常好,远好于漏电断路器微型电机操作机构的通断控制特性。一次自动重合闸功能的可靠性很高。

4、 计数功能

在运行中记录并显示开关的累计操作次数。

5、 故障记录与显示功能

当系统发生故障时,开关能自动识别、存储和记录故障类型,并予以显示,便于用户排除故障。

6、 检测和显示功能

在运行中实时检测线路的电流值、电压值(可选项:V类功能)和剩余电流值,并轮流显示检测结果。

7、 缺相、三相不平衡保护功能(可选项)

当供电线路缺相(断线)、或三相电压、电流值相差较大,达到设定值时,开关断开,实施保护。

8、过压、欠压、失压保护功能(可选项)

当供电线路出现电压过高,过低,达到设定值时,开关断开,实施保护。

9、通信功能(可选项)

智能控制单元留有通信接口,可以与现场总线或计算机网络连接,实现远程监测与控制。连接方式为有线和无线两种。
iRB的功能为模块化结构(硬件模块或软件模块)所有的功能均可选择和关闭,参数均可设定和调整。

六、 iRB的独特技术优势

iRB除了具有分断能力高、可靠性高、维护方便、运行费用低等特点外,还具有如下独特的技术优势:

1、iRB节能技术

与断路器+接触器+剩余电流保护器组合模式相比,配电箱采用iRB节能效果会更好一些。

iRB节能主要来自于两个方面。一是开关电磁系统节能,iRB的电磁驱动系统采用了交流全压吸合低压直流保持技术,直流保持功率很低,iRB-250和iRB-400开关的自身能耗为2.5W;二是线路接点少,线路每一个接点都有接点电阻,会发热消耗电能,减少了接点损失,节能5—7%。

2、iRB的节材技术

iRB采用一体化功能集成技术,节材效果显著。节材效果体现三个方面:一是自身节材,与国内外同功能分立电器产品组合相比产品本体节省了大量原材料,节材率达30%以上;二是节省分立电器产品(断路器、接触器及剩余电流保护器)之间的连接件或导电铜排;三是减小了电控柜的体积,节省了柜体材料。

3、iRB的长寿命技术

iRB采用独特的结构、触头材料和灭弧技术,主触头不熔焊,电接触寿命提高了近一倍。主触头电接触寿命是决定低压电器元件寿命的关键技术,目前iRB主触头电接触寿命是国内外最高的,尤其在带负载频繁操作的场合(AC4工况),显示出独特的优势。

4、iRB的智能化与通信控制技术

(1)通信控制

iRB内部置有传感器,外部具有通信接口。通过与无线或有线通信装置连接,将开关的工作状态和参数传输到管理平台,也能接收来自管理平台的指令,实现远程控制。

(2)通信方式

iRB具有多种通信方式,带有多种工业现场总线,包括RS-232、RS-485、Modbus、Prifbus、工业以太网等,无需其他转换器件即可组成工业数字网络,可以满足各类不同用户的要求。

(3)通断控制

iRB对电气回路的通断控制,既可现场控制,也可远程控制。如当电力供应紧张,或有区域改造及维修工程时,农村电网停电与送电,可以通过远程控制实现。

(4)智能控制

当电气回路故障发生故障时,iRB能及时予以故障保护,如短路保护、过载保护、过压保护、欠压保护、缺相保护、三相不平衡保护、漏电保护等,同时还发出故障报警信号。如果有其他智能化要求可编程设定。

(5)参数设置

动作整定值可以任意设定,既可以在现场设定,也可以远程设定,并且能自动判别用户设定的参数是否合理。
iRB分断能力高,动作速度快、保护功能全,通断控制特性好,有智能化控制单元和通讯接口,是理想的配电网智能化控制与保护电器。通过对漏电流变化情况(突变或渐变)的智能化判断,诊断漏电原因,判断是人触电还是普通漏电,然后进行智能化处理。iRB具有电流、电压、剩余电流检测和故障类型记录和报警功能,可以实现远程监测。iRB通断控制特性好,可实现远程停电和送电控制。在送电时首先检测剩余电流,若有人触电,剩余电流超出设定值,iRB带有送电一次自动重合闸功能,保障送电的安全性。iRB具有智能控制单元,是适合国家电网公司规划的农网智能配电台区理想的出线保护与控制电器。

七、 iRB在智能配电台区的应用

我国智能电网建设已成定局。从现在开始即将进入智能电网建设的过渡期。过渡期内建 设和改造工程安排的好,可以减少重复建设,有利于节省未来的投资。低压综合配电箱的出 线保护开关是寿命较长的电器开关,至少使用15年以上。如果在过渡期内早一点采用智能化可通信开关,可能是最佳的投资决策。 

农村电网用户端的设备是低压综合配电箱,安装在 0.4 千伏变压器的低压侧,叫做变配台区。在智能电网中,变配台区要建成智能配电台区(即智能化低压综合配电箱),是用户端智能化控制与管理设备,是低压配电智能化系统的核心,具有五大功能,即出线保护、无功补偿、计量管理、电能质量监控、变压器状态监测。用户电表为数字化智能电表,可实现分时电价显示与计量、远程双向数据通信。用户电表的数据通过电力载波通信方式传输到智能配电台区。智能配电台区将五大功能集成进行智能化和信息化处理并传输给供电所管理平台。
基于iRB系列剩余电流断路器的农网台区远程智能控制系统

系统构成:
智能配电箱:通过集中控制器完成电能计量、出线保护、无功补偿、在线监测及系统管理等,并根据监测中心指令进行通讯或控制工作。本配电箱主要包括柜体、iRB系列剩余电流断路器、计量表等电器元件。

数据传输网络:通过GPRS与DDN数字数据网完成数据的传输。 

监控中心:负责系统的统一管理控制和数据分析。除通过电脑系统进行查询、控制外,还可以通过IPAD、手机等智能终端实时实现在线查询、遥控。

功能特点:

遥测”:通过定时巡检、随机巡检和人工操控三种模式相配合实现数据采集工作,采集三相电压、电流,有功功率,无功功率,功率因数,频率,时间,温升等“综合配电装置”的实时数据;
“遥信”:远程监视断路器的位置状态 ;
“遥控”:可以根据用户需要向“综合配电装置”下发遥控命令,实现远程遥控;
“遥调”: 可以远程调用“综合配电装置”的各种额定值、保护参数,并可根据实际情况需求远程人为整定,系统能自动判别用户设定的参数是否合理以防止人为误操作。
电能计量:“综合配电装置”的电能计量表由用户指定,装置提供了开放通讯接口,可以同通过国家标准的各种智能电表进行集成。
出线保护:对低压系统进行实时保护,出现故障时马上自动实施保护动作,并发出故障报警信号通知监控系统,主要保护功能包括: 短路瞬时、短路短延时和过载保护、剩余电流保护。
无功补偿:系统可以自动补偿低压线路的无功损耗,提高功率因素。
管理功能:配电台区资料管理、系统用户管理。
统计分析功能:系统可以查询任意时段历史数据、事件记录、报警记录等,并可以根据用户需求提供各种形象的数据图形和分析报表。
报警功能:当某项运行数据超出预先设定的范围,系统将主动报警并将报警信息上传到监控中心,同时发送到预先设置的手机号码。
现场显示与操作功能:包括实时显示各种电量及信息,包括参数设置和分合闸操作。
可扩展性:控制与保护功能可以根据工况条件需要,通过编程智能控制单元予以实现,具备良好的扩展性,可根据需要不断升级。