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1、低压配电系统中智能电器探究【摘要】智能电网是一个涵盖现代化发电、输电、配电、调控和用电的完整的信息架构和基础设施体系，具有安全性、可靠性、经济性和环保性等特点。文章针对低压配电系统中的智能电器进行了阐述。【关键词】低配电系统智能电器现场总线随着全球对电网容量、安全性、可靠性、低碳、再生能源的并网等需求的不断上升，智能电网已成为国内外企业和机构研究的核心。为了适应智能电网发展的需要，对构成智能电网特别是用户端的物质基础一低压智能电器的研究已经成为相关元件厂家的核心工作。智能电网的互动、自愈、安全、优化、集成、兼容等特征将在新一代智能电器中体现出来。1智能电器随着微电子技术的高速发
2、展，以16、32.位微处理芯片(MCU)、数字信号处理芯片(DSP)、通信协议芯片和各种功能的专用芯片、电压、电流传感器和功率电子器件等组合而成的电子部件嵌入到低压电器中，成为智能化、网络化、小型化、高可靠、节能、环保和安全的新一代电器。1.1电流采样及换算电流采样用线性度很好的空芯互感器，输出毫伏至伏级信号，对In（额定电流）=400A〜800A,互感器电流比为630A/100mV,In=1000A〜2000A,互感器电流比为1000A/100mV,In=2000A〜4000A,互感器电流比为1500A/100mV,In=4000A〜6300A,互感器电流比为2000.A/1
3、00mV,因电流测量动态范围很大，从几十安到150kA,放大器需用二级，1.5In以下用放大，15In〜150kA用缩小。以提高测量精度。放大器可用低通、带通、差动或反相放大。若控制器要测量功率、功率因数等参数时，因空芯互感器是感性的，电流输出相移较大，因而放大器需用积分型差动放大，以补偿空芯互感器的相移，也可用软件补偿。采样信号换算成显示参数，有三种方法：1.1.1最大值法计算机采样一个周期（20ms）中的最大值，除以根号2.即为有效值。Irms=Imax/,即为电流有效值。这种方法适用于波形失真较小，且谐波含量不大的场合。1.1.2方均根法（亦称真有效值法）1.1.3查表法
4、查表法常用的有平方根法和二分查表法两种，用查表法求数值的平方根（即实现开方运算）可以降低计算机的运算量，但需用较多的存储单元。目前常用的是方均根法。1.2电压采样及换算电压采样使用2mA/2niA.的电压型电流互感器，如图1所不O图1中R可取150kQ,2W,1%精度(AC300V满量程，测量相电压)或250kQ,2W,1%•精度(AC500V满量程，测量线电压)或500kQ,2W,1%精度(AC1000V满量程，测量AC690V)o换算方法与电流相同。1.3控制器的保护特性(1)过载长延时反时限保护。DW45•中过载保护有6条特性，常用的是与电流平方成反比特性Tl=(1.5I
5、R/I)2tR=2.25tR/N2式中T1—断路器过载时实际脱扣动作时间(s)；tR—断路器保护整定时间(15s、30s、60s、120s、240s和480s)；IR—断路器过载保护整定电流(0.4〜1.0)In(额定电流)；N—过载倍数N=I/IR；I—采样电流有效值。(2)短延时反时限及定时限保护特性。当I.N.Isd,且I.W.8IR.时，为反时限保护T2=(8IR/I)2tsd=64tsd/N2式中T2—短延时保护实际动作时间(s)；tsd—短延时保护整定时间，为O.l.s、0・2・s、0.3.s和0.4.s；Isd—短延时保护整定电流，一般为（1.5-15）IR；IR
6、—长延时保护整定电流，为（0.4〜1・0）In；I—采样电流有效值；N—过载倍数n=I/IR。当INIsd,且I>8IR时，为定时限保护，tsd为0.Is、0.2s、0.3s和0.4so（3）短路瞬时保护。瞬时保护釆用瞬时电流采样值，当线路中连续2ms的采样瞬时电流均超过瞬时保护电流阈值时即发出脱扣命令，因雷击波的最大宽度为700us,因而用2ms宽度来判别是雷击波还是短路电流波。2现场总线局域网智能电器中，只要有通信能力的控制器，大多数均有RS485.接口，Modbus—RTU通信协议，因目前的单片机中多数均有一个以上的USART（异步串行接口），个别MCU含有CAN或Eth
7、erNET（以太网口），因而国内低压智能电器中95%以上是RS485.接口，Modbus—RTU协议。如用户需要高速分层通信，可增加协议转换接口，提高通信速率。RS485.接口，Modbus—RTU.协议的通信速率为2.4kbit/s、4.8kbit/s、9.6kbit/s、19.2kbit/s和38.4kbit/so如9.6kbit/s速率，约1ms传送一个字节。Profibus一DP：最高通信速率为12Mbit/s,是西门子和欧洲标准。CAM：最高通信速率为IMbit/s,德国宝马汽车最
