AMC系列多回路監控單元在智能配電回路中的應用

姚 波¹朱 芳¹李曉東²
（1 上海安科瑞電氣有限公司  上海嘉定 201801）
（2 哈爾濱工業大學建筑設計院   黑龍江  哈爾濱市 150090）

 摘    要：介紹了AMC系列多回路智能監控單元在智能配電回路中的的應用，將眾多配出回路的測量、計量、開關狀態監測、控制和數字通訊等功能于一體，大大簡化了系統的設計，降低了設備成本，簡化了用戶投資，方便了用戶的使用和檢修。具有功能強大、性價比高、方便用戶使用、節約用戶投資等優點
關鍵字：AMC系列智能監控單元，簡化系統，降低投資，性價比高

0　 引言
　　隨著配電系統的發展，智能配電回路中各種儀表向集成化和網絡化發展的方向是越來越清晰。目前單回路集成化的優勢已經出現，但是對多個回路的集成還未產生。
　　本文將要介紹的是最新開發的AMC系列多回路智能監控單元在智能配電出線回路中的應用。該系列監控單元主要應用于多個配電出線回路的電參量的監測，它將回路中的母線電壓、多個配出回路的電流、功率、電能和各個回路的開關狀態集中測量、顯示、并通訊輸出，實現了對監控要求較簡單的配電出線回路的集中測量和監視，一個AMC多回路監控單元就能實現上述多個回路的監測功能，大大方便了系統的接線、安裝、調試；節約了用戶的投資，降低了系統成本等優點，必將引領國內外智能配電領域的發展方向，成為智能配電中出線回路監控系統的發展主流。

1　 技術背景
　　在傳統的智能配電出線回路中，要實現對回路中每個負載的各種電參量的全面監測，一般有以下2種組網方式（以三相為例）：
　　方案1：（圖1）

圖  1　　

　　該方案在三相智能配電出線回路中是比較常見的一種方案。在對配電出線回路負載的監控中，用戶一般需要監控各路負載的各種電參量，包括每路負載的電流、電壓、功率、電能、開關狀態等。因此在設計方案時，針對每種電參量，用戶需要單獨配置可以測量各種電參量的儀表，由圖1可以看到，為了監控每路負載，用戶必須為每路負載配置1個電流表、1個電壓表、1個功率表、1個電能表、1個I/O模塊。而且為了實現網絡化管理，每個儀表還必須是能夠進行通訊的。由圖1 可以看出，用于監測每路三相負載的電測儀表達到5個。采用該方案的缺點是需要多個儀表才能監控每路負載的各種電參量，監控路數越多，使用儀表越多，用戶安裝、維修、管理很不方便。且投資較大。優點是單個儀表出故障不影響對配電回路的其他電參量的監控，測量的精度較高，實時性較強。
　　方案2：（圖2）

圖 2

　　該方案在三相智能配電出線回路中也是比較常見的一個方案。該方案較上面方案的先進之處在于，用于監控每個回路電參量的儀表由1個多功能的智能儀表代替了多個儀表，1個多功能儀表集測量電流、電壓、功率、電能和開關量輸入輸出于一體，并可進行組網通訊。該方案的優點是每路負載只需配置1個儀表即可實現對該路負載的所有電參量的測量和控制，組網方便，用戶投資較方案1少，安裝、維護、管理較為方便，測量的精度較高，實時性較強。缺點是一旦儀表出線故障則無法對該負載繼續監控。
　　以上2中方案在智能配電出線回路中是常用的，但是，以上2中方案的缺點是顯而易見的，投資成本太大是一個主要的缺點。且接線、安裝、調試等都不方便。

2　 AMC系列智能監控單元技術指標
　　AMC系列智能監控單元是針對出線回路中一般回路的監控要求，經過充分調研并結合實際需求開發的多回路智能配電監控裝置。該監控單元分為單相和三相2大系列，其型號分類見表1。其技術指標見表2。外型及安裝尺寸見圖3，一般安裝在配電柜內。

表 1  　產品型號及功能

表 2  　技術指標

 

圖 3

3　 AMC系列智能監控單元的設計簡介
　　AMC系列多回路智能監控單元的原理設計上，采用多個電子切換開關+1個電能計量芯片+1個CPU來實現對多個回路的監測。其原理框圖見圖4。

圖 4

　　核心器件CPU選用飛思卡爾公司的MC9S08AW32型單片機，它是第一款基于高度節能型S08核的器件，片上資源豐富，抗干擾能力突出。內含32K字節用戶程序空間，片上集成2048字節RAM，支持BDM片上調試功能，片內集成看門狗電路。
　　電能計量芯片采用ADI公司的高精度三相電能測量芯片ADE7758，適用于各種三相電路（不論三線制或者四線制）中測量有功功率、復功率、視在功率。該IC內嵌了高精度的模數轉換器和固定模式的數字處理信號處理器（DSP），具有數字積分、數字濾波和具有眾多實用電能監測、計量功能，是新一代高性能全數字電能表的理想芯片。
　　電子開關采用雙四選一的CD4052高速電子開關。在單片機的控制下，實現在不同電流信號之間的高速切換。
　　多路電流信號經電子開關進入電能芯片，結合母線電壓即可由電能芯片測得多個回路的各種電參量。

4　 AMC系列智能監控單元的應用
4.1  典型應用
　　圖5為AMC系列三相多回路智能監控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的3個三相負載的所有電參量測量都由1個AMC三相多回路監控單元來實現。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監測和控制。

 

圖 5

　　圖6為AMC系列單相多回路智能監控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的9個單相負載的所有電參量測量都由1個AMC單相多回路監控單元來實現。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監測和控制。

圖  6

4.2  應用案例
　　圖7是江蘇某廣電大廈0.4kV低壓配電出線圖。在該設計圖中，每個單相負載的電流測量采用CL72-AI（測量單相電流）表來實現，每個三相負載的電流測量由CL72-AI3來實現（測量三相電流）。由圖可以看出，該出線回路總共要使用12個儀表。

 圖 7　　

　　圖8是采用AMC多回路監控單元后，針對圖7系統所做的修改。由圖8可以看出，1個AMC16-1E9代替了9個CL72-AI，1個AMC16-3E3代替了3個CL72-AI3，大大簡化了系統，并可同時檢測母線電壓、每個出線回路的電能，并可利用通訊接口，實現廣電大廈的內部電能計量、考核、管理。

圖 8

5　 結語
　　AMC系列產品的功能強大，單個儀表能夠測量多個回路負載的多種電參量。對比圖7和圖8兩種設計方案，采用AMC系列多回路智能監控單元，能夠大大簡化系統的設計方案，與傳統方案相比，降低用戶的投資成本，方便了系統的接線、安裝、調試、維護等優點。