隨著地鐵系統的安全運營治理對電氣設備控制自動化和智能化程度的要求越來越高,利用現代電子技術、傳感器技術、通訊技術、計算機及網絡技術,將電力設備在正常及事故情況下的監測、保護、控制、電力計量同集散控制系統DCS、PLC、融合在一起,達到高層次、高透明度的良好治理,已成為一種必然趨勢和發展方向。在數字化的時代,INTERNET風靡全球,網絡改變著全世界。它正式公布數字化網絡(以太網)時代已經來臨。這意味著一切運行和經營治理方式均需數字化,并且必須與電腦、通訊相融合,所以多功能電力儀表在地鐵低壓配電系統監控治理已成為必然。
二、 配電系統自動化的需求(智能開關柜的最優化組合)
1、 配電自動化的發展過程
從80年代末到90年代初,隨著計算機技術、微電子技術、電力電子技術、抗干擾技術等新技術的迅速發展,特別是網絡通訊技術的發展使得電力自動化技術得到了空前發展。各至公司開始把這些技術應用于配電系統,也就是所謂的把強電控制與微電子技術、計算機技術、網絡通訊技術相結合,從而誕生了智能型開關柜及相關產品,如德國西門子公司SIVACON系列,英國ALSTOM公司GALAXIS和TRIMLINE系列,ABB公司HONOR系列,施耐德公司BLOKSET系列等。
智能型開關柜是以
智能電力儀表替換模擬指針式儀表、繼電器、電度表,通過其網絡通訊接口與中心控制室的計算機系統聯網,從而可以實現對各供配電回路的電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率、電度量等電參數進行監測以及對斷路器的分合狀態、故障信息進行監視,對斷路器的分合狀態進行控制,配合各種完善的遠程監控軟件,從而實現“四遠”:
● 遠測:通過計算機實時對系統進行電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等進行不斷的采集、分析、處理、記錄,顯示曲線、棒圖,自動天生報表。
● 遠信:可以實時對開關的運行狀態、保護動作等開關量進行監視,計算機實時顯示和自動報警,并對各柜內開關的狀態、事故跳閘、過流、速斷、溫度等動作進行實時記錄、打印。
● 遠控:通過計算機屏幕選擇相應的站號、開關號、合/分閘等信息,并在屏幕上將要選擇的開關的狀態反饋回來,確認后執行,實時記錄操縱的時間、類型和開關號等。
● 遠調:用于設定各種智能模塊的運行參數,既計算機根據屏幕操縱指令或計算機根據對系統分析判定結果,對智能模塊的設定值和故障保護值進行遠程整定。
智能配電系統就是與智能型開關柜與計算機監控系統的組合應用,其配置可根據具體工程的需要,既可配置玉成智能型器件及監控裝置的開關柜,又可配置玉成部使用傳統電器元件及監控裝置的開關柜,同時也能混合配置。給用戶選用提供了較大的靈活性,以滿足不同層次的需要。

2、智能開關柜采用變送器加PLC與采用智能電力儀表的比較:
在原有的開關內配置電流變送器、電壓變送器配合PLC實現對開關內電參數的采集及數據上傳,其存在的突有缺點是:
①體積大,接線復雜,假如丈量三相線電壓、相電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數、頻率等參數,需配置變送器在10數臺,輸進接線可達40多條,輸出PLC的4~20mA信號線近30條,總數可達70條左右。
②本錢較高,投資較大,對變送器送出的4~20mA電流需要進行A/D采樣,要求就地設置一臺PLC或工控機,初始投資大。
③穩定性能和精度差。由于電壓互感PT、電流互感器CT后面帶很多變送器,使PT、CT二次負載太大,使得系統丈量穩定性和精度差。
④故障率高,調試困難。由于接線復雜,設備種類繁多,易發生故障。一般變送器上無顯示,無法判定安裝后是否正確,造成調試復雜困難,
施工周期長。
⑤諧波影響變送器的精度。由于電網中諧波的污染愈重,對變送器的影響愈重,從而使系統的精度受到影響。
采用多功能電力儀表實現對開關內電參數的采集及數據上傳,其突出特點是:
①體積小,接線簡單,一只表可監測幾十個參數,大大減少了接線數目。
②功能齊全,監測電參量多。如珠海派諾電子有限公司生產的PMAC720多功能電力儀表,具有變送器、數顯、數字接口的功能,對各電參量交流采樣后,經CPU數據處理,大屏幕直接顯示;并配有RS485數字通訊接口;具有設置倍率,接裝附表和與微機數據交換等功能,可作為“一次表”,也可作為“二次儀表”、“三次儀表”。
③穩定性好,不受諧波干擾。智能監控儀表均采用交流采樣,其有效值方式,且采用數字接口RS485,具有光電隔離作用,因此系統穩定性好。
④三表合一,減少占屏面積,且省往變送器柜,較“變送器加A/D卡”方案投資較少。