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[導(dǎo)讀]斷路器普遍應(yīng)用在電力場所,目前主流的還是傳統(tǒng)斷路器,通過485、ModBus等有線方式通信,但隨著泛在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展跟電力系統(tǒng)整體的智能化改造,無線通信是否會取代當(dāng)前有線方案?本文與您一起探討。

斷路器普遍應(yīng)用在電力場所,目前主流的還是傳統(tǒng)斷路器,通過485、ModBus等有線方式通信,但隨著泛在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展跟電力系統(tǒng)整體的智能化改造,無線通信是否會取代當(dāng)前有線方案?本文與您一起探討。
斷路器簡介斷路器想必大家都不陌生,斷路器是指能夠關(guān)合、承載和開斷正?;芈窏l件下的電流并能在規(guī)定的時間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷異?;芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置,被普遍應(yīng)用在各類電力場所中。斷路器根據(jù)在電力系統(tǒng)中作用包括兩個:
  • 微型斷路器:屬于終端電器,用于線路末端,對有關(guān)電路和用電設(shè)備進行配電、保護、控制、指示信號、計量等作用;
  • 框架斷路器(萬能式斷路器)、塑殼斷路器(空氣開關(guān)):屬于配電電器,用于電網(wǎng)輸配電的低壓側(cè)。用于電流的流通、分?jǐn)?,能在線路或用電設(shè)備發(fā)生短路、過載、 欠壓等故障時切斷電路,從而起到對線路和設(shè)備的保護作用。

電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖1  斷路器

我國低壓電器行業(yè)經(jīng)歷四次產(chǎn)品迭代,已形成完整生產(chǎn)體系。我國低壓電器行業(yè)經(jīng)歷了 60 年左右的發(fā)展,從修配、仿制再到自主研發(fā),已經(jīng)迭代了四代產(chǎn)品。
  • 一代:產(chǎn)品種類單一,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)尺寸大且產(chǎn)品性能不穩(wěn)定,目前已強制淘汰;
  • 二代:產(chǎn)品種類增多,產(chǎn)品體積縮小,性能得到改良,并完善了保護特性,目前少量產(chǎn)品生產(chǎn);
  • 三代:性能再度完善,并引入現(xiàn)場總線技術(shù),實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化和可通信,目前是行業(yè)主流應(yīng)用產(chǎn)品;
  • 四代:智能化特征更加凸顯,并具備了小型化、高可靠、綠色環(huán)保、節(jié)能與節(jié)材等特點,正陸續(xù)推向市場。

近年來隨著開放式現(xiàn)場總線技術(shù)的進步及廣泛應(yīng)用,使低壓配電與控制系統(tǒng)、終端用電系統(tǒng)在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,智能配電系統(tǒng)未來有望成為市場的主流。
主流斷路器方案簡介
當(dāng)前主流第三代斷路器總線形式包括RS-485和CAN總線兩種形式,RS-485通信接口實現(xiàn)智能節(jié)點與監(jiān)控計算機之間的串行連接;Modbus通訊協(xié)議制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式,為智能節(jié)點與監(jiān)控計算機之間提供通信規(guī)約。
以RS-485為例,整體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為主設(shè)備采用PC機,從設(shè)備是各種斷路器,簡單框圖如下:所有設(shè)備均有線連接,設(shè)備信息在后臺PC機上顯示數(shù)據(jù),可遠(yuǎn)端查看單獨設(shè)備、狀態(tài)查詢的信息,并且能夠遠(yuǎn)端控制斷路器的工作情況。
電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖2  塑殼斷路器管理框圖

斷路器未來發(fā)展趨勢

隨著智能物聯(lián)的必然發(fā)展趨勢下,對配套電力設(shè)備技術(shù)有了更高的要求,RS-485/CAN總線等有線形式將存在布線難,運維成本高的問題,并且隨著無線通訊形式的穩(wěn)定性提升,未來斷路器會基于傳統(tǒng)方式還采用無線(4G,藍(lán)牙)等方式傳輸,可以保證每臺設(shè)備的狀態(tài)可以實時上傳到后臺或者云端,可以實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài),在后續(xù)維護管理上更加方便,而且在某些不方便布線的場所更能夠靈活的應(yīng)用,具體如下所示。
電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?
圖3  無線斷路器配網(wǎng)架構(gòu)

ZLG斷路器通訊方案

1、有線傳輸方案
致遠(yuǎn)電子面向智能斷路器的RS-485/CAN總線隔離需求提供滿足對應(yīng)需求的解決方案,當(dāng)前智能斷路器對于隔離RS-485/CAN需求包括兩方面:成本優(yōu)化與集成度小型化。
為滿足行業(yè)用戶的高性價比最求,致遠(yuǎn)電子可為用戶提供P系列電源模塊內(nèi)部的主控電源IC ZLG1002與配套變壓器FG0505-1,進而搭建總線隔離RS-485/CAN電路。
電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖4  ZLG1002電源IC

電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖5  FG0505-1變壓器套片

電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖6  ZLG1002 FG0505-1應(yīng)用電路圖

  • 毫瓦級靜態(tài)電流,極低的靜態(tài)功耗;
  • 85%轉(zhuǎn)換效率,有效降低電源溫升;
  • 支持短路自恢復(fù),為用戶降低失效風(fēng)險;
  • -40℃~105℃,超寬工作溫度范圍。

為滿足行業(yè)用戶的集成度小型化最求,致遠(yuǎn)電子可為用戶提供SM系列全隔離RS-485/CAN收發(fā)芯片,產(chǎn)品體積小巧,單芯片即可實現(xiàn)隔離RS-485/CAN。
電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?

圖7 SM系列隔離RS-485/CAN收發(fā)芯片

2、無線傳輸方案
面向智能斷路器的無線化需求,致遠(yuǎn)電子可為行業(yè)用戶提供無線藍(lán)牙模塊BT11P31,模塊主從一體,模塊互聯(lián)支持主從機雙待,用戶可以通過指令進行掃描或者直接連接從機設(shè)備,也可以通過指令打開廣播,等待主機連接,脫離手機實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的互聯(lián)互通。
電力斷路器通訊形式的未來,無線會取代有線嗎?
主要特點

  • 藍(lán)牙版本:兼容BLE4.0/4.2/5.0
  • 發(fā)射功率:-30dBm~2dBm可調(diào)
  • 接收靈敏度:-93dBm@1Mbps、-90dBm@2Mbps
  • 睡眠電流:8μA~10μA
  • 傳輸速率:凈荷數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)11.5kB/s
  • 數(shù)據(jù)加密:支持AES-128,ECC加密引擎


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