配电过负荷监控装置ACM的应用
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《低压配电设计规范》(GB 50054-95)第4.3.5条:“突然断电比过负载造成的损失更大的线路,其过负载保护应作用于信号而不应作用于切断电路。”该条条文说明:“线路的过负载毕竟还未成短路,短时间的过负载并不立即引起灾害,在某些情况下可让导体超过允许温度运行,也即牺牲一些使用寿命以保证对某些负荷的供电不中断,如消防水泵之类的负荷,这时保护可作用于信号。”
《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008第7.6.5条第4款规定，“突然断电比过负荷造成的损失更大的线路，其过负荷保护应作用于信号而不应切断电路”，这是一条强制性条文，必须遵守。过负荷保护的对象有两个:一个是消防设备,即电动机；另一个是给这些消防设备配电的线路。本文重要介绍后者，即说明如何运用ACM实现配电线路过负荷报警功能以满足规范强制性条文的要求。
在配电设计中常用的有微型断路器和塑壳断路器。其中微型断路器主要应用于家用及类似场所的过电流保护，额定电流不超过125A；工业类场合使用的多为塑壳断路器。根据GB10963.1-2005、GB14048.2-2008以上类型的断路器都有其动作断开特性，见表1：
表1 配电用过负荷保护特性
由表1可得，一旦配电线路中的电流超过一定的倍数，断路器会在约定的时间内动作，从而切断负载电流。但是，正如上述“突然断电会导致比过负荷而造成的损失更大的”线路或电动机场合，是不允许切断供电电源的，因此，在这些回路中，我们需要一种装置，能够针对不同类型的断路器的脱扣特性，例如通过电流互感器检测线路的过电流，并尽可能模拟断路器的过载脱扣特性，提供一个过载报警信号，提醒用户线路出现了过负荷，及时采取措施，一方面防止由于断路器跳闸而产生更大的损失，以满足规范的规定，另一方面提醒人们即时排查防止更大的故障。
2 ACM监控装置的基本原理
2.1 监控装置的原理
ACM配电线路过负荷监控装置，采用最新的32位单片机技术，具有抗干扰能力强，工作稳定可靠、数字化、网络化等特点。通过检测线路的电流，实现配电回路的两段式报警。该监控装置可具有电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、漏电流测量功能、电流2～15次谐波分析功能、内置蜂鸣器、指示灯报警功能、报警事件记录、RS485 Modbus-RTU、Profibus-DP协议通讯接口、开关量输入、可编程继电器输出、DC4～20mA模拟量输出等功能，方便与PLC、工控机等工控设备组成网络，实现线路运行的远程监控。监控装置硬件原理框图如图1所示。
图1 ACM硬件原理框图
2.2 主要功能
1）负载电流监控
配电回路中，监控装置可分别与微型断路器、塑壳断路器配合使用（此时的断路器应为单磁脱扣断路器），报警段见表2。以塑壳断路器为例，负载电流超过报警1段过载值1.05In时，报警1瞬动报警；负载电流超过报警2段过载值1.3In时，在（1.3～4）In范围时，报警延时报警，遵循反时限原则，负载电流越大，报警延时时间越短。时间电流曲线如图1所示，1.3In动作时间可设定。
表2 配电线路保护电器类型
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