劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：配電網(wǎng)是供電網(wǎng)絡的末端，為千家萬戶供應電能，直接關系到用戶的供電質量，保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運行是供電企業(yè)重要任務。用戶配電室作為配電網(wǎng)的重要單元，內(nèi)部設有配電變壓器，高低壓進出線設備等重關鍵配網(wǎng)設備。因此為了保障配電網(wǎng)運行的，必須加強用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)的設計。本文對用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)總體設計、用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)的終端硬件設計及其軟件設計等方面進行了探討分析。

關鍵詞：用戶配電室；自動化監(jiān)控系統(tǒng)；總體設計；硬件設計；軟件設計

隨著電能供應規(guī)模的擴大，用戶配電室的自動化監(jiān)控變得越來越重要。而對于用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)而言，監(jiān)控系統(tǒng)的設計顯得尤為重要。加強用戶配電室的監(jiān)控對電網(wǎng)的正常運行具有重要意義，并且在電網(wǎng)運行過程中需要對用戶配電室進行嚴密監(jiān)控，避免其發(fā)生故障時對電網(wǎng)的和用戶的利益造成損失。所以需要加強對用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)設計的分析，從而實時掌握用戶配電室的信息。

1.用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)總體設計的分析

1.1系統(tǒng)組成

用戶配電室運行過程中，其中的配電變壓器是重要部分，也是容易出現(xiàn)故障的部分，所以對用戶配電室的監(jiān)控主要是檢測配電變壓器的狀態(tài)。目前，很多地方都有復合控制系統(tǒng)，其主要是利用系統(tǒng)主站的通信資源和設備，對變壓器的數(shù)據(jù)流量和監(jiān)測點進行計算，在移動通信網(wǎng)絡的基礎上，結合必要的通信方式對功用配變、大用戶專變和變電站等進行監(jiān)測，從而完成對整個供電系統(tǒng)的監(jiān)管，從而完成對配電變壓器的監(jiān)控。通過GPRS通訊模塊與主站之間的通訊，能夠將終端信息上傳到主站上，并且對主站的命令進行接收。通過對主電源和備用電源的管理，能夠保證系統(tǒng)有穩(wěn)定的電源。而通過紅外線通訊設備的應用，能夠實現(xiàn)與智能設備的通信。因此各路低壓出線的三相電流也必須納入到監(jiān)控范圍。

1.2終端主要功能的實現(xiàn)

用戶配電室的監(jiān)控終端主要是對配變的運行數(shù)據(jù)進行采集，并對所采集到的信息進行儲存，然后完成對數(shù)據(jù)的分析；對終端參數(shù)的召喚和設置，對電容控制信號進行輸出，對斷路器分合閘進行控制并完成主站命令的接收；與剩余電流保護器和低壓集中抄表器等進行數(shù)據(jù)的轉發(fā)。終端裝置可以完成對電能的采集和存儲，并且實現(xiàn)對電能的計量，還能完成與智能電表的通訊；根據(jù)事件的屬性對其進行分類記錄，其中包含事件的時間、地點和類型；重要事件的記錄會及時反饋給主站，而般事件只會被收錄以供主站查詢。

2.用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)的終端硬件設計

配變監(jiān)測終端硬件中主要包含運行監(jiān)控系統(tǒng)、人機交互系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、開關量輸入/輸出、直流模擬量采集、交流模擬量采集和核心處理器等部分。以高性能的32位內(nèi)核處理器作為配變監(jiān)測終端的核心處理器，電能計量芯片采用多功能防竊電基波諧波三相芯片，從而完成對配變綜合測控儀的核心數(shù)據(jù)采集和處理單元的構建；在交流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，能夠及時、準確地掌握頻率、電量、功率因素、無功功率、有功功率、電流和電壓等數(shù)據(jù)，從而讓上位計算機擁有足夠的電w監(jiān)測基礎數(shù)據(jù)；在開關量輸入/輸出系統(tǒng)和直流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，監(jiān)測終端能夠完成對變壓器油壓和油溫的采集，從而完成對務工補償?shù)耐肚?，并能通過對變壓器上其余設備的狀態(tài)檢測，地掌握變壓器的狀況；電源系統(tǒng)中主要是通過對征集后備電源和性能穩(wěn)定的模塊穩(wěn)壓電源的應用，讓主電源掉電使系統(tǒng)能夠進行正常的數(shù)據(jù)處理；通信系統(tǒng)中有多個通訊接口，這些接口能夠保證各個系統(tǒng)之間的正常交流，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的要求對通信進行調(diào)節(jié)；通過將大容量Flash配置在配

變監(jiān)控終端，能夠讓ISP和LAP功能得以實現(xiàn)，并能通過對相關數(shù)據(jù)的利用完成對程序的升級；在人機交互系統(tǒng)中，主要是通過對液晶顯示屏的應用實現(xiàn)畫面監(jiān)控，結合運行監(jiān)控，能實現(xiàn)對終端裝置的遠程維護，并在時間內(nèi)完成對終端狀態(tài)的掌握。

3.用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設計

用戶配電室監(jiān)控系統(tǒng)中的軟件設計也非常重要，其能在巡檢和接收終端上報的基礎上，完成對變壓器運行數(shù)據(jù)和線損的分析，并且能在設備被盜和運行故障的時候及時報警，從而保障配電網(wǎng)的正常運行。同時在使用J2EE的情況下，還能在編寫次程序的情況下，實現(xiàn)程序在各種不同操作系統(tǒng)中的部署。對于用戶界面的分層，主要有表現(xiàn)層、業(yè)務層、持久層，其中表現(xiàn)層能夠為客戶提供業(yè)務層的基本信息，并將得到的信息反饋到業(yè)務層；業(yè)務層負責對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，其能將處理得到的數(shù)據(jù)反饋給客戶，也能將數(shù)據(jù)存儲起來；持久層主要是對數(shù)據(jù)進行持久的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。其中監(jiān)控的用戶就可以通過對配電所所屬的線路配變進行操作，配電所不同時會有不同的線路配變操作。第二、系統(tǒng)管理功能，這功能模塊能夠讓用戶根據(jù)自身的實際要求來對配電所和線路等對象單位進行移動、更改、刪除和增加；第三、數(shù)據(jù)采集功能，其中包含有文件的上傳、實時監(jiān)控、GPRS采集和定時采集等多項功能；第四、數(shù)據(jù)的分析功能，其能根據(jù)實際情況完成對數(shù)據(jù)的單臺分析、多臺分析和綜合分析；第五、系統(tǒng)設置功能，主要是對軟件界面風格、設備類型、GPRS終端類型和通訊規(guī)約等參數(shù)進行設置；第六、日志記錄功能，其主要是記錄系統(tǒng)的運行狀態(tài)、用戶信息和定時清理系統(tǒng)中的歷史日志；第七、對外開放功能，其能實現(xiàn)系統(tǒng)的與廠家其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

4.安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型

4.1產(chǎn)品簡介

配電室綜合監(jiān)控是整個電能管理系統(tǒng)中的個重要環(huán)節(jié)。目前，配電室般都采取無人值守，定時巡查制度，這樣既浪費人力物力也無法做到對配電室的環(huán)境和實時監(jiān)控。而配電室的環(huán)境穩(wěn)定可靠對變壓器等設備的正常運行至關重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

4.2應用場所

變電所、配電室、機房、箱變。

4.3系統(tǒng)模塊

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以智能控制為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術的集成應用，實現(xiàn)配電室內(nèi)環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。以網(wǎng)絡通信為核心，完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。

系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風、照明、防范、消防、次設備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在系統(tǒng)主界面上進行體化顯示和控制，避免各系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控可提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

4.4.2實時監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.4.3數(shù)據(jù)查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(shù)據(jù)。

4.4.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.4.5運行報表

查詢配電室內(nèi)設備的運行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.4.6實時告警

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告jing方式如右圖所示：

4.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.4.8用戶權限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。

4.4.9網(wǎng)絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構。可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。

4.5Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控選型配置表

5.結束語

用戶配電室作為電網(wǎng)正常運行中的基礎性設施，在其出現(xiàn)故障的時候將會對電網(wǎng)造成嚴重影響，從而給用電戶帶來損失。但是在電網(wǎng)實際的運行過程中，并不能隨時對其進行故障檢查和查看，因為這樣不但會增加工作人員的工作量，還會給供電企業(yè)帶來巨大的成本支出。而通過對用戶配電室進行自動化監(jiān)控就能有效解決這些問題，所以用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應用逐漸受到人們的關注。為了能讓用戶配電室更好的工作，就要加強對用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)設計及實現(xiàn)的研究。

參考文獻：

[1] 蔡燕.配電房的常見故障及處理方法[J].城市建設理論研究，2012(19).

[2] 郭景.關于用戶配電室自動化監(jiān)控系統(tǒng)設計的探析.

[3] 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng).2020.04月版.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.06月版.

作者簡介：劉細鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應用