摘要：目前，隨著我國經濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步，國家加大了對農村低壓配電網絡改造和升級的投資，顯著提高了低壓配電網絡的供電可靠性和質量。然而，低壓配電網絡的自動化運行和維護水平以及農村電網的用電安全仍處于較低水平。低壓配電變壓器、配電站區(qū)、配電室數量眾多，分布范圍廣，漏電、過載跳閘事故頻發(fā)，降低了配電網絡的運行和維護水平。本文基于無線通信技術和云服務平臺，實現了對現有10kV配電室的遠程自動監(jiān)控系統改造。

關鍵字：配電室；在線監(jiān)測器；方案

引言

隨著社會的進步和人們生活質量的提高，對供電質量和供電可靠性的要求也越來越高。但是用電端的環(huán)網柜和配電室比較分散，數量多，距離遠，沒有實時監(jiān)控手段。一旦出現故障，停電后只能進行搶修，嚴重影響用電可靠性。此外，目前大多數用戶配電室的運行管理主要依靠人工定期進行現場檢測和記錄。這種工作模式工作量大，數據多，檢測記錄時間長，準確性無法保證，運行成本大大增加。因此，采用一種對環(huán)網柜和配電設備進行實時監(jiān)控的功能。

1概述

隨著微電子、電力電子、抗干擾等新技術的快速發(fā)展，特別是計算機和網絡通信技術的成熟，起源于20世紀60年代的電力系統自動監(jiān)控技術得到了發(fā)展。將設備正常、事故情況下的監(jiān)控、保護、控制、電力計量融為一體，實現高水平、高透明度的良好管理，已成為必然趨勢和發(fā)展方向。

2 10kV配電室遠程在線監(jiān)控改造技術方案及施工

2.1低壓柜監(jiān)測設備

為了收集低壓機柜的電壓、電流、溫度數據和開關位置的遠程測量和遠程信息，每個低壓機柜都安裝了一個低壓監(jiān)控設備，包括測量傳感器和數據處理通信模塊。測量傳感器實時收集低壓機柜的電壓、電流和溫度值，通過有源遠程信息收集開關位置的遠程測量和遠程信息數據；通過數據處理通信模塊發(fā)送到通信管理終端，完成采樣數據傳輸。

2.2通信單元

配電室的采集子節(jié)點需要與監(jiān)控主機通信，監(jiān)控主機需要與上位機系統通信。在采集子節(jié)點和監(jiān)控主機之間的通信中，采用ZigBee無線通信模式，采用CC2430通信模塊。該產品是TI公司(德州儀器)生產的一個模塊，專門用于IEEE802.15.4和Zigbee協議通信。該模塊有三種休眠模式，從休眠模式到正常模式只需要54us，特別適合需要電池長期供電的應用場合。監(jiān)控主機和上位機系統的通信模式主要參考

2.3監(jiān)控軟件系統

實現系統集中監(jiān)控、測量、控制和管理、事件記錄和報警狀態(tài)顯示和查詢、設備狀態(tài)和參數查詢、操作指導等。實現數據采集和處理、操作控制、人機聯系、單耗管理、故障回憶和分析、自動生成運行報表和負荷曲線、報警處理和歷史事件查詢等功能。屏幕上設置了幫助按鈕，點擊幫助按鈕，彈出對整個屏幕的說明，以及在值班期間每個配電室應該注意的事項。1)遙信、遙控、遙控功能，確保設備安全運行系統實現遠程控制功能，設備啟停有三重保護:啟動和停止運行提示信息、設備運行標志和現場設備運行指示，確保安全可靠。實現了配電設備的自我診斷功能，包括啟動自我檢查和關閉自我檢查；系統收集的遙測和信息信息可以作為運行分析和事故回憶的依據；控制操作具有操作權限和安全管理功能，實現網絡管理權限分層制的管理機制，系統自動驗證操作人員的操作權限和密碼，自動分配操作人員的操作范圍，責任明確；提供遠程集中管理，提高IT運維效率。二是實時監(jiān)控“視頻墻"，直觀觀察現場。該系統采用“視頻墻"實時顯示各配電室的運行信息，實時監(jiān)控運行狀態(tài)；當出現故障時，可以及時調度人員進行處理，避免因故障延遲而發(fā)生設備事故。三是梯度預警，自動報警系統設置梯度報警，分為低報警、高報警、低報警和高報警。低報警或高報警提示起到提醒值班人員注意的作用；低報警發(fā)生時，要求值班人員按計劃采取相應措施，否則會影響生產；當高報警發(fā)生時，要求值班人員立即采取措施，否則會自動分閘。4)持續(xù)語音播報，手動消除系統報警方式為持續(xù)語音播報和大屏幕和視頻文本顯示，警告操作人員快速準確地找出故障原因，安排人員處理，及時解除故障；系統要求值班人員手動確認取消語音。

2.4數據傳輸端

通過自主研發(fā)的DTU(數據傳輸單元)與云服務器進行通信。DTU工作是基于移動/聯通GPRS(通用分組無線業(yè)務)信道進行傳輸，即移動/聯通通過GSM(全球移動通信系統)加密技術，為每張SIM(用戶識別模塊)卡分配一個號碼，攔截第三方網絡qie聽。第二，DTU傳輸原理采用ModbusRTU協議，服務器要求一次數據后，DTU工作一次，只能實現單向數據傳輸。

2.5自主開發(fā)數據遠程傳輸裝置

該系統使用的數據遠程采集和傳輸裝置由石家莊公司自主開發(fā)。該裝置支持多種工業(yè)協議，具有收集、暫存、分析和上傳下位機數據的功能。同時，對下位機通信進行實時在線分析，設置通信策略，嘗試通信超時三次。如果通信超時仍然形成通信報警。該裝置還可以根據設備檢查和定制設備檢查計劃，強制檢查沒有檢查的設備。如果沒有檢查，就不允許設備運行。此外，可以根據用戶需求開發(fā)各種形式的運行策略。

2.6施工方案

施工采用不停電作業(yè)，總施工周期為2天。(1)高、低壓開關柜改造施工1)低壓柜施工。每個低壓柜都安裝了一個采集模塊，開關位置采集直接連接到低壓斷路器開關位置的輔助觸點；電壓數據直接由斷路器出線銅排測量；電流信號由開口互感器測量，并計算功率；刀開關出線銅排直接安裝溫度采樣探頭；2)高壓柜施工。高壓機柜的施工類似于低壓機柜。每個高壓機柜安裝一個采集模塊，開關位置采集直接連接到高壓斷路器開關位置的輔助觸點；電壓數據直接由斷路器出線的銅排測量；電流信號由開口互感器測量。(2)通信機柜安裝施工通信管理單元安裝在通信機柜內，采用4G無線通信和當地WiFi通信方式，天線放置在低壓機柜外，長度為5m。通過RS485總線連接每個低(高)壓柜數據采集模塊和通信管理單元，通信線選擇2。×0.75mm2屏蔽線，屏蔽現場電磁環(huán)境的干擾。柜體出線孔和電纜溝布置在每個低(高)壓柜和通信柜之間，由抽屜后端出線孔布置。通信電纜不宜過長，盡量與電源電纜分開，避免不必要的信號干擾。

3安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)測系統

3.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統包括智能監(jiān)控系統屏幕、通信管理機、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(云臺球機、槍機)、環(huán)境監(jiān)測子系統(溫度、濕度、水浸、煙霧)、控制子系統(燈光、空調、除濕機、風扇、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(讀卡器、開門按鈕、磁鎖)、安全監(jiān)控子系統(雙鑒探測器)。

3.2應用場所

適用于35kV及以下用戶端供配電自動化系統的工程設計、施工和運行維護，如軌道交通、工業(yè)、建筑、學校、商業(yè)綜合體等。

3.3系統結構

3.4系統功能

實時監(jiān)控；數據查詢；曲線查詢；操作報告；實時報警；歷史事件查詢；用戶權限管理；網絡拓撲圖；遙控功能

3.5系統硬件配

4結語

通過此次技術改造，實現了10kV配電室的遠程在線監(jiān)控，進入無人值守運維階段。不僅可以實現電壓和電流信號的遠程在線監(jiān)控，還可以監(jiān)控低壓斷路器的出線溫度和配電室的溫度和濕度信息。視頻圖像信息可以幫助還原事故現場，調查故障原因。非法入侵報警系統可以有效避免事故。

參考文獻

1. 王君明.電力工程安裝的相關安全技術措施分析[J].科技創(chuàng)新導報,2017(34).

2. 岳玉山.10kV配電室遠程在線監(jiān)控改造技術方案.

3. 企業(yè)微電網設計與應用手冊2022.05版.