摘要：電網巡檢是電力部門的重要工作，人工巡檢作為現有的基本巡檢方式已經被廣泛應用，但是效率不高、巡檢情況差等問題成了提高電網巡檢效果的重要方向。文章以城市配網為研究對象，通過對基于GPRS通訊技術的電力設備遠程監(jiān)控系統的介紹，從網絡發(fā)展的前提下提出了發(fā)展配網巡檢智能化的方式方法，并為整個電網的巡檢提升提供了實際經驗。

關鍵詞：GPRS；城市配網；運行巡檢；提升方案

中圖分類號：TM764 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）29-0112-02

1 概述

隨著我國近年來生產技術的迅猛發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程步伐的加快，電力建設與城市建設之間的協調發(fā)展日益受到各地方政府乃至國家的重視。在針對配網的運行以及城市巡檢方面，隨著配電自動化的發(fā)展，開發(fā)出了相關的智能監(jiān)測和快速故障診斷、隔離，饋線遠方終端被越來越多地安裝在配電網饋線回路的柱上開關和開關柜等處，具有遙信、遙測、遙控和故障電流檢測等功能。簡化了人為巡檢的麻煩，為實際工作提供了方便。

GPRS通訊技術的電力設備遠程監(jiān)控系統是集計算機網絡技術、自動控制技術、無線遙測、遙控技術和地理信息系統（GIS）技術于一體，具備遙控、遙測、遙信、遙視功能，通過GPRS通訊技術遠程傳輸至電力調度中心，建立相關的實時數據庫；結合GIS平臺，可在聯網的計算機上遠程實時查看系統內電力設備的相關動態(tài)信息。

上位機軟件通過采集的數據，自動分析、計算不平衡率和三相電流平均值，通過對負荷相位較重的判斷，計算需要調整多少負荷，系統通過查找該相上的換相開關的平均負荷量，計算需要調整哪幾個換相開關，運維人員只需要在電腦前一鍵執(zhí)行，就可以實現對線路負荷的調整。并可統計出臺區(qū)的電壓、電流峰值、三相負荷率、電壓合格率、分支線路的負荷等信息。

2 可行性分析

首先在選擇監(jiān)控系統通信的方式上，國內外目前有許多應用于配電自動化系統的通信方式。但是由于不同的局限性存在于各種通信方式中，配電自動化所有層次需求不能都得到很好的滿足。對于分布很廣且測控點眾多的配電自動化系統來說，不需傳輸線、覆蓋面廣、可與停電區(qū)通信，又可以利用公共無線通信網實現雙向通信的無線通信系統，是非常適用的，因此，無線數據傳輸業(yè)務是一種較為理想、經濟的方式。GPRS在電力通信網中的可行性包括有技術上和經濟上的可行性兩個方面：（1）從技術角度分析，GPRS是中國移動在其現有GSM網絡上開通的一種分組數傳輸性術，它所依托的網絡穩(wěn)定可靠、組網簡單、迅速、靈活，系統擴容方便、覆蓋面廣，中國移動可與配電管理中心間采用數據專線連接的方式，保障了數據系統的安全性和傳輸的可靠性，降低了傳輸延時，同時經過的網絡環(huán)節(jié)有所減少。數據傳輸速率理論的最高值可達到171.2kbps，實際中雖達不到，但根據中國移動的網絡情況，目前可提供20～40kbps的穩(wěn)定數據傳輸，仍遠高于目前配電自動化監(jiān)控的數據傳輸速率（一般為1200～9600bps）。（2）經濟學的角度出發(fā)，GPRS的收費是按照使用者發(fā)送和接收的數據量來進行收費，數據流量為零時則采用包月制或者不收費。這樣可以減少專用網絡和通信信道的大量投資，而且用電力企業(yè)自己維護，經濟上是合算的。

其次，近年來，組件式GIS技術的不斷發(fā)展及壯大，其特有的圖形編輯、設備管理、地理查詢、網絡分析、輔助決策等管理功能，對于整個電網的合理布局與規(guī)劃、整個系統的優(yōu)化調度以及控制有著極其重要的意義，尤其是GIS的動態(tài)數字電網和基本設備管理可視化必將掃除以前連續(xù)地與純數字打交道的枯燥，將極大提高工作效率。

綜合上述兩個方面，基于GPRS配網自動化監(jiān)控系統在技術和經濟方面都具有很高的可行性。

3 具體方案的設計

從圖1的系統結構可以看出，該系統是由多個GPRS數據終端GPRSDTU和設在配電管理中心的1個主控服務器共同組成的，配電監(jiān)控終端智能一體化FTU通過標準RS-232接口與GPRSDTU傳輸模塊連接。主控服務器主要完成報表打印、電子地圖顯示、系統維護、數據檢索、故障分析、遙訊、遙測以及遙控等功能，另外，安裝于電力設備現場的配電監(jiān)控終端FTU為對電力設備電壓、電流，控制電力設備開關，實現遠程通訊，實時在線控制機等檢測與獲取參數的

功能。

3.1 硬件系統

城區(qū)配網10kV及以下線路，采用了許多柱上開關。老式柱上開關僅能實現帶負荷合跳閘功能（人工合/跳）。可采用智能一體化FTU。該FTU是運用基于GPRS的無線通訊技術、微機控制、微機保護和測量技術、電能計量技術于一體的高科技產品。它應具備的功能包括有：微機保護功能、數據采集功能、無線數據通訊、無線遙控。

智能一體化FTU硬件構成包括：（1）“四遙”模塊：能對4路狀態(tài)量進行采集；對9個電氣參數進行測量；4路遙控量輸出；諧波記錄；事件記錄（SOE）等。（2）通信模塊：即具有GPRS功能的實時透明傳輸模塊，采用國際通用的MODBUS通信協議，向下通RS232/RS485接口和測控模塊相聯。向上則利用GPRS模塊通過天線發(fā)送/接收數據。

（3）電源模塊：雙重電源供電，除有系統提供交流220V電源外，另配有免維護電池和逆變模塊，確保系統失電時，FTU能正常工作。

3.2 軟件系統

為完成配網自動化功能，配電管理中心可采用前置機和主控服務器模式組成局域網，兩臺工作站監(jiān)控、分析配網工況。遙控工作站用于監(jiān)視、控制終端設備的運行工況；GIS工作站反映地理信息、設備管理及故障區(qū)域顯示。配電管理中心的主控服務器軟件系統包括有網路通信軟件系統及數據庫服務器系統，用以完成TCP/UDP鏈路建立、維護、數據接收、存儲等功能。遙控工作站軟件系統包括有基于城區(qū)配電網主結線、配工業(yè)組態(tài)軟件等軟件，完成對配電網的實時數據采集、監(jiān)控和報警；GIS工作站軟件包括配GeoStar組合模塊軟件，通過TCP/IP網絡，以Client/Server（客戶機/服務器）方式，SCADA系統向GIS系統開放實時數據招測函數。SCADA系統向GIS提供的實時招測函數為Windows格式，在GIS的配電網圖上刷新顯示開關狀態(tài)、數據信息小于5s。此外電力負荷灰色預測軟件、配電網絡系統“網絡重構”決策支持軟件、配電網故障區(qū)段判斷算法軟件、FTU的重合閘控制策略軟件等是在供電專家知識決策基礎上生成的。

3.3 測量數據

通過智能一體化FTU硬件的測量，以某條10kV城市配網線路為例，在每個桿塔之間加裝一個該裝置，將數據的傳輸周期設置為每30min更新一次。通過GPRSDTU的接口，以GPRS的傳輸方式為方法，通過對配網運行頻率、電壓和負荷的相關節(jié)點情況實現了實時傳輸，實現了巡檢的功能。

新型的配網巡檢作業(yè)提高了供電可靠性。近年來，各單位積極開展配網巡檢工作的深化，要求各地區(qū)持續(xù)擴大城市配網巡檢范圍，增加巡檢項目，據某城市供電局統計，截止2012年共計完成無線巡檢裝置80%以上，其中新型的巡檢方式所檢測出的故障問題是故障總數的60%，有效地減少了設備故障停電時間，為全面開展狀態(tài)檢修提供了良好的基礎。

4 系統特點

城區(qū)配網自動化配置方案落實為可靠的一次設備，并集現代化的設備、數據通信傳輸、計算機技術以及遠程控制技術于一體的電力自動化控制與信息管理系統。

系統中智能一體化FTU具有遙信功能、遙測功能、遙控功能、保護功能、事件順序記錄、定值的遠方修改和召喚定值、自檢和自恢復功能、遠方控制閉鎖與手動操作功能、抗惡劣環(huán)境、可靠的電源措施。

所采用的是“無線數據終端”，是基于目前覆蓋面積廣且技術成熟的GPRS網絡接入到Internet（以太網）上，全面支持TCP/IP協議，實現RS485與TCP/UDP/IP協議全透明轉換的專用接入設備終端，為遠程FTU終端數據通訊提供數據交流平臺。用戶只需設置參數即可實現配電網的饋線自動化，終端單元直接與以太網絡相連，實現網絡的互通。這種通信具有明顯的以下特點：實時在線；按量收費；傳輸速度快；快速登陸，連接時間短；具有心跳功能，防止網絡異常、掉線自動撥號。

5 結語

系統不僅可以采集變壓器臺區(qū)的相關數據參數，在線實時監(jiān)測，控制剩余電流斷路器分合動作，還可以對支線的各個電流、電壓進行相應數據的采集；同時配合相位自動切換開關，實現三相線路負荷的自動調整，實現線損分析及設備故障自動保護、遠程抄表、電壓合格率的統計分析、設備巡檢監(jiān)控分析等功能。

靈活多用的系統組建：終端裝置獨立運行和全面的邏輯判斷功能，使該系統沒有數字計量表、數據服務器主站也可以靈活提供以供電所、單臺變壓器為管理單位的組建系統方案，進行一系列的組建運行。

綜上所述，本系統中的技術關鍵有三點：其一為智能一體化FTU；其二為基于GPRS的通訊技術；其三為含基于供電專家知識的決策支持軟件的配網自動化的軟件系統。

參考文獻

[1] 張皓陽，等.變壓器油中溶解氣體含量在線監(jiān)測技術

綜述[J].東北電力技術，2006，（8）.

[2] 梁俊.變壓器在線監(jiān)測技術的應用[J].廣西電力，

2006，（5）.

[3] 秦申蓓.電力變壓器狀態(tài)在線監(jiān)測技術[J].電力需求

側管理，2000，（2）.

作者簡介：陳銳波（1977—），男，廣東臺山人，廣東電網公司江門臺山供電局電氣工程師。