楊 東

(國網(wǎng)重慶市電力公司江北供電分公司，重慶 401120)

智能配電房的建設方案分析

楊 東

(國網(wǎng)重慶市電力公司江北供電分公司，重慶 401120)

智能配電房是配電網(wǎng)自動化的關鍵環(huán)節(jié)，通過對智能配電房的總體建設方案和具體建設思路的分析，提出整合了SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及一次設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)的智能配電房建設方案。

智能配電房；配電自動化；建設方案

0 引言

近10年我國的配電自動化技術取得了長足進步，由最初就地控制(重合器、重合分段器、重合閘+自動配電開關)的FA(饋線自動化)，發(fā)展為通信及主站集中監(jiān)控和故障處理(配電SCADA+FA)的DA(配電自動化)、基于GIS離線配電管理的DMS(配電管理系統(tǒng))、實時DA與基于GIS配電管理相集成的DA/DMS等多種基本功能模式。配電自動化系統(tǒng)的完善和發(fā)展，在促進電力企業(yè)安全生產(chǎn)、優(yōu)質供電、管理進步、客戶服務等方面，取得了較好的效果。

與此同時，配電自動化系統(tǒng)也存在很多問題，主要表現(xiàn)在以下方面：

(1)?系統(tǒng)功能設計單一；

(2)?系統(tǒng)集成中存在孤島，信息不能共享，使配電自動化系統(tǒng)難以發(fā)揮作用；

(3)?設備選擇盲目求新，無法取得整體優(yōu)化的效果；

(4)?系統(tǒng)結構設計缺乏統(tǒng)籌兼顧，從而影響應用效果；

(5)?系統(tǒng)功能設計重系統(tǒng)、輕客戶，重技術、輕管理，重形式、輕實效，難以發(fā)揮應有的作用；

(6)?設計缺乏長遠策略，造成系統(tǒng)開放性差，功能擴展難。

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，電力市場化的進程不斷深入，用戶對電能可靠性和質量的要求也在不斷提高，城區(qū)供電半徑也越來越短，配電房得到了廣泛應用。配電房自動化套用功能單一的“三遙”監(jiān)控和饋線自動化功能的建設模式，已難以滿足智能配電網(wǎng)自動化的發(fā)展要求。目前，配電站、配電房的運行環(huán)境、安防措施、門禁等系統(tǒng)，大都不能實時監(jiān)控，對安全生產(chǎn)來說存在一定風險。因此，特設計一種智能配電房，以有效整合電力系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)以及一次設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)，為更安全、更智能的電力供應提供保障。

1 智能配電房總體建設方案

基于我國配電網(wǎng)設備基礎和配電網(wǎng)架構的現(xiàn)狀，規(guī)劃建設具有配電自動化水平的主干線路配電房，應充分考慮如下因素：

(1)?主干線路配電房應合理分段，有效縮小故障停電范圍；

(2)?主干線路開關支持遠方遙控操作，有效縮短主干線路故障處理時間；

(3)?配電房自動化技術要避免系統(tǒng)功能設計單一，自動化系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等孤島建設而使信息不能共享的問題；

(4)?配電房自動化設備要具有較高的性價比、較實用的功能，并具有開放的系統(tǒng)集成功能；

(5)?要充分考慮運行維護方便，減小設備體積，進行模塊化設計，便于具有通信和自動化基礎的人員維護管理，從而達到減員增效的目的；

(6)?配電房自動化設備要支持設備狀態(tài)檢修的管理要求。

智能配電房建設集配電綜合主站、配電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、一次設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)等八大系統(tǒng)功能于一體，系統(tǒng)考慮了智能配電網(wǎng)自動化發(fā)展要求，可有效實現(xiàn)配電網(wǎng)自愈和互動，縮短故障處理時間，提高設備運行管理水平。智能配電房主要功能如下：

(1)?配電SCADA功能；

(2)?支持主干網(wǎng)接地故障監(jiān)測，主站可以實現(xiàn)故障定位；

(3)?支持配網(wǎng)短路故障監(jiān)測，主站可以實現(xiàn)故障定位；

(4)?支持配電房視頻監(jiān)控；

(5)?支持配電房門禁管理；

(6)?光纖通信主干點可支持其他通信方式接入；

(7)?支持配電房環(huán)境監(jiān)測；

(8)?支持除濕、風機等設備的智能控制；

(9)?支持一次設備狀態(tài)監(jiān)測。

2 智能配電房具體建設思路

智能配電房建設需考慮智能配電網(wǎng)自動化發(fā)展的要求，并能夠提高配電網(wǎng)設備使用的生命周期，實現(xiàn)對設備故障的提前預警，快速實現(xiàn)配電網(wǎng)故障定位，縮短故障處理時間，從而提高設備的運行管理水平。

2.1 配電綜合主站

(1)?建設配電SCADA系統(tǒng)。

(2)?建設安防、門禁管理系統(tǒng)。

(3)?建設環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

(4)?建設一次設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。

2.2 自動化通信系統(tǒng)

(1)?通信組網(wǎng)采用EPON光纖通信方案。

(2)?主干配電房作為光纖通信主干點，可支持其他通信方式接入。

(3)?終端支持GPRS通信。

(4)?通信支持圖像傳輸。

(5)?終端支持RS485，Canbus總線等現(xiàn)場總線，可方便智能傳感器的接入和擴展。

(6)?終端及主站支持以太網(wǎng)(Ethernet)接入技術，接入IP攝像機。

2.3 配電網(wǎng)監(jiān)控

(1)?實現(xiàn)配電網(wǎng)“遙測、遙信、遙控”功能。

(2)?實現(xiàn)配電網(wǎng)短路、接地故障監(jiān)測，可通過主站實現(xiàn)故障定位。

(3)?監(jiān)測10?kV線路的負荷電流。

(4)?監(jiān)測配電變壓器的負荷。

(5)?監(jiān)測10?kV開關狀態(tài)。

2.4 饋線自動化功能

(1)?通過主站故障定位實現(xiàn)遠方故障隔離功能，大幅縮短故障處理時間。

(2)?支持遙控功能，實現(xiàn)非故障段恢復供電，大幅縮短故障停電時間。

(3)?實現(xiàn)遙控操作，減少運行人員操作次數(shù)，降低運行人員工作強度。

2.5 配電房安防功能

(1)?采用IP攝像機技術，取消DVR硬盤錄像機，大幅降低建設成本，提高系統(tǒng)可靠性，減少維護工作量。

(2)?重點實現(xiàn)站房開門時進入人員的拍照上傳，遠方遙視站房操作人員的操作、設備運行狀態(tài)，消防報警、水浸報警等異常情況的拍照上傳和遠方遙視等功能。

(3)?IP攝像機通過以太網(wǎng)連接到光網(wǎng)絡單元(ONU)設備，采用EPON方案接入到主站；主站通過特定IP可以直接與攝像頭通信，進行視頻監(jiān)視與控制。由于IP攝像頭分配了對應的IP地址，當在主站對攝像頭進行實時視頻監(jiān)控時，不會影響主站與DTU終端的正常通信。

(4)?DTU檢測到配電房門開信號、消防報警信號、水浸報警信號時，通過網(wǎng)絡向IP攝像頭發(fā)出抓拍等命令。

2.6 配電房環(huán)境監(jiān)控功能

(1)?監(jiān)測站房溫度、濕度。

(2)?監(jiān)測站房煙感、水浸等傳感器信號。

(3)?DTU根據(jù)采集到的配電房內(nèi)溫濕度及對應限值，自動控制配電房內(nèi)的風機和除濕設備。

(4)?DTU檢測到水浸信號、煙感信號等開關量變化時，產(chǎn)生SOE事件向主站報告。

2.7 配電房門禁功能

(1)?站房門口可安裝感應IC卡讀卡器，電子鎖采用通電開陰極鎖，配合門上的機械鎖使用，刷卡后門鎖自動打開，設備故障時可用鑰匙打開。

(2)?門讀卡器可記錄運行人員巡查站房情況，便于運行管理。

(3)?可實時監(jiān)測站房門的開啟狀態(tài)，當門鎖被異常開啟時(如外力破壞、門鎖故障)，終端將實現(xiàn)現(xiàn)場報警(警號報警)并通過通信網(wǎng)絡向管理中心傳送報警信息。

(4)?門禁系統(tǒng)可加強站房運行管理，便于對進入站房安裝調試的人員進行有效地管理，區(qū)分運行巡查人員和短時安裝調試人員的進入權限。

2.8 開關柜等一次設備的狀態(tài)監(jiān)控功能

(1)?監(jiān)測開關電纜頭溫度，預防電纜頭因接觸不良而發(fā)熱。

(2)?監(jiān)測SF6開關的壓力接點信號，上傳SF6失壓報警信息。

(3)?監(jiān)測配變油溫接點信號，上傳配變溫度越限信息。

(4)?監(jiān)測開關柜內(nèi)的溫度，自動控制開關柜內(nèi)的加熱設備，以防止凝露。

(5)?監(jiān)測開關分合閘次數(shù)。通過將開關分合閘輔助接點接入，實現(xiàn)每次開關分合閘動作時，自動統(tǒng)計動作次數(shù)。

(6)?監(jiān)測開關分合閘時間。通過計算開關分合閘操作控制接點輸出至對應開關分合閘輔助接點返回的時間差，統(tǒng)計開關每次分合閘操作的時間。

(7)?監(jiān)測開關開斷電流，通過統(tǒng)計開關分閘操作時的開斷電流，建立開關設備電磨損的基礎數(shù)據(jù)。

2.9 數(shù)據(jù)發(fā)掘功能

(1)?建立包括：溫度數(shù)據(jù)、投運時間、運行負荷、檢修記錄、事故記錄等在內(nèi)的一次設備運行數(shù)據(jù)庫。

(2)?利用一次設備監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計，建立一次設備運行狀態(tài)監(jiān)測、一次設備故障早期判斷及一次設備失效模型。

3 結束語

智能配電房系統(tǒng)有效地整合了電力系統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及一次設備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)。其建設為實現(xiàn)更加智能和更高質量的電力供應提供了可靠的實驗平臺和理論探索。

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2?李同智．靈活互動智能用電的技術內(nèi)涵及發(fā)展方向[J]．電??力系統(tǒng)自動化，2012(2).

3?張世森．環(huán)境監(jiān)測技術[M]．北京：中國環(huán)境科學出版社，2008.

4?葛??佳，周國亮，張??晗．智能電網(wǎng)用戶側智能管理系??統(tǒng)的設計[J]．中國電力教育，2012(3).

2015-03-15。

楊??東(1969-)，男，工程師，主要從事電氣工程技術管理工作，email：adxw2006@126.com。