顧勁松

摘要：研究配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控，能夠在發(fā)生停電事故時(shí)及時(shí)報(bào)警，并提供各個(gè)配電室運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)（主要包括變壓器和進(jìn)線斷路器的運(yùn)行工況和電壓、電流等運(yùn)行數(shù)據(jù)）。

關(guān)鍵詞：供配電；遠(yuǎn)程監(jiān)控

一、課題研究的主要內(nèi)容

課題研究的重點(diǎn)是如何實(shí)現(xiàn)配電室實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信號(hào)的采集、傳輸及接收整理。

通過課題研究實(shí)現(xiàn)配電室全天候監(jiān)控問題，并為今后的配電系統(tǒng)的管理、改造提供運(yùn)行數(shù)據(jù)上的支撐。

二、配電系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

公司主要負(fù)責(zé)二、三號(hào)院地區(qū)及港北區(qū)域的供電系統(tǒng)維護(hù)與管理。負(fù)責(zé)近60余家單位，700余戶個(gè)體和15000戶居民的供電管理。轄區(qū)內(nèi)擁有配電室44座、箱式變8座，變壓器103臺(tái)，變壓器總?cè)萘?3680KVA。我們轄區(qū)配電室投產(chǎn)時(shí)間較早，部分設(shè)備老化，雖然近幾年對(duì)部分配電室進(jìn)行了改造，但還有相當(dāng)數(shù)量的配電室仍未得到改造，還存在很多影響系統(tǒng)運(yùn)行的問題，如：設(shè)計(jì)院配電室、公園配電室、一條街配電室等處超負(fù)荷運(yùn)行問題較重；絕大多數(shù)配電室均無(wú)通風(fēng)設(shè)施，在夏季還得采取開窗散熱的方式；在用電高峰期間，容易由弧光短路、高壓熔斷器熔斷、線路超負(fù)荷運(yùn)行等原因造成停電故障，在應(yīng)對(duì)突發(fā)故障時(shí)，供電管理部門和維修人員不能夠快速到位，且由于無(wú)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)故障分析時(shí)，往往要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，給及時(shí)處理故障恢復(fù)供電帶來(lái)諸多不便。因此，總體上我們的配電系統(tǒng)的運(yùn)行平穩(wěn)性、可靠性與當(dāng)前上級(jí)所要求達(dá)到的供電服務(wù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相比，還有很大的差距。

三、研究思路

為進(jìn)一步提高公司供電服務(wù)質(zhì)量，提升供電故障處理快速反應(yīng)能力，課題組從公司現(xiàn)有配電室均為無(wú)人值守，無(wú)法實(shí)現(xiàn)配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況時(shí)時(shí)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障問題滯后的現(xiàn)狀出發(fā)，通過網(wǎng)上查詢、與有關(guān)專業(yè)機(jī)構(gòu)咨詢、研討，確定了利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源、無(wú)線通訊資源，以無(wú)線GPRS通訊模塊和組態(tài)軟件為核心，狀態(tài)采集模塊和電量負(fù)荷參數(shù)采集模塊為基礎(chǔ)，通過RS485、TCP/IP協(xié)議和無(wú)線GPRS通訊協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)分散數(shù)據(jù)檢測(cè)，集中數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、分析、報(bào)警與管理的研究思路。

通過上述配電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電狀態(tài)參數(shù)遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測(cè)管理，做到足不出戶就可以實(shí)時(shí)了解各配電監(jiān)線路的負(fù)荷狀態(tài)，若各配電監(jiān)測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)監(jiān)測(cè)參數(shù)超限，能夠及時(shí)自動(dòng)報(bào)警，值班員會(huì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理，從而減少事故發(fā)生率，提高供電服務(wù)保障能力。

四、原理簡(jiǎn)述

課題組研究開發(fā)的配電遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)是一個(gè)分布式集散系統(tǒng)。它包括三個(gè)部分，即監(jiān)測(cè)中心單元、GPRS無(wú)線通訊單元和電氣監(jiān)測(cè)單元。監(jiān)測(cè)中心單元：中央電腦主要起監(jiān)視作用，完成人機(jī)對(duì)話，它對(duì)各監(jiān)控單元傳輸來(lái)的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，動(dòng)態(tài)顯示各個(gè)區(qū)域、實(shí)時(shí)運(yùn)行信息，超限報(bào)警。中央電腦具備運(yùn)行信息數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)半年以上的監(jiān)視、運(yùn)行報(bào)告。GPRS處理單元：主要完成數(shù)據(jù)的處理，并通過無(wú)線GPRS方式把信息進(jìn)行上傳和下達(dá)。電氣測(cè)控單元：主要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集，它可以采集回路中的電壓、電流、三相三線制或三相四線制負(fù)荷。

五、具體實(shí)施方案

模擬選定高層配電室和團(tuán)結(jié)村北配電室。高層配電室為兩臺(tái)1000KVA變壓器，額定電流為1440A，額定電壓為380V，團(tuán)結(jié)村配電室為兩臺(tái)630KVA變壓器，額定電流為900A，額定電壓為380V，兩處配電室均為分列運(yùn)行方式。

1、信號(hào)采集：將數(shù)據(jù)采集器分別安裝在兩個(gè)配電室的低壓進(jìn)線柜內(nèi)，對(duì)變壓器的三相電力參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。信號(hào)采集功能由采集模塊完成：一號(hào)和二號(hào)主斷路器的電流值和電壓值通過銅母排上的電流互感器和電壓互感器轉(zhuǎn)變成標(biāo)準(zhǔn)二次電流和電壓值再傳輸給采集模塊，無(wú)功補(bǔ)償柜中的功率因數(shù)直接通過二次線傳輸給采集模塊，環(huán)境溫度通過電子式溫度計(jì)傳輸給采集模塊。采集模塊對(duì)以上信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)間隔設(shè)定為一分鐘（每分鐘存儲(chǔ)一次），存儲(chǔ)總時(shí)長(zhǎng)為一個(gè)月。一個(gè)月后數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

2、數(shù)據(jù)傳輸：中國(guó)移動(dòng)通信公司的無(wú)線GPRS網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)采集器中通信管理模塊與各部位計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的橋梁。在大港油田公司信息中心安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控專用服務(wù)器，由信息中心提供獨(dú)立接口，與其它信息傳遞隔離。GPRS通信管理模塊對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，變成可以進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)男盘?hào)，通過中國(guó)移動(dòng)公司GPRS網(wǎng)絡(luò)將變壓器的動(dòng)態(tài)參數(shù)遠(yuǎn)傳到信息中心專用服務(wù)器上。

3、數(shù)據(jù)接收與故障處理：我們首先將變壓器三相電力參數(shù)的額定值存儲(chǔ)在服務(wù)器中，服務(wù)器中的系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)用此數(shù)值與現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，出現(xiàn)下列情況時(shí)，電腦會(huì)立即報(bào)警，并顯示故障情況。（1）當(dāng)電壓、電流值超出額定值±5%時(shí)，只進(jìn)行圖像報(bào)警，顯示數(shù)值，如：“高層配電室1#主變A相電壓240V”。（2）當(dāng)出現(xiàn)電流、電壓值突然升高時(shí)，進(jìn)行圖像和聲光報(bào)警，系統(tǒng)彈出報(bào)警畫面：“團(tuán)結(jié)村北配電室2#主變C相電流異常，請(qǐng)查看電流走向圖”，同時(shí)，電腦發(fā)出蜂鳴警報(bào)。（3）當(dāng)一相或多相電壓突然消失時(shí)，進(jìn)行圖像和聲光報(bào)警，系統(tǒng)彈出報(bào)警畫面：“高層配電室2#主變電壓消失”，電腦發(fā)出蜂鳴警報(bào)。系統(tǒng)自動(dòng)將故障內(nèi)容編輯成短信分別發(fā)送至公司主管領(lǐng)導(dǎo)、生產(chǎn)技術(shù)部部長(zhǎng)、水電氣公司相關(guān)人員的手機(jī)上。系統(tǒng)可隨時(shí)提供故障點(diǎn)配電室的詳細(xì)資料（包括地理位置、高壓負(fù)荷開關(guān)型號(hào)、高壓線路號(hào)、變壓器容量、近期電流、電壓等的記錄、下級(jí)主要負(fù)荷、今年以來(lái)的停電記錄、維修記錄等）。服務(wù)器可自動(dòng)對(duì)每一次調(diào)控操作進(jìn)行存檔，對(duì)以往的故障數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行管理；根據(jù)用戶的需要輸出各種形式和周期的報(bào)表。

六、可行性分析及論證

1、經(jīng)濟(jì)性：此系統(tǒng)采取無(wú)線傳輸方式，不需要敷設(shè)專用電纜，只需安裝終端設(shè)備。由中國(guó)移動(dòng)通信公司運(yùn)營(yíng)的GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)成熟，覆蓋面廣，運(yùn)行可靠，可實(shí)現(xiàn)我公司所轄區(qū)域變壓器電力參數(shù)的采集、傳輸，最大限度節(jié)省資金。

2、簡(jiǎn)潔性：采用人機(jī)對(duì)話方式，可直觀地管理和監(jiān)測(cè)變壓器的運(yùn)行狀況，也可以在歷史數(shù)據(jù)和即時(shí)數(shù)據(jù)之間隨意轉(zhuǎn)換，操作簡(jiǎn)便，易于掌握。

3、可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)監(jiān)控：分散控制、集中管理。每個(gè)分站系統(tǒng)都能獨(dú)立操作，同時(shí)在主站上又能做到集中管理，使得整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、覆蓋面廣。

4、可持續(xù)性：結(jié)構(gòu)形式為模塊式，極其靈活，維護(hù)和擴(kuò)展極為方便?？梢愿鶕?jù)公司需要將新增配電室加入系統(tǒng)，從而節(jié)省初期投資，可隨調(diào)試隨投入使用，各配電室互不影響。

綜上所述，本套系統(tǒng)通過監(jiān)視變壓器的運(yùn)行狀況，可優(yōu)化供配電網(wǎng)運(yùn)行方式；在發(fā)生故障或異常時(shí)，迅速報(bào)警，告知值班人員及相關(guān)部門、領(lǐng)導(dǎo)；有利于及時(shí)恢復(fù)供電，減少停電時(shí)間，保證變壓器的安全運(yùn)行，提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平。方案可行。

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