呂勝菊

摘要：我國電力行業(yè)的快速發(fā)展帶動我國各行業(yè)發(fā)展迅速。智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)可以滿足對智能電力設(shè)備的智能監(jiān)控，如直流系統(tǒng)、變壓器等，從而確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化，使得其運(yùn)行更加可靠，同時還有利于生產(chǎn)效率的全面提高。

關(guān)鍵詞：智能化變配電;監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

引言

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開電力行業(yè)的大力支持。近年來，我國企業(yè)借助變配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)，全程檢測、管理供電設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時監(jiān)控和智能化管理。配電監(jiān)控智能化的應(yīng)用發(fā)展影響配電系統(tǒng)的發(fā)展方向。

1智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)

在系統(tǒng)之中囊括了保護(hù)、測控、電能計量管理、報警等一系列的功能，其在滿足一體化綜合監(jiān)控的同時，還能夠滿足無人值班的要求。分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相互簡單，并且有利于后續(xù)的維護(hù)與拓展。系統(tǒng)監(jiān)控軟件操作簡單方便。系統(tǒng)擁有良好的穩(wěn)定性，并且其可靠性較高，有利于系統(tǒng)智能化程度的保障。

2系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)主要由自動化組態(tài)軟件、通信組網(wǎng)設(shè)備和微機(jī)保護(hù)測控裝置、智能電力監(jiān)控儀表和低壓電動機(jī)保護(hù)控制器等組成。由低壓配電開關(guān)配以具有通信功能的智能測控保護(hù)裝置（網(wǎng)絡(luò)電力儀表等）經(jīng)數(shù)字通信與計算機(jī)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接，顯示和控制主開關(guān)或斷路器的狀態(tài)，對應(yīng)急或備用電源進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)配電過程中智能終端元件管理的自動化、智能化。實(shí)施智能化配電系統(tǒng)可以有效地保障供電可靠性和供電品質(zhì)，優(yōu)化負(fù)荷分配，節(jié)約電力成本以及檢修成本。根據(jù)電力綜合儀表的功能特點(diǎn)也可實(shí)現(xiàn)低壓配電出線回路的“三遙”功能，但因配電室低壓出線回路較多，采用該儀表分散安裝于開關(guān)柜內(nèi)經(jīng)濟(jì)投資較大，根據(jù)低壓配電出線回路采集特點(diǎn)（即一般采集回路開關(guān)的合分閘狀態(tài)、報警信號以及回路的電流、電壓等），基于降低成本的原則，實(shí)現(xiàn)了一種適用于低壓配電出線回路的帶有RS485通信接口，支持MODBUS通信協(xié)議的模塊，分別對各回路實(shí)現(xiàn)“三遙”功能。模塊集中組屏，可方便電力管理者對低壓站出線回路集中管理。

3主要功能

1.用戶管理模塊，用戶登錄：在系統(tǒng)的主窗口單擊菜單選項(xiàng)，打開管理窗口，從而進(jìn)行用戶的創(chuàng)建、刪除、更改等一系列的操作，并且按照提示框進(jìn)行選擇。當(dāng)用戶登錄之后，需要進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，其具體的權(quán)限設(shè)置是基于用戶管理身份登錄系統(tǒng)，然后進(jìn)入到管理窗口。針對“√”的，表明已經(jīng)賦予用戶這一項(xiàng)權(quán)限，不過每一用戶擁有的權(quán)限是不能超出用戶應(yīng)有的最高權(quán)限范圍。2.運(yùn)行操作模塊的實(shí)現(xiàn)，針對運(yùn)行操作模塊，其主要功能是配置運(yùn)行系統(tǒng)資料，如圖紙、元器件清單等。這一部分資料可以利用系統(tǒng)統(tǒng)一的管理界面來實(shí)現(xiàn)查看，也可以通過電力監(jiān)控界面的單線圖、系統(tǒng)接線圖等相關(guān)設(shè)備來加以調(diào)用。第一，在系統(tǒng)圖紙中包含了單線圖與控制原理圖。第二，系統(tǒng)每一個回路元器件或者是配電柜都需要按照一定的格式來加以統(tǒng)計，從而提供用戶瀏覽與查詢。第三，數(shù)據(jù)備份，主要是備份保存重要的配置表和歷史數(shù)據(jù)信息，避免因?yàn)閿?shù)據(jù)的稀釋，對系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成影響。第四，單擊“圖形監(jiān)控＼拓?fù)鋱D”的菜單選項(xiàng)，就可以將網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D打開，顯示出網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。針對拓?fù)鋱D，其實(shí)現(xiàn)的功能：將前端機(jī)、監(jiān)控主機(jī)、通信交換機(jī)等通信設(shè)備的分布與網(wǎng)絡(luò)連接方式體現(xiàn)出來。滿足系統(tǒng)通信監(jiān)視與網(wǎng)絡(luò)診斷的實(shí)現(xiàn)。每一個系統(tǒng)設(shè)備左上方都設(shè)置有通信狀態(tài)指示燈，利用顏色變化情況，就可以了解通信系統(tǒng)是否正常。單擊“圖形監(jiān)控＼系統(tǒng)圖”之中的系統(tǒng)圖按鈕，就可以打開系統(tǒng)圖。利用系統(tǒng)圖，就可以對系統(tǒng)的電力流向與能量分配加以了解，并且按照實(shí)際的需求，做好系統(tǒng)接線圖的配置，不同工程，其配置也會有所差異。在系統(tǒng)圖的主界面之中，就會直接進(jìn)入接線圖與單線圖。曲線，作為電參量數(shù)據(jù)最直觀、最有效的顯示，也可以呈現(xiàn)出歷史數(shù)據(jù)區(qū)縣、實(shí)時動態(tài)曲線等。單擊“圖形監(jiān)控＼監(jiān)控”菜單，可以直接進(jìn)入到曲線的主頁面。在其主頁面中包含了分成實(shí)時曲線和歷史曲線，并且主頁面之中可以查看各種采集量曲線。單擊曲線聯(lián)接按鈕，就可以代開對應(yīng)的曲線。單擊“查詢＼實(shí)時數(shù)據(jù)”菜單項(xiàng)，就可以打開實(shí)時數(shù)據(jù)查詢窗口，其數(shù)據(jù)主要包含了標(biāo)準(zhǔn)遙信、組合遙信、遙測等。在實(shí)時數(shù)據(jù)窗口中，主要是按照實(shí)際的需求，從而查詢不同類型的實(shí)時數(shù)據(jù)。

4通信層設(shè)計

通信層是將現(xiàn)場監(jiān)控層采集的數(shù)據(jù)信息傳輸至管理層，包括底層通信、頂層通信等。通信層的數(shù)據(jù)信息實(shí)時交換，數(shù)據(jù)信息包括現(xiàn)場監(jiān)控層檢測到的實(shí)時數(shù)據(jù)信息和管理層的數(shù)據(jù)信息。通信層的設(shè)備采用串口服務(wù)器，以提供光電隔離的保護(hù)作用。采集現(xiàn)場監(jiān)控層數(shù)據(jù)后由通信層進(jìn)行傳輸，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。同時，以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、交換機(jī)、通信電纜等設(shè)備，設(shè)計、組裝通信接口層，完成現(xiàn)場監(jiān)控層與管理層的實(shí)時連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時交換。

5設(shè)備布線

設(shè)備布線包括由站用箱引至變壓器、環(huán)網(wǎng)柜和低壓柜的動力電源線，由上級高壓柜引來的變壓器或者環(huán)網(wǎng)柜的控制電纜，母聯(lián)柜之間的聯(lián)鎖電纜等，各種線規(guī)格型號如表1所示。所有電纜進(jìn)入變壓器柜內(nèi)后，按規(guī)定穿過預(yù)留孔到達(dá)相應(yīng)設(shè)備，動力電源線到進(jìn)線柜端子后再引出2路，若變壓器前端無環(huán)網(wǎng)柜，則直接引至變壓器溫控器，若變壓器前端有環(huán)網(wǎng)柜，則電源線一路至環(huán)網(wǎng)柜，一路至變壓器溫控器，各饋線柜電源線由進(jìn)線柜端子引出至各饋線柜電源端子。電源線引至變壓器溫控器端子后，由溫控器引出電源分別于變壓器內(nèi)的風(fēng)扇電源、照明電源、電磁鎖電源和連鎖開關(guān)電源等。當(dāng)變壓器與上級高壓開關(guān)柜不在同一配電室或距離較遠(yuǎn)時，在變壓器前端設(shè)置1臺環(huán)網(wǎng)柜，以提高供電的可靠性。若變壓器前端無環(huán)網(wǎng)柜，則上級高壓柜控制電纜引至變壓器溫控器端子排，若變壓器前端有環(huán)網(wǎng)柜，則上級高壓柜控制電纜引至變壓器溫控器端子排，若變壓器前有斷路器開關(guān)的環(huán)網(wǎng)柜，則僅需變壓器前端環(huán)網(wǎng)柜控制電纜引至變壓器溫控器端子排。

6電能質(zhì)量監(jiān)測與分析管理

系統(tǒng)采用了可編程智能電測表，該系列儀表采用交流采樣技術(shù)，能分別測量電網(wǎng)中的電流、電壓、功率、功率因數(shù)和電能等參數(shù)，可通過面板薄膜開關(guān)設(shè)置倍率。帶RS485通信接口，采用Modbus協(xié)議;也可將電量信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的直流模擬信號輸出、帶開關(guān)量輸入/輸出和繼電器報警輸出等功能設(shè)計。對系統(tǒng)電能質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測，包括系統(tǒng)諧波含量、電壓波動和閃變、電壓電流不平衡度和頻率異常波動等電能質(zhì)量問題;事件觸發(fā)波形捕捉，記錄擾動時波形，進(jìn)行電能質(zhì)量分析和故障分析;高準(zhǔn)確度雙向電能計量;可以為不同部門或用戶設(shè)置費(fèi)率，并計算電能使用成本和費(fèi)用;實(shí)現(xiàn)綜合的電能和部門統(tǒng)計報表功能。

7現(xiàn)場監(jiān)控層設(shè)計

現(xiàn)場監(jiān)控層的裝置采用獨(dú)立分布方式，實(shí)施檢測、控制、通信和故障反應(yīng)等功能。同時，由通信接口連接變壓器溫控儀等第三方設(shè)備?，F(xiàn)場監(jiān)控層包括開閉間設(shè)計、變配電室監(jiān)控回路設(shè)計、變壓器溫控電路設(shè)計以及斷路器控制電路設(shè)計?，F(xiàn)場監(jiān)控層與開關(guān)柜組裝成智能化開關(guān)柜，采集現(xiàn)場信息后由通信層接至現(xiàn)場總線。

結(jié)語

隨著計算機(jī)和通信技術(shù)的發(fā)展，變配電監(jiān)控系統(tǒng)必定能夠得到廣泛的應(yīng)用。因此，希望通過本文對智能化變配電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)研究，能夠?qū)ζ溆星宄恼J(rèn)識，從而推動其得到更加廣泛的應(yīng)用。

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