安(ān)科瑞(ruì) 陳聰(cōng)

摘(zhāi)要：目前，我國(guó)經(jīng)濟高速(sù)發展，社(shè)會在不斷進(jìn)步，國家加(jiā)大了(liǎo)農村低(dī)壓配(pèi)電(diàn)網絡(luò)改造(zào)升(shēng)級投入(rù)，低壓(yā)配電網(wǎng)供電可(kě)靠性(xìng)及供電質(zhì)量得(dé)到(dào)明顯(xiǎn)提升(shēng)，但(dàn)低(dī)壓配電網絡(luò)自(zì)動(dòng)化運維水平(píng)及農(nóng)村(cūn)電網(wǎng)用電安(ān)全(quán)尚(shàng)處於較(jiào)低(dī)水平。低(dī)壓配(pèi)電變壓器，配(pèi)電(diàn)台區(qū)和配(pèi)電室(shì)數(shù)量(liáng)多，且分布(bù)範圍廣(guǎng)，漏電(diàn)，過負荷(hé)跳(tiào)閘(zhá)事故(gù)頻發(fā)，降(jiàng)低(dī)了(liǎo)配(pèi)電(diàn)網(wǎng)運維水平。本文基於(yú)無(wú)綫(xiàn)通(tōng)信技術及雲端服(fú)務平台(tái)，實現了對現有10kV配(pèi)電室(shì)的遠程自(zì)動化監(jiān)控係統(tǒng)改(gǎi)造。

關鍵(jiàn)詞(cí)：配電室；在(zài)綫監測(cè)器；方案(àn)

0引言(yán)

隨(suí)著社會(huì)的(dí)進步和人民生活(huó)質量的提(tí)高，對(duì)供電(diàn)質量(liáng)和(hé)供(gōng)電可靠(kào)性(xìng)有(yǒu)了更高(gāo)的要求(qiú)，但用電端的(dí)環網(wǎng)櫃(guì)及(jí)配電室較為(wéi)分散，數(shù)量多，距離(lí)遠，沒有(yǒu)實(shí)時(shí)監(jiān)測手(shǒu)段，一旦(dàn)發生故障，隻(zhī)能斷電(diàn)後(hòu)搶(qiāng)修，嚴重(zhòng)影響(xiǎng)用(yòng)電可靠性。另(lìng)外，大(dà)部分用(yòng)戶配電室的運行管(guǎn)理目(mù)前主要(yào)依(yī)靠人工(gōng)定(dìng)期(qī)進行現場檢(jiǎn)測(cè)和記錄，這(zhè)種工作方式(shì)工(gōng)作(zuò)量大(dà)，數據多，檢測(cè)記(jì)錄(lù)時(shí)間較長(cháng)，而且準確性得不(bù)到保(bǎo)證(zhèng)，運(yùn)行成(chéng)本也大(dà)大(dà)增加(jiā)。為此(cǐ)，采用(yòng)一種針對環網(wǎng)櫃(guì)及配(pèi)電設備(bèi)具(jù)有(yǒu)實(shí)時監測(cè)功能的應(yīng)用係統——基(jī)於公有(yǒu)雲(yún)的用(yòng)戶(hù)側配(pèi)電網智能(néng)監控(kòng)係(xì)統，通過實(shí)時(shí)監測保(bǎo)證(zhèng)用電可靠性。

1概(gài)述(shù)

起(qǐ)於(yú)20世(shì)紀60年代(dài)的電力係(xì)統(tǒng)自動監(jiān)控(kòng)技術(shù)隨(suí)著微電子，電力電(diàn)子(zǐ)，抗(kàng)幹擾等新(xīn)技術(shù)的迅(xùn)速(sù)發(fā)展，特(tè)別(bié)是計算機(jī)和網絡(luò)通(tōng)訊(xùn)技術(shù)的成(chéng)熟得到(dào)了發展。將設備(bèi)正常及事(shì)故情況下(xià)的監測，保(bǎo)護(hù)，控製，電力計(jì)量等融(róng)合(hé)在一起，達到(dào)高層(céng)次，高(gāo)透(tòu)明度的良好(hǎo)管理，已成(chéng)為一(yī)種必然趨勢(shì)和發(fā)展方(fāng)向(xiàng)。

210kV配電室(shì)遠(yuǎn)程在綫監控(kòng)改造技(jì)術(shù)方案(àn)與(yǔ)施工

2.1低(dī)壓櫃監測設備(bèi)

為(wéi)了(liǎo)采集低壓櫃電壓(yā)，電流，溫度(dù)數(shù)據(jù)與(yǔ)開(kāi)關(guān)位(wèi)置(zhì)遙測，遙信信息，每(měi)麵(miàn)低壓櫃加裝一台(tái)低壓監控設(shè)備，包含測量傳感(gǎn)器(qì)與數據處理(lǐ)通信模塊。測(cè)量傳感器實時采集低壓櫃(guì)的(dí)電壓(yā)，電流(liú)和(hé)溫度數值，通過(guò)有源(yuán)遙信方式采(cǎi)集開關位置(zhì)的遙測，遙信數(shù)據；經由數(shù)據(jù)處理通信(xìn)模(mó)塊上發(fā)至(zhì)通信管理終端(duān)，完成采(cǎi)樣數據(jù)傳輸。

2.2通(tōng)信(xìn)單元(yuán)

配(pèi)電(diàn)室中(zhōng)采(cǎi)集子(zǐ)節(jié)點需要與監控主機(jī)進行通(tōng)信(xìn)，監(jiān)控主(zhǔ)機需要與(yǔ)在上位(wèi)機係統(tǒng)進(jìn)行(háng)通信。在采(cǎi)集(jí)子節點(diǎn)與監控主機(jī)的通(tōng)信(xìn)中，采(cǎi)用ZigBee無綫通訊方式(shì)，使(shǐ)用(yòng)CC2430通(tōng)訊(xùn)模(mó)塊(kuài)。該產(chǎn)品(pǐn)是TI公司（德(dé)州儀(yí)器）生(shēng)產的一款(kuǎn)專(zhuān)用於IEEE802.15.4和(hé)Zigbee協(xié)議通(tōng)信的模塊。該模塊具有(yǒu)3種(zhǒng)休(xiū)眠模(mó)式,從(cóng)休(xiū)眠(mián)模(mó)式轉(zhuǎn)換到(dào)正常模(mó)式(shì)僅需54us，特別(bié)適(shì)合(hé)要求(qiú)電(diàn)池長(cháng)期供(gōng)電的應(yīng)用(yòng)場(cháng)合。監控主機與上位機係(xì)統通(tōng)信方式主要(yào)參(cān)考配(pèi)電室中的(dí)集(jí)中器的(dí)通信方式，一般地上配(pèi)電室，集中(zhōng)器采用4G方(fāng)式進行(háng)通信(xìn)，而在(zài)地下(xià)配(pèi)電室中，采(cǎi)用(yòng)寬帶網絡進(jìn)行通信(xìn)。因此(cǐ)對於(yú)地上的(dí)配(pèi)電室，監控主(zhǔ)機也通過增(zēng)加(jiā)4G通(tōng)信(xìn)模(mó)塊(kuài)並安(ān)裝有流(liú)量的電話卡實(shí)現與(yǔ)上位機(jī)係(xì)統的通信(xìn)；對(duì)於(yú)地下的配電室(shì)，則(zé)借用(yòng)配電室中(zhōng)集中(zhōng)器(qì)的網(wǎng)絡(luò)與(yǔ)上位機(jī)係(xì)統進行通信。

2.3監控(kòng)軟(ruǎn)件係統

係統實現(xiàn)集(jí)中監(jiān)視(shì)，測(cè)量，控(kòng)製和管理(lǐ)，事(shì)件(jiàn)記錄及(jí)報(bào)警(jǐng)狀態顯(xiǎn)示(shì)和查(chá)詢，設(shè)備狀(zhuàng)態(tài)和參數的查(chá)詢(xún)，操作指導等(děng)。實現數據(jù)采集(jí)與處(chǔ)理，操作(zuò)控製，人機聯係(xì)，單(dān)耗管理，故(gù)障追(zhuī)憶及(jí)分(fēn)析(xī)，運(yùn)行(háng)報表及負(fù)荷曲綫(xiàn)自動生成(chéng)，報警處(chǔ)理(lǐ)和(hé)歷史事件(jiàn)查詢(xún)等功能(néng)。畫麵中都(dū)設(shè)置了幫助按(àn)鈕，點(diǎn)擊(jī)幫(bāng)助按鈕，彈(dàn)出(chū)對整(zhěng)個畫(huà)麵的說(shuō)明(míng)及(jí)在值班(bān)過程中(zhōng)針對每(měi)一配電(diàn)室應注(zhù)意的事項(xiàng)。1）遙信，遙測，遙(yáo)控(kòng)功(gōng)能，保障設備安全(quán)運行係統實(shí)現遠程(chéng)控(kòng)製功能(néng)，設備啟停有(yǒu)啟動(dòng)和停(tíng)機運(yùn)行(háng)提示信息(xī)，設備(bèi)運(yùn)行標誌(zhì)，現場(cháng)設備(bèi)運行指示(shì)三重(zhòng)保護，確保(bǎo)安(ān)全可(kě)靠(kào)。實現了(liǎo)配(pèi)電設(shè)備自診(zhěn)斷(duàn)功(gōng)能(néng)，包括開(kāi)機自檢，關(guān)機(jī)自檢；係(xì)統(tǒng)采(cǎi)集到(dào)的遙測，遙信(xìn)信息可作(zuò)為運行分(fēn)析，事故追(zhuī)憶的依據(jù)；控製(zhì)操(cāo)作(zuò)具有操作(zuò)權(quán)限(xiàn)和安全(quán)管理功能(néng)，實現網絡化(huà)管理(lǐ)權(quán)限分層製的(dí)管理(lǐ)機製(zhì)，係(xì)統(tǒng)自動校(xiào)驗操(cāo)作者的操(cāo)作(zuò)權限(xiàn)及(jí)口令，自(zì)動分(fēn)配(pèi)操作者(zhě)的(dí)操(cāo)作範(fàn)圍(wéi)，責任(rèn)明確；提(tí)供遠(yuǎn)程集中(zhōng)管(guǎn)理(lǐ)，提升IT運(yùn)維(wéi)效率。2）“視(shì)頻牆”實(shí)時(shí)監測，直(zhí)觀觀測現場(cháng)。係統采(cǎi)用“視(shì)頻(pín)牆”實(shí)時(shí)顯(xiǎn)示各(gè)配電(diàn)室運(yùn)行(háng)信息(xī)，實時(shí)監測(cè)運行狀況(kuàng)；發生故障(zhàng)時，可及時(shí)調度人(rén)員進行處理(lǐ)，避免由(yóu)於(yú)故障(zhàng)延(yán)時而(ér)引(yǐn)發(fā)設備事故。3）梯(tī)度預警，自動化報(bào)警(jǐng)係(xì)統設(shè)置梯度報警(jǐng)，分為低報警(jǐng)，高報警，低(dī)低報警和(hé)高高報警(jǐng)。低(dī)報(bào)警(jǐng)或高(gāo)報(bào)警提示時(shí)，起到(dào)了提(tí)醒值(zhí)班員注意的(dí)作(zuò)用；低低(dī)報(bào)警(jǐng)發生時(shí)，要求值(zhí)班人員(yuán)按(àn)照(zhào)預案采取(qǔ)相(xiāng)應措(cuò)施(shī)，否則(zé)將影響(xiǎng)生(shēng)產；高(gāo)高報(bào)警(jǐng)發生(shēng)時，要(yào)求值班員立即采取措(cuò)施，否(fǒu)則(zé)將自動(dòng)分(fēn)閘。4）持(chí)續語音播報(bào)，人(rén)工手(shǒu)動(dòng)消(xiāo)除係統報(bào)警(jǐng)方式為(wéi)持(chí)續(xù)語音播(bō)報和(hé)大屏(píng)幕(mù)及視頻文字(zì)顯示，警(jǐng)示(shì)操作(zuò)人(rén)員(yuán)快速，準確找到故障原因，安(ān)排(pái)人(rén)員處(chǔ)理，及(jí)時解除(chú)故障；係統(tǒng)要求(qiú)由值班人(rén)員手(shǒu)動確認才能取(qǔ)消語音。

2.4數據傳輸端(duān)

采用自(zì)主研(yán)發(fā)的(dí)DTU（數(shù)據傳(chuán)輸(shū)單元）與雲服務器進(jìn)行通信。DTU工作是基(jī)於移(yí)動/聯(lián)通(tōng)GPRS（通用分組無(wú)綫業務(wù)）信道(dào)進行傳(chuán)輸，即移動/聯通(tōng)為每(měi)張(zhāng)SIM（用戶識別(bié)模(mó)塊）卡分配1個(gè)號碼，通(tōng)過(guò)GSM（全(quán)球移動通信(xìn)係統）加密技術(shù)攔截(jié)第三(sān)方的(dí)網絡(luò)*聽。其(qí)次，DTU傳(chuán)輸原(yuán)理(lǐ)采用(yòng)ModbusRTU協(xié)議(yì)，服務(wù)器請(qǐng)求1次(cì)數據(jù)後，DTU工作1次，隻(zhī)能實(shí)現單(dān)向(xiàng)數據(jù)傳輸。

2.5自主(zhǔ)開發數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程(chéng)傳輸裝置(zhì)

係統中采(cǎi)用(yòng)的(dí)數據遠程(chéng)采集(jí)傳輸(shū)裝(zhuāng)置(zhì)由石家莊公(gōng)司自(zì)主開發(fā)，裝置支持多(duō)種(zhǒng)工業協議，具(jù)有對下位(wèi)機的數據(jù)采集(jí)，暫(zàn)存(cún)，分析，上(shàng)傳(chuán)功(gōng)能，同(tóng)時對(duì)下(xià)位(wèi)機通(tōng)訊(xùn)進(jìn)行(háng)實(shí)時在綫(xiàn)分析(xī)，設定(dìng)通(tōng)訊策略(lüè)，對(duì)通訊(xùn)超時進行3次通(tōng)訊(xùn)嘗試(shì)，如(rú)果(guǒ)仍然通訊(xùn)超(chāo)時形(xíng)成通訊報(bào)警。該裝(zhuāng)置(zhì)還可(kě)以根(gēn)據設(shè)備點(diǎn)檢(jiǎn)，定(dìng)製(zhì)設備的(dí)點檢計(jì)劃(huá)，對沒有(yǒu)點(diǎn)檢(jiǎn)的(dí)設(shè)備(bèi)進(jìn)行強製(zhì)點檢(jiǎn)，沒(méi)有點(diǎn)檢不允(yǔn)許設(shè)備(bèi)運行(háng)，另(lìng)根據(jù)用戶(hù)需求(qiú)可(kě)開(kāi)發多種形式的運(yùn)行策(cè)略(lüè)。

2.6施工方(fāng)案(àn)

施(shī)工采(cǎi)用(yòng)不(bù)停(tíng)電作(zuò)業形(xíng)式(shì)，總施工周期為2天。（1）高，低(dī)壓(yā)開(kāi)關(guān)櫃改(gǎi)造(zào)施工1）低壓櫃施工。每個低(dī)壓櫃加裝(zhuāng)一個采集(jí)模塊(kuài)，開(kāi)關(guān)位(wèi)置采(cǎi)集直接接入(rù)低壓斷(duàn)路器開(kāi)關位置輔(fǔ)助觸頭(tóu)；電壓數(shù)據(jù)直接(jiē)由斷路器出(chū)綫銅(tóng)排處(chǔ)測(cè)量；電(diàn)流(liú)信號由開口互(hù)感(gǎn)器(qì)測量(liáng)，並進行功率(shuài)計(jì)算；溫度采(cǎi)樣(yàng)探(tàn)頭(tóu)直接安裝於刀(dāo)開關出(chū)綫(xiàn)銅排(pái)處；2）高壓櫃(guì)施(shī)工。高壓櫃施(shī)工與低壓(yā)櫃類似，每個(gè)高壓櫃安裝(zhuāng)一(yī)個采(cǎi)集模塊，開(kāi)關位置采(cǎi)集直接(jiē)接(jiē)入高壓斷路器開關(guān)位置(zhì)輔助觸頭(tóu)；電(diàn)壓數據直接(jiē)由斷(duàn)路(lù)器出(chū)綫(xiàn)銅排處(chǔ)測量；電流信(xìn)號(hào)由(yóu)開口互(hù)感器測量(liáng)。（2）通信(xìn)機(jī)櫃安裝施(shī)工(gōng)通信管(guǎn)理(lǐ)單元(yuán)安裝(zhuāng)於(yú)通信機櫃(guì)內，采(cǎi)用4G無綫(xiàn)通(tōng)信與(yǔ)就(jiù)地(dì)WiFi通(tōng)信(xìn)方(fāng)式，天(tiān)綫放置於(yú)低壓櫃體(tǐ)外(wài)側(cè)，長(cháng)度為5m。每個低（高）壓(yā)櫃數據(jù)采集模塊與通信管(guǎn)理單元(yuán)間通(tōng)過(guò)RS485總(zǒng)綫連綫，通信綫(xiàn)選用(yòng)2×0.75mm2屏(píng)蔽(bì)綫，屏(píng)蔽現場(cháng)電(diàn)磁(cí)環境(jìng)帶來(lái)的(dí)幹擾(rǎo)。每(měi)台低(dī)（高(gāo)）壓(yā)櫃及(jí)通信(xìn)機櫃(guì)之間(jiān)布(bù)置(zhì)櫃體(tǐ)出綫(xiàn)孔(kǒng)及(jí)電纜溝(gōu)，由(yóu)抽(chōu)屉(tì)後端出(chū)綫孔布綫，通(tōng)信(xìn)電纜不宜(yí)過長，且(qiě)盡(jìn)量與電(diàn)源(yuán)電纜分(fēn)開(kāi)，以(yǐ)避(bì)免(miǎn)不(bù)必要(yào)的信號(hào)幹(gān)擾。

3安科瑞配電室環境監控係統(tǒng)

3.1概(gài)述

配電(diàn)室(shì)綜(zōng)合(hé)監控(kòng)係(xì)統包(bāo)括智(zhì)能監控係統(tǒng)屏，通(tōng)訊(xùn)管理機(jī)，UPS電(diàn)源(yuán)，視(shì)頻監(jiān)控子(zǐ)係統（雲台球(qiú)機，槍機），環境監測子係統(tǒng)（溫(wēn)度，濕(shī)度，水浸，煙(yān)感），控製子(zǐ)係統(tǒng)（燈(dēng)光(guāng)，空(kōng)調，除濕(shī)機(jī)，風(fēng)機，水泵），門禁監(jiān)控(kòng)子係統（讀卡器(qì)，開門按鈕(niǔ)，磁(cí)力鎖），安防(fáng)監控(kòng)子係(xì)統（雙(shuāng)鑒(jiàn)檢測(cè)器(qì)）。

3.2應(yīng)用(yòng)場(cháng)所

適(shì)用於軌道(dào)交(jiāo)通(tōng)，工(gōng)業(yè)，建(jiàn)築，學(xué)校，商業綜合體等(děng)35kV及以下(xià)用戶端供(gōng)配電自動化係統工程設計，施工(gōng)和運行維護。

3.3係(xì)統結(jié)構

3.4係統功能

3.4.1實時(shí)監(jiān)測(cè)

能(néng)夠顯(xiǎn)示配電室(shì)設(shè)備(bèi)的運(yùn)行狀態，實時監(jiān)測配電室環境參數信(xìn)息，實時(shí)顯示(shì)有(yǒu)關(guān)故(gù)障，告警等(děng)信息。

3.4.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界麵中(zhōng)，可(kě)以(yǐ)直接(jiē)查(chá)看配(pèi)電(diàn)室(shì)中(zhōng)各個(gè)設備的運行數據(jù)。

3.4.3曲綫查(chá)詢(xún)

可(kě)以直接(jiē)查看(kàn)各電(diàn)參量曲綫(xiàn)。

3.4.4運行報表

查詢配電(diàn)室內(nèi)設備的運(yùn)行(háng)數據報表(biǎo)。

3.4.5實(shí)時告警(jǐng)

具(jù)有實時(shí)告警(jǐng)功能，係統能(néng)夠對配(pèi)電室溫(wēn)度，濕度(dù)，有(yǒu)害(hài)氣體(tǐ)，設備故障或通(tōng)信故障(zhàng)等事件(jiàn)發出(chū)告警。

3.4.6歷史(shǐ)事件查詢

能(néng)夠對(duì)產生的(dí)所有事件記錄進(jìn)行存(cún)儲(chǔ)和管(guǎn)理，方便用(yòng)戶對(duì)係統事(shì)件(jiàn)和(hé)進行(háng)歷史(shǐ)追(zhuī)溯(sù)，查詢(xún)統計，事(shì)故分析(xī)。 

3.4.7用戶權限(xiàn)管(guǎn)理

設置了用(yòng)戶(hù)權限(xiàn)管理(lǐ)功(gōng)能(néng)，可以定義不(bù)同級別用戶(hù)的登(dēng)錄名，密碼(mǎ)及操作權限。

3.4.8網絡拓(tuò)撲圖(tú)

支持(chí)實(shí)時監視並診斷(duàn)各(gè)設(shè)備的(dí)通訊狀(zhuàng)態，能(néng)夠(gòu)完整的顯示整個(gè)係(xì)統(tǒng)網絡結構。

3.4.9遙控(kòng)功(gōng)能

可(kě)以對(duì)整(zhěng)個(gè)配(pèi)電係(xì)統(tǒng)範圍(wéi)內的設備進行遠程遙控(kòng)操作(zuò)。

3.5係統硬(yìng)件配(pèi)置

4結(jié)語

通過(guò)此次(cì)技(jì)術改造，實(shí)現(xiàn)了(liǎo)10kV配電室的(dí)遠程(chéng)在綫監控，進入無(wú)人(rén)值(zhí)守運維階段(duàn)。不(bù)僅(jǐn)實現(xiàn)了電(diàn)壓，電(diàn)流信號(hào)的(dí)遠(yuǎn)程在(zài)綫監(jiān)控，同時可(kě)監(jiān)測低(dī)壓(yā)斷路器(qì)出綫溫(wēn)度(dù)，以(yǐ)及配電(diàn)室的溫(wēn)濕度(dù)狀態信息。視頻(pín)影(yǐng)像信(xìn)息(xī)可輔助(zhù)還(huán)原事(shì)故(gù)現場(cháng)，排(pái)查故障原因(yīn)。非法入侵報(bào)警(jǐng)係統(tǒng)可(kě)有效避免(miǎn)意(yì)外(wài)事(shì)故的發生(shēng)。

參考文(wén)獻

1. 王(wáng)君明(míng).電力(lì)工(gōng)程(chéng)安裝的相關(guān)安(ān)全技術措(cuò)施分(fēn)析[J].科(kē)技(jì)創(chuàng)新(xīn)導(dǎo)報,2017(34).

2. 嶽玉(yù)山.10kV配電室遠程在綫監控改造(zào)技(jì)術方案.

3. 企業微(wēi)電網設計與應用手冊(cè)2022.05版.