劉細(xì)鳳

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：配電網(wǎng)是供電網(wǎng)絡(luò)的末端，為千家萬戶供應(yīng)電能，直接關(guān)系到用戶的供電質(zhì)量，保證配電網(wǎng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行是供電企業(yè)重要任務(wù)。用戶配電室作為配電網(wǎng)的重要單元，內(nèi)部設(shè)有配電變壓器，高低壓進(jìn)出線設(shè)備等重關(guān)鍵配網(wǎng)設(shè)備。因此為了保障配電網(wǎng)運(yùn)行的，必須加強(qiáng)用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文對(duì)用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的終端硬件設(shè)計(jì)及其軟件設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：用戶配電室；自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)；總體設(shè)計(jì)；硬件設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)

隨著電能供應(yīng)規(guī)模的擴(kuò)大，用戶配電室的自動(dòng)化監(jiān)控變得越來越重要。而對(duì)于用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)而言，監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。加強(qiáng)用戶配電室的監(jiān)控對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行具有重要意義，并且在電網(wǎng)運(yùn)行過程中需要對(duì)用戶配電室進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，避免其發(fā)生故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)的和用戶的利益造成損失。所以需要加強(qiáng)對(duì)用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析，從而實(shí)時(shí)掌握用戶配電室的信息。

1.用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的分析

1.1系統(tǒng)組成

用戶配電室運(yùn)行過程中，其中的配電變壓器是重要部分，也是容易出現(xiàn)故障的部分，所以對(duì)用戶配電室的監(jiān)控主要是檢測配電變壓器的狀態(tài)。目前，很多地方都有復(fù)合控制系統(tǒng)，其主要是利用系統(tǒng)主站的通信資源和設(shè)備，對(duì)變壓器的數(shù)據(jù)流量和監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，結(jié)合必要的通信方式對(duì)功用配變、大用戶專變和變電站等進(jìn)行監(jiān)測，從而完成對(duì)整個(gè)供電系統(tǒng)的監(jiān)管，從而完成對(duì)配電變壓器的監(jiān)控。通過GPRS通訊模塊與主站之間的通訊，能夠?qū)⒔K端信息上傳到主站上，并且對(duì)主站的命令進(jìn)行接收。通過對(duì)主電源和備用電源的管理，能夠保證系統(tǒng)有穩(wěn)定的電源。而通過紅外線通訊設(shè)備的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)與智能設(shè)備的通信。因此各路低壓出線的三相電流也必須納入到監(jiān)控范圍。

1.2終端主要功能的實(shí)現(xiàn)

用戶配電室的監(jiān)控終端主要是對(duì)配變的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并對(duì)所采集到的信息進(jìn)行儲(chǔ)存，然后完成對(duì)數(shù)據(jù)的分析；對(duì)終端參數(shù)的召喚和設(shè)置，對(duì)電容控制信號(hào)進(jìn)行輸出，對(duì)斷路器分合閘進(jìn)行控制并完成主站命令的接收；與剩余電流保護(hù)器和低壓集中抄表器等進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。終端裝置可以完成對(duì)電能的采集和存儲(chǔ)，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的計(jì)量，還能完成與智能電表的通訊；根據(jù)事件的屬性對(duì)其進(jìn)行分類記錄，其中包含事件的時(shí)間、地點(diǎn)和類型；重要事件的記錄會(huì)及時(shí)反饋給主站，而般事件只會(huì)被收錄以供主站查詢。

2.用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的終端硬件設(shè)計(jì)

配變監(jiān)測終端硬件中主要包含運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、人機(jī)交互系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、開關(guān)量輸入/輸出、直流模擬量采集、交流模擬量采集和核心處理器等部分。以高性能的32位內(nèi)核處理器作為配變監(jiān)測終端的核心處理器，電能計(jì)量芯片采用多功能防竊電基波諧波三相芯片，從而完成對(duì)配變綜合測控儀的核心數(shù)據(jù)采集和處理單元的構(gòu)建；在交流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握頻率、電量、功率因素、無功功率、有功功率、電流和電壓等數(shù)據(jù)，從而讓上位計(jì)算機(jī)擁有足夠的電w監(jiān)測基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；在開關(guān)量輸入/輸出系統(tǒng)和直流模擬量采集系統(tǒng)的作用下，監(jiān)測終端能夠完成對(duì)變壓器油壓和油溫的采集，從而完成對(duì)務(wù)工補(bǔ)償?shù)耐肚校⒛芡ㄟ^對(duì)變壓器上其余設(shè)備的狀態(tài)檢測，地掌握變壓器的狀況；電源系統(tǒng)中主要是通過對(duì)征集后備電源和性能穩(wěn)定的模塊穩(wěn)壓電源的應(yīng)用，讓主電源掉電使系統(tǒng)能夠進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)處理；通信系統(tǒng)中有多個(gè)通訊接口，這些接口能夠保證各個(gè)系統(tǒng)之間的正常交流，并且可以根據(jù)系統(tǒng)的要求對(duì)通信進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過將大容量Flash配置在配

變監(jiān)控終端，能夠讓ISP和LAP功能得以實(shí)現(xiàn)，并能通過對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的利用完成對(duì)程序的升級(jí)；在人機(jī)交互系統(tǒng)中，主要是通過對(duì)液晶顯示屏的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)畫面監(jiān)控，結(jié)合運(yùn)行監(jiān)控，能實(shí)現(xiàn)對(duì)終端裝置的遠(yuǎn)程維護(hù)，并在時(shí)間內(nèi)完成對(duì)終端狀態(tài)的掌握。

3.用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

用戶配電室監(jiān)控系統(tǒng)中的軟件設(shè)計(jì)也非常重要，其能在巡檢和接收終端上報(bào)的基礎(chǔ)上，完成對(duì)變壓器運(yùn)行數(shù)據(jù)和線損的分析，并且能在設(shè)備被盜和運(yùn)行故障的時(shí)候及時(shí)報(bào)警，從而保障配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。同時(shí)在使用J2EE的情況下，還能在編寫次程序的情況下，實(shí)現(xiàn)程序在各種不同操作系統(tǒng)中的部署。對(duì)于用戶界面的分層，主要有表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、持久層，其中表現(xiàn)層能夠?yàn)榭蛻籼峁I(yè)務(wù)層的基本信息，并將得到的信息反饋到業(yè)務(wù)層；業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其能將處理得到的數(shù)據(jù)反饋給客戶，也能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來；持久層主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。其中監(jiān)控的用戶就可以通過對(duì)配電所所屬的線路配變進(jìn)行操作，配電所不同時(shí)會(huì)有不同的線路配變操作。第二、系統(tǒng)管理功能，這功能模塊能夠讓用戶根據(jù)自身的實(shí)際要求來對(duì)配電所和線路等對(duì)象單位進(jìn)行移動(dòng)、更改、刪除和增加；第三、數(shù)據(jù)采集功能，其中包含有文件的上傳、實(shí)時(shí)監(jiān)控、GPRS采集和定時(shí)采集等多項(xiàng)功能；第四、數(shù)據(jù)的分析功能，其能根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)數(shù)據(jù)的單臺(tái)分析、多臺(tái)分析和綜合分析；第五、系統(tǒng)設(shè)置功能，主要是對(duì)軟件界面風(fēng)格、設(shè)備類型、GPRS終端類型和通訊規(guī)約等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；第六、日志記錄功能，其主要是記錄系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、用戶信息和定時(shí)清理系統(tǒng)中的歷史日志；第七、對(duì)外開放功能，其能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的與廠家其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。

4.安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)介紹及選型

4.1產(chǎn)品簡介

配電室綜合監(jiān)控是整個(gè)電能管理系統(tǒng)中的個(gè)重要環(huán)節(jié)。目前，配電室般都采取無人值守，定時(shí)巡查制度，這樣既浪費(fèi)人力物力也無法做到對(duì)配電室的環(huán)境和實(shí)時(shí)監(jiān)控。而配電室的環(huán)境穩(wěn)定可靠對(duì)變壓器等設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

4.2應(yīng)用場所

變電所、配電室、機(jī)房、箱變。

4.3系統(tǒng)模塊

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以智能控制為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電室內(nèi)環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。以網(wǎng)絡(luò)通信為核心，完成站端視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控。

系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風(fēng)、照明、防范、消防、次設(shè)備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在系統(tǒng)主界面上進(jìn)行體化顯示和控制，避免各系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控可提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對(duì)整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

4.4.2實(shí)時(shí)監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.4.3數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.4.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.4.5運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。

4.4.6實(shí)時(shí)告警

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告jing方式如右圖所示：

4.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.4.8用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

4.4.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？稍诰€診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

4.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

4.5Acrel-2000E/B配電室綜合監(jiān)控選型配置表

5.結(jié)束語

用戶配電室作為電網(wǎng)正常運(yùn)行中的基礎(chǔ)性設(shè)施，在其出現(xiàn)故障的時(shí)候?qū)?huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重影響，從而給用電戶帶來損失。但是在電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行過程中，并不能隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行故障檢查和查看，因?yàn)檫@樣不但會(huì)增加工作人員的工作量，還會(huì)給供電企業(yè)帶來巨大的成本支出。而通過對(duì)用戶配電室進(jìn)行自動(dòng)化監(jiān)控就能有效解決這些問題，所以用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸受到人們的關(guān)注。為了能讓用戶配電室更好的工作，就要加強(qiáng)對(duì)用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 蔡燕.配電房的常見故障及處理方法[J].城市建設(shè)理論研究，2012(19).

[2] 郭景.關(guān)于用戶配電室自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探析.

[3] 安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng).2020.04月版.

[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2020.06月版.

作者簡介：劉細(xì)鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用