远程配电

2024-08-28

远程配电（精选六篇）

远程配电篇1

目前供配电系统中绝大多数配电变压器还没有配备智能化、可通信的监测装置。随着配电自动化的深入发展, 研制一种能适合配电变压器监测并具有多种通信功能的智能化终端装置是符合市场需求的, 也是提高电网供电质量的有效途径。

从国内外的研究现状可以发现, 配电变压器监测终端数据传输的通信方式以及能够适应不同通信要求的多功能配电变压器监测终端仍然是目前的研究方向和亟待解决的问题[1]。

1 系统的总体方案

根据配变监测终端在配电自动化系统运行中所担负的任务, 以及现场环境、使用操作的具体要求以及客户的需要, 我们设计的配变监测终端的主要具有以下功能:

1) 实时数据采集;

1) 实时数据采集;2) 实时监测;

2) 实时监测;

3) 数据报表及存储;

4) 实时遥信和遥控;

5) 数据通信和传输;

6) 报警与数据显示功能。

除了上述功能以外, 作为智能化设备的TTU还应具备自诊断、失电数据保护和故障自恢复等功能。

监测系统硬件主要由电源模块、电力及温度参数采集模块、中央处理器和GSM模块四部分构成, 其结构如图1所示。

电源模块:由于监测装置需在现场长时间连续运行, GSM模块对电源的要求也高, 所以选择大容量的锂电池作为电源。采用简单的整流稳压电路将监测端的交流220 V变为直流5 V后通过充电模块给锂电池充电, 锂电池在工作时电压不断下降, 为使整个装置工作电压稳定, 在电池输出端使用DC/DC升压模块。在该装置中工作电压稳定为4.5 V, 满足所有模块的要求。

电力参数及温度采集模块:监测分机最重要的工作是准确地检测到配电变压器三相电压、电流、功率因数及温度等参数。采集模块采用的是精度0.5级的电压互感器和电流互感器, 它们将强电信号转换为弱电信号, 然后通过分压电路把各相信号降到单片机AD输入相匹配。功率因数的检测采用过零比较的方式, 由单片机中断口读入相角差计算出功率因数。变压器温度采用数字式温度传感器DS18B20, 其温度检测范围为-55℃~125℃, 完全适合系统要求。

GSM模块:本系统选用的是西门子公司的GSM模块TC35i[2]。监测分机检测到配电变压器的各项参数后由TC35i将这些数据发送到监控中心, 监控软件再做下一步数据分析。

监控软件由Visual C++6.0和My SQL编写[3]。使用者分为系统管理员和普通用户。

2 硬件电路设计

由于配变监测系统的主电路担负着数据采集的控制、数据处理、人机接口的控制、数据通信的控制以及输出控制等任务, 是系统的核心电路, 本电路设计中根据用户的要求以及对电力系统监测设备的调研, 采用了以高性能的工业级16位单片机芯片PIC18F458为核心组成了系统的主电路模块, 实现终端的信号采集控制、数据分析与处理、数据通信控制等功能。

2.1 交流数据采集电路

交流数据采样主要是采集交流电压和交流电流, 并以此计算除其他各种交流参数。交流数据采集电路的结构如图2所示。

2.2 硬件抗干扰设计

配电变压器监测系统硬件终端由于使用环境一般较差, 其抗干扰措施是设计中必须考虑的重要一环。通常, 现场干扰一般都是以脉冲的形式进入单片机应用系统的, 干扰窜入系统的主要渠道有三条:即供电系统干扰、过程通道干扰和空间辐射干扰。为了消除干扰对监测终端的影响, 本设计采用了硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计相结合的方式, 在硬件抗干扰设计中主要采用了如下一些措施。

由于监测终端是直接采用交流电网供电的, 因此, 单片机应用系统中最重要并且危害最严重的干扰来源于电源的污染。当电网中有大的感性负荷或可控硅切换时, 便会产生瞬时电压, 引起电网电压波形的畸变。这一干扰电压主要将沿着电源引入线→仪器系统→大地→负载突变处的途径传播。理论分析和实践表明, 由电源引入的干扰频率范围从近似直流一直可达1 000 MHz, 因此, 要完全抑制这样宽频率范围的干扰, 只采取单一措施是很难实现的, 需采取多种抗干扰措施结合的方法来抑制干扰。

为防止从电源系统引入干扰, 监测终端的供电电源的结构如图3所示。

考虑到高频噪声通过变压器主要不是靠初、次级线圈的互感耦合, 而是由初、次级间寄生电容耦合造成的。因此, 隔离变压器的初级和次级之间均用屏蔽层隔离, 减少其分布电容, 以提高抗共模干扰的能力。

电源系统的干扰源大部分是高次谐波, 因此采用低通滤波改善电源波形。在整流电路之后采用双T滤波器, 以消除工频干扰。

传输通道的抗干扰措施也有多种方法, 本系统主要采取光电耦合器隔离加软件处理的方法。其中光电耦合器隔离的原理是因为光电耦合器件是以光为媒介传输信号的集成化器件, 采用光电耦合器可以将主机与前向、后向以及其他主机部分切断电路的联系, 以有效地防止干扰从过程通道进入主机。

3 主站管理软件设计

主站和各个配电变压器监控终端之间采用GSM短信的方式进行通讯, 接收下位机采集到的电参量和温度参数, 并对其进行处理和分析, 如果有异常情况出现, 则将报警内容通过GSM发短信的方式发送到责任人的手机上, 以此来达到远程监控的目的。

主站后台监控中心管理系统软件主要的功能是和监测装置进行通信, 为运行管理人员提供实时数据, 整点数据, 动作记录数据的采集, 存入数据库中, 实现数据的分析及图形报表生成及打印等一系列功能。系统构成如图4所示。

由于本系统主要是对配电变压器的运行状态进行实时监测, 所以建数据库的时候, 必须以其状态信息表 (trans_info) 为核心搭建数据库, 这个表的内容需要系统管理员手工输入, 这个表内的参数就是系统判定其运行状态正常与否的标准, 超过这个标准就会引发报警程序, 并把报警内容存入报警日志表 (alarm_log) 中。配电变压器的即时状态是根据GSM模块从监测终端收到的短信经过解码之后得到的, 所以必须要有一个存储短信内容的表 (sms_info) , 需要一个变压器即时状态表 (trans_stat) 来存储从监测终端采集到的数据。

另外, 由于设计的监测系统最终是通过GSM短信的方式和监测人员进行联系, 所以还必须建一个责任人信息表 (duty_info) 来存储这些人的基本信息, 以便系统能够自动的查询到责任人的手机号码, 有异常情况的时候就可以即时的和责任人取得联系。通过一个变压器-责任人表 (trans_duty) 绑定的方式给每台变压器指定至少一名责任人。搭建的数据库表的参数和各表之间的关系如图5所示。

考虑到系统的发展, 随着存储和需要处理的数据量越来越大, 单机版的数据库肯定不能满足要求。因此, 可以采用一种分阶段的方法, 即首先采用单机版的数据库, 等到时间和条件允许了, 将其扩展为客户/服务器版。在此, 选择了My SQL数据库管理系统。通过My SQL Adminitrator在My SQL的root账号建立了一个数据库, 数据库名为trans, 在trans里面按要求建好各信息表。

本系统管理软件的界面是通过VC进行设计的, 即通过VC对My SQL进行操作。My SQL提供了一套CAPI函数, 它由一组函数以及一组用于函数的数据类型组成, 这些函数与My SQL服务器进行通信并访问数据库, 可以直接操控数据库。

本系统主站软件系统和监测硬件终端之间的通讯是采用基于GSM网络短信的方式进行通信。要实现和下位机进行有效的通信, 主站软件还必须具有通过串口连接GSM模块收发短信的功能。这就牵涉到了短信的编解码的问题, 由于系统是在VC环境下进行开发的, 所以就要在VC平台下对SMS短信息进行编码和解码。我们采用的是用AT指令发送SMS短信。

系统自开启后对各台配电变压器的运行状态进行监测。系统报警的动作都是引发报警窗口, 并播放报警声音, 不同的是报警类别不一样。

系统管理平台只对系统管理员开放的。系统管理平台分为用户管理和变压器管理。用户管理主要是针对用户的权限, 密码维护而设计的。相对于一次测量而言, 随机误差是没有一定规律的, 但是, 当测量次数足够多时, 测量结果中的随机误差服从一定的统计规律, 而且大多数按正态分布。因此, 消除随机误差最为常用的方法是取多次测量结果的算术平均值。尽管如此, 算术平均滤波方法需要连续采样若干次后, 才能进行运算而获得一个有效的数据, 因而速度较慢。当系统要求数据计算速度较高时, 该方法便无法使用。为了克服这一缺点, 本系统采用递推平均滤波方法。

4 结束语

本文所开发和设计的配电变压器运行状态远程监控系统完全能满足用户对分散配变管理的需要, 试运行情况良好, 且施工安装简单, 运行维护方便, 由于采用GSM公共通讯传输机制, 无需架设专用线路, 综合投资成本较低。数据传送准确。

参考文献

[1]L.Cristaldi, A.Ferrero, S.Salicone.A Distributed System for Electric Power Quality Measurement[J].IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2002, 51 (4) :776-780.

[2]SIEMENS Co.AT.Commands for GSM engine TC 35[Z].SIMENS CO., 2000.

[3]李现勇.Visual C++串口通信技术与工程实践[M].北京:人民邮电出版社, 2004.

[4]国家标准.电能质量三相电压允许不平衡度[S] (GS/T15543-1995) .

[5]全国电压电流等级和频率标准化技术委员会编.电压电流频率和电能质量国家标准应用手册[M].北京:中国电力出版社, 2001.

一种实用的远程遥控配电箱篇2

1 远程遥控配电箱结构和功能

远程遥控配电箱主要由遥控发射器﹙遥控手柄﹚、遥控信号接收处理模块 (接收机) 、输出控制器、输出直流继电器组成。将遥控信号接收处理模块固定于配电柜上, 需要开启用电设备时, 打开遥控发射器按 (点) 一下即可发出动作指令, 遥控信号接收处理模块接收到开启指令信号, 输出控制器的直流继电器由常开状态转换成常闭状态 (相当于人工现场按下启动按钮) , 此触点短接被控设备启动按钮, 接通配电箱主接触器吸合线圈电源, 接触器动作吸合, 接通用电设备供电电源, 使配电箱所接用电设备开始运转。生产任务完成后, 按下遥控发射器停止指令, 遥控信号接收处理模块接收到停止指令信号、输出控制器的直流继电器由常闭状态转换成常开状态 (相当于人工现场按下停止按钮) , 此触点断开配电箱主接触器吸合线圈电源, 接触器动作释放, 配电箱停止供电输出, 所接用电设备停止运转。

2 远程遥控配电箱控制原理

远程遥控配电箱控制原理图如图1所示。其启动和停机工作流程如下。

(1) 启动。设当生产设备如电灌、机井需要送电操作时, 按下遥控发射器控制开按钮→发射出射频指令信号→接收机接收到信号后推动直流继电器工作状态翻转→动合触点转换成动断输出→短接启动按钮SB1→接通主接触器吸合线圈KM电源→接触器动作吸合→接通用电设备电源。

(2) 停机。当生产设备或电灌、机井需要停电操作时, 按下遥控发射器控制关按钮→遥控发射器发射出射频指令信号→遥控信号接收处理模块接收到信号后推动直流继电器工作状态翻转→动断触点转换成动合输出→开断停止按钮SB2→断开主接触器吸合线圈KM电源→接触器动作释放→断开用电设备电源。

3 远程遥控配电箱接线

(1) 根据用电负荷容量合理选择远程遥控配电箱容量大小。

(2) 根据用电负荷是三相还是单相负荷, 选择配电箱控制电压是380 V或220 V输出, 控制器电源必须接自配电箱主电源。

(3) 遥控发射器可选择PT2262模块, 信号接收处理可选择SC2272-L4模块, 选用LM324P模块放大信号, 远程遥控有效距离平原地段1 000 m, 最大遥控距离3 000 m。

(4) 远程遥控配电箱接线:进线接电源, 出线接用电负荷, 使用接线端子排连接, 导线截面积满足载流量和机械强度的要求。

4 远程遥控配电箱技术特点

(1) 该配电箱自动化程度高, 技术含量较高, 实时自动控制性能强, 操作简单、灵活, 系统抗干扰性能强, 随时遥控操控。

(2) 遥控信号采用高频段射频发射、接收, 其抗干扰、高保真、穿透能力强, 不受场地、地形和障碍物阻隔的影响。工作场所内任何地点都可以遥控操作, 在方圆1 000 m内即可遥控操作, 且控制性能好, 故障率低。

(3) 维修简单, 维护方便 (只需每半年更换一次遥控器电池) 。

5 远程遥控配电箱实用性

(1) 该远程配电箱接用负荷扩展性强, 容量范围广, 配电箱容量可以根据用电负荷容量选择。其可接用电设备广, 可以广泛地应用到农业排灌、制砖、混凝土搅拌、筑路、涵洞桥梁建设等生产与建设工地, 真正实现生产线全自动运行和远距离操控。

远程配电篇3

那么, 可不可以设计一套独立的远程抄收系统, 应用日趋成熟的新通信技术来实现台区计量电能表的远程抄收呢?答案是肯定的。即通过采用CDMA无线通信技术, 结合RS 485数据接口, 建立独立的计量电能表远程抄收系统来实现这个目的。

1 CDMA技术原理简介

CDMA是近年来被应用于商业的一种无线数字通信技术。CDMA网络具有话音清晰、不易掉线、保密性强、辐射功率小、频率使用率高等技术优势。除了能够提供CDMA无线手机的通话功能和信息服务外, 还具有高速无线数据传输和多媒体功能, 并能够提供无线智能网 (如虚拟网络、个人号码识别等) 以及无线互联网服务 (如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等) 。在远程抄表应用中, CDMA技术具有如下优点。

(1) 实时性强。由于CDMA具有实时在线特性, 系统无时延, 无需轮巡就可以同步接收、处理多个数据采集点的数据, 可很好地满足系统对数据采集和传输实时性的要求。

(2) CDMA发射功率小, 不易掉线。CDMA手机采用先进的切换技术———软切换技术 (切换是先接续好然后再中断) , 使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美, 而且不会有GSM手机的掉线现象。

(3) 建设成本低。由于可以采用CDMA的无线公网平台, 只需安装好设备就可以, 不需要为远程抄表进行专门布线, 前期投资少、见效快, 后期升级、维护成本低。

(4) 集抄范围广。CDMA基站覆盖范围广, 在无线CDMA网络的覆盖范围之内, 都可以完成对集抄的控制和管理。而且扩容无限制, 接入地点无限制, 能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。

(5) 系统传输容量大。数据中心要和每一个电能表数据采集点保持实时连接。由于电能表数据采集点数量众多, 系统要求能满足突发性数据传输的需要, 而CDMA技术能很好地满足这一需要。

(6) 数据传送速率高。每个电能表数据采集点每次数据传输量在10 kb/s之内。CDMA网络传送速率理论上可达171.2 kb/s, 目前CDMA实际数据传输速率在40 kb/s左右, 完全能满足本系统数据传输速率的需求。

(7) 通信费用低。采用包月计费方式, 运营成本低。

(8) 安全性高。通过CDMA专网认证服务器的应用, 提供无线终端锁定功能, 能提供更高的安全性。

2 RS 485数据接口路由器

RS 485数据接口路由器是将各电能表RS 485数据口数据采集汇总, 再通过无线信道将数据传输出去的重要通信设备。通过RS 485数据接口路由器, 可以有效避免多路抄收单一电能表时的数据冲突, 为今后多个系统采集电能表数据提供平台。

3 远程抄表系统构建

要实现台区的计量电能表数据远程抄收并可靠运行, 就须建立一个独立的抄收系统。该系统通过RS485数据接口路由器定时接收电能表数据, 并将汇总的数据发送至CDMA通信数据卡, 再通过CDMA无线网络传送到控制中心计算机, 经过计算机的处理, 实现各种扩展功能。

3.1 系统组成

(1) 电能表数据采集点。电能表数据采集点位于各配电变压器台区, 电能表的用电数据经由RS 485接口通过屏蔽双绞线连接到带有RS 485数据接口路由器的电能表集中器中, 再通过RS 232接口与CDMA透明数据传输终端数据卡相连。通过CDMA数据卡对数据进行处理、协议封装后发送到CDMA网络, 通过CDMA网络传送至主站数据中心电力远程抄表系统, 实现电能表数据和数据中心系统的实时在线连接。

RS 485数据接口路由器通过RS 485接口直接连接到电能表上, 既可支持单个电能表, 也可以同时支持多个电能表, 实现对电能表参数的采集、存储、预处理, 并将采集到的电能表数据实时传送到电能表集中器。

(2) 主站数据中心。由于CDMA通信是基于IP地址的数据分组通信网络, 控制中心计算机主机配置固定的IP地址, 各个电能表数据采集点采用CDMA模块和该主机进行通信。

主站数据中心服务器申请配置固定IP地址, 采用中国电信提供的光纤专线, 与CDMA网络相连。由于光纤专线可提供较高的带宽, 当电能表数据采集点数量增加时, 中心不用扩容即可满足需求。

主站中心服务器接收到CDMA网络传来的数据后先进行认证, 后传送到主机, 通过系统软件对数据进行还原显示, 并进行数据处理。没有通过认证的错误和入侵均被隔离在外, 从而确保数据的安全性。主站主机可进行业务管理和计费管理, 对电力数据进行校验、计算、存储、分析、管理等, 并对异常情况进行告警。

(3) CDMA移动数据传输网络。电能表集中器采集的数据经CDMA网络空中接口功能模块同时对数据进行解码处理, 转换成在公网传送的格式, 通过CDMA无线数据网络进行传输, 最终传送到配电中心。

3.2 系统实施方案

各电能表使用CDMA透明数据传输终端, 通过中国电信的CDMA网络与配电中心相连。

电能表集中器使用统一的CDMA数据卡, 同时信息中心对各电能表数据采集点进行登记, 保存相关资料以便识别和维护处理。各电能表数据采集点运行系统软件, 支持24 h实时在线, 实现信息采集点24 h传送采集的电能表数据。

由于CDMA通信是基于IP地址的数据分组通信网络, 主站中心主机配置固定的IP地址, 各个电能表数据采集点采用CDMA模块和该主机进行通信。

3.3 安全措施

由于电力远程抄表系统的特殊性, 系统需要极高的安全保障或稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外有意或无意的破环;稳定是指系统能够24 h不间断运行, 即使出现硬件和软件故障, 系统也不能中断运行。

(1) 专网认证功能。利用CDMA数据卡的唯一性, 划定用户可接入某系统的范围, 可以有效避免非法入侵。采用中国电信分配的专门的APN进行无线网络接入, 在网络侧对数据卡和APN进行绑定, 只有指定的数据卡才能访问专用APN。普通手机号的CDMA终端无法呼叫专门的APN。

(2) 对于特别重要的数据, 可通过数据中心给每个移动终端分配特定的用户ID和密码, 其他没有数据中心分配的用户ID和密码的移动终端将无法登录进入系统, 系统的安全性进一步增强。

(3) 使用安全软件。利用安全软件的防火墙过滤功能, 保障系统安全。

4 结论

远程配电篇4

近年来,浙江省供电企业通过新一轮农网改造和新农村建设后,相继投入了一些智能设备。首先是用电信息采集终端看似简单的数据传输,实际上并不简单,因为其中包含用电信息采集终端、运营商网络、主站等组成部分,如果再进一步细化,则每部分还涉及不同的通信单元,其中任何一方(或多方)出现问题, 都可能导致通信异常,造成数据传输失败[1,2,3]。其次是配变侧电力电缆接头过热故障可引起火灾,并导致大面积电缆烧毁[4,5]。多年的运行经验显示,90% 以上的电力电缆运行故障是由接头故障引发的,而接头温度过高是造成电力电缆接头绝缘老化、易发故障的主要原因[6,7]。德清县受地理位置的影响,每年雷雨和台风偏多,导致农村地势低洼地区配电房电缆沟积水烧毁事故常有发生。最后是目前所使用的继电器型分体式剩余电流动作保护器是由剩余电流动作保护器本体与交流接触器组合使用,交流接触器的动触系统可以使用绝缘物体进行强行堵合等。在遇到上述问题时,暴露出农网配电设备故障点精确定位和信息传送不及时等不足,使农网运检人员在故障抢修过程中因忙于故障点查找,延长了停电时间[8]。

1农网配电设备故障诊断解决方案与实现

1.1低压配电柜短信终端设计

低压配电柜短信终端(以下简称短信终端)通过串行通信及数据采集模块交替读取农网配电设备上安装的各种传感器及测量仪表的检测数据,数据存储于Flash存储器中,然后由CPU处理器对预先存储的各监控节点阈值进行运算和对比,超过阈值时则进入故障诊断程序进行分析和判断,达到疑似故障条件后产生报警信息,并通过GSM和GPRS无线通信模块完成数据远程传送。低压配电柜短信终端示意如图1所示。

1.2无线数据传送

短信终端的SIM卡由浙江省电力公司统一分配的IP地址进行捆绑,以满足信息安全管理要求。然后以15 min为间隔交替经GPRS模块上传正常的采集数据,传送经SIM卡发送→无线移动运营商→省公司专用APN网络→内网→智能低压配电设备故障诊断及运行监控系统。而GSM模块的短信不传送正常数据,但可以通过编辑短信,按需进行实时运行数据查询,接收信息经SIM卡发送短信→无线移动运营商 →台区经理和值班手机,查询发送指令途径相反。

在运行过程中如遇报警信息,短信终端则根据故障诊断程序给出的配电设备疑似故障类型、故障点位置和相关数据通过GSM和GPRS双通道同步实时传递,该方法可以有效解决农村地区GPRS无线网络不稳定时发生的报警信息在传送过程中的丢失问题。GPRS和GSM数据传送拓朴如图2所示。

1.3疑似故障诊断程序设计

短信终端CPU处理器内置故障诊断预警、故障诊断告警和隔离、故障点自愈3个故障诊断程序,达到疑似故障条件后则进行循环计数及剔除分析方法的故障分析和判断。该方法可以提高各监控节点的数据传送可靠性,减少GPRS数据传送流量,增强配电设备的故障诊断准确率,避免疑似故障报警信息重复发送。

2农网配电设备监控装置解决方案与实现

2.1配变侧电力电缆接头温度监控装置的实现

首先,在配电侧低压配电柜的每条低压电力电缆表面距铜接线端子5 cm处安装铂热电阻温度传感器,然后利用ID通道编号与温度巡回检测仪建立对应连接,将每个温度传感器的实测数据以每个通道10 s循环经温度巡回检测仪完成模拟数据转换后传送至短信终端。

当实测数据超过短信终端预设阈值时,短信终端根据故障诊断程序进行分析和判断,达到疑似故障报警值时,则发送报警短信及上报数据至监控系统,如果故障诊断程序分析和判断达到告警条件时,短信终端会经控制器发送对应ID编号的剩余电流动作保护器分离指令,实现该低压供电回路的故障隔离,当实测温度下降至预警阈值30% 及以下时,短信终端则发送剩余电流动作保护器合闸指令,进入试送电,并跟踪该低压供电回路电力电缆表面的温度上升趋势是否在3 min以内达到告警阈值,符合条件由短信终端再次发送剩余电流动作保护器永久分离指令。配变侧电力电缆接头故障隔离及自愈流程如图3所示。

2.2配电室电缆沟自动排水装置的实现

利用在配电室低压配电柜底部与熔断器下方10 cm处各安装一组浮子式磁性液位传感器,下位传感器与短信终端K1和K2连接,上位传感器与短信终端K1和K3相连,构成开关量数据采集,短信终端的K4和K5辅助输出端子控制安装于低压配电柜内的40 A交流接触器线圈,40 A交流接触器触头系统提供安装与配电室电缆沟的潜水泵启动电源。

当下位传感器开关量闭合时,短信终端启动故障诊断程序,采用循环分析法在满足条件后产生预警信息,并闭合短信终端内置继电器,K4和K5端子接通电源,40 A交流接触器动作闭合,潜水泵开始工作。当下水位传感器开关量分离,短信终端根据故障诊断程序的计算功能,利用时差与水位下降速度计算出潜水泵停止工作的时延,达到条件后发送断开继电器指令,潜水泵停止工作。在排水过程中水位继续上升,上位传感器开关量闭合,则由短信终端发送告警信息并断开所有剩余电流动作保护器和切除智能电容器投运指令,保证低压配电柜从交流接触器触头系统下方部分失电,为抢修人员赶到现场组织抢修争取时间,达到减少损失的目的。

2.3剩余电流动作保护器疑似故障与堵塞的分析方法

短信终端利用剩余电流动作保护器跳闸后上传的开关量、各相电流和电压值、零序电流值与存储在短信终端Flash存储器内的最后一次正常数据进行对比,当结果为“1”时,由CPU处理器延时5 min再次发送该剩余电流动作保护器分闸指令,然后收集本次跳闸相关数据与最后一次正常数据进行对比, 判断结果还是“1”时,启动报警信息发送程序。

2.4自动无功补偿装置改造

首先将原自动无功补偿控制器更换成自动无功补偿测控装置,并更改智能电容器投切控制线,然后将RS485通信线接入短信终端,最后在短信终端内增加疑似故障诊断程序及上位传感器开关量闭合的切除智能电容器执行程序。

改造后可以解决通过实时采集总电流和智能电容自身故障诊断信息,经低压无功综合测控装置数据转换后上报短信终端,利用内置疑似故障诊断程序进行故障判断,当遇到符合报警的信息时,由短信终端及时发送报警信息。

2.5农网运检人员巡视监管装置的实现

在配电房大门内侧、箱变和配电柜门闭处加装多个门触点开关与读卡器连接,读卡器RS485通信线与短信终端相连,实时采集触点开关的开关量信息。当开关量发生变化时,由短信终端内置压电陶瓷片发出 “嘟嘟”报警声,如果巡检人员在1 min内没有使用员工卡在读卡器上刷卡,短信终端立即发送防盗报警信息。

3应用效果

德清县供电公司在对乾元供电所金火村西茅封、金火村沈家潭、齐星村金龙坝农网公变应用以来,监控装置与监控系统运行正常,从未发生故障, 有效节省了运检人员工作量,降低了巡视人员安全风险,减少了抢修材料费,提高了配网安全运行的稳定性和可靠性,缓解了供电企业在农网配电设备运行维护方面的压力。

1)节省运检人员工作量。通过在农网配电设备上安装各种传感器收集低压配电设备运行状态数据,以及在终端处理芯片上置入疑似故障诊断程序,实现了就近故障诊断以及快速发布,同时利用逻辑判据执行故障信息发布处理,做到了故障信息经GSM与GPRS双通道传送,避免了误诊信息、报警信息重复发布,降低了报警信息传递丢失和迟缓现象,缩短了故障点查找及抢修反应时间近30 min。

2)降低了巡视人员安全风险。在改造过程中, 温度巡回检测仪、自动无功补偿测控装置、短信终端和剩余电流动作保护器都使用4.5寸以上的LED显示屏,同时将装置镶嵌于配电设备表面,达到了不打开柜门即可查询农网配电设备各监测节点的数据, 对循环采集的数据还采用了实测数据轮显,实现了巡视人员通过按钮查询即可完成巡查任务,从而大大降低了巡视人员安全风险,以往目测无法发现的早期故障也能及时发现,缩短了巡视时间。

3)节省了抢修材料费。利用短信终端配电设备疑似故障诊断结果与剩余电流动作保护器组合的联动方式解决农网配电设备上的故障点供电回路隔离与自愈技术,有效避免了故障引起的刀闸、智能电表、各种测量仪表、电力电缆、熔断器、交流接触器和剩余电流动作保护器的烧毁现象,解决了以往人工停电、排水和恢复送电等繁锁工作,并对突发性自然灾害做到了优先处理决策,降低了抢修过程中更换的材料费。

4)提高了安全运行的稳定性和可靠性。自动无功补偿监控和三相不平衡自动控制,解决了以往人工从智能公变每天查阅大量数据和分析的问题,避免了通过客户改接方法调整三相不平衡的费时费力处理方式。农网运检人员巡视管理,便于供电所对运检人员巡视质量、工作状态和设备早期故障判断能力综合素质的考核有据可查,做到了运检人员管理动态监控,并达到了配电室防盗预警技术的双重效果。

4结语

通过对目前农网配电设备上已安装的智能化设备进行分析与研究,对存在的问题,通过加装各种传感器和测量仪表进行弥补,并开发了一款实用型低压配电柜短信终端装置进行现场数据的采集、存储、分析和判断,并将疑似故障报警信息经GSM和GPRS通信进行远程传递。另外,利用短信终端和在用剩余电流动作保护器组成供电回路的故障点自动隔离与自愈技术,减少了隔离设备的添置,解决了配电设备故障后的故障点扩大问题,也解决了以往终端只能收集数据,不能进行故障诊断的难题,为供电企业研究农网配电设备故障诊断提供了全新的研究方向。

摘要：针对现有农网配电设备故障无法事先诊断且故障后信息接收滞后造成停电范围扩大和时间延长的现状,提出在农网配电设备上加装各种传感器及测量仪表等辅助装置,并在自主研发的低压配电柜短信终端上就近进行数据采集和储存。通过数据分析与疑似故障诊断,实现了农网配电设备故障点的自动隔离和故障点消除后的自愈,同时还解决了故障信息采用GSM和GPRS双模式同步传递的问题。实践结果表明,该方法减轻了农网运检人员的工作量,提高了农网配电设备的安全运行水平。

远程配电篇5

1、配电网智能监控管理远程抄表一体化系统

1.1 一体化系统结构

如图1所示为配电网智能监控管理远程抄表一体化系统的网络结构示意图, 该一体化系统具有的功能主要有配电SCADA、配电GIS、馈线自动化FA、配电管理、远程抄表及设备管理等。一体化系统引进先进的GPRS、光纤、电力载波及CDMA等现代化通信技术, 使数据的采集与远程调控得以实现, 并根据实际情况需要选择集中型或就地型的馈线自动化, 以确保电网运行故障的实时切除与供电的快速恢复。该系统还有效建立了完整的配网模型, 使得配电网自动化系统的扩展功能得以实现。并且, 基于电网分析应用软件, 并结合根据实际需要而接入的微电网或分布式电源等扩展功能, 促进配电网经济运行分析及自愈控制的实现, 实现电网运行的优化与改善。

1.2 配电网智能监控及远程抄表的实现

配电网智能监控系统的执行者是管理员、操作者以及数据采集终端部分, 各执行单元的权限是不同的。根据用户的需求, 配电网智能监控与远程抄表系统的实现包含以下内容:系统登陆、系统工具、台账管理、数据采集、数据查询、报表打印、系统维护及系统管理, 如图2所示:

数据采集以数据采集器的形式实现, 通过对多功能表的数据采集, 与上位机终端数据进行传输, 同时可以实现和多功能表及GORS模块进行通信。数据采集的功能包含当前数据采集, 历史数据采集, 停电、失电、全失电及撤销处理, 校时等, 其扩展接口可以进行远程通讯、故障报警、工作指示、备用电源等作用, 多功能电能表具有编程测量、数字通讯、显示及电能脉冲输出等功能, 可以完成对电量测量、数据显示、电能计量、采集、传输等。

在以上基础构架和功能之上形成的智能监控管理远程抄表系统可以对多功能表的数据实时进行监控、采集、冻结等操作, 如果出现故障, 系统可以自动上传报警信息, 包含短信通知功能, 工作人员可以随时查看电能表的异常记录, 通过控制装置, 实现远程断电, 并记录停电与恢复供电时间。智能监控管理远程抄表一体化系统具有实时通信、适用范围广、通信速度快、可靠性高的特点, 该系统的使用有效的提高了对配电网的监督与管理。

1.3 主要结构部分的功能特点分析

由一体化系统网络结构示意图可知, 该系统主要由配电主站、配电子站、配电终端以及通信系统这四部分组成:

(1) 配电主站的功能特点。一体化系统的配电主站主要功能有配电SCADA、配电GIS、配电管理、远程抄表、设备管理及故障诊断与报警等:

(1) 配电SCADA。配电SCADA功能可以实时监控并记录配电变压器、箱式变电站、开关站及配电室等的运行状况及相关参数等, 以及对供电质量的监控, 三相电压不平衡度、三相负荷不平衡率及电压合格率的分析计算与统计, 还具有远程控制、数据采集与统计、运行状态与通信运行工况的监控、智能防误操作以及人机交互操作等功能。

(2) 配电GIS。通过配电GIS功能, 可以分层管理图形界面、实现动态网络拓扑与配电区域着色、基于GIS的设备管理与在线维护及配电生产管理、对电源点的追踪与分析等。

(3) 配电管理。配电管理方面的主要功能有监测负荷趋势、负荷管理、拓扑分析、计划检修作业及统计供电可靠性等, 可通过监测到的负荷曲线与比例等参数进行负荷管理, 在故障发生时进行拓扑分析并合理计划检修方案与作业, 同时综合统计供电质可靠性, 以保障供电质量。

(4) 远程抄表。远程抄表功能是基于电力载波或无线通信方式得以实现的, 并利用集中抄表器进行智能电能表的远程抄表, 然后将准确完整的抄表数据上传至配电主站或相关配电子站并记录于营销系统。

(5) 设备管理。设备管理方面主要包括建立每回馈线设备的台帐与报修记录、实时监测智能电表与配电终端及通信模块的运行状况并诊断运行故障、基于GIS建立设备维护与监视系统、客户通过设备管理索引与台帐及报修记录等查看系统运行状况等。

(6) 故障诊断与报警。系统故障发生时, 通过监控机屏幕上所显示的区域及着色设备进行对故障的诊断, 并及时向检修部门或人员发出系统故障的预警信息。

(2) 配电子站的功能特点。配电子站主要有远程通信、远程维护与自诊断、人机交互、终端数据汇集与转发、信息存储以及终端通信故障检测等功能。设置于开关站或变电站中的配电子站, 对终端数据及变电站RTU进行采集与处理并传输至配电主站, 而配电主站的命令则通过配电子站的转发传输至配电终端。

(3) 配电终端的功能特点。通过配电终端可监控开关站、配电变压器、变电站及线路等的运行状况, 该一体化系统中配电终端主要有配电监测终端以及电能质量智能监控装置。其中配电监测终端TTU可用于监控箱式变电站及配电变压器, 本系统中采用双路TTU装置, 在变压器及线路损耗的计算方面有重要意义, 强化了配电监测终端的功能应用, 为通信运行费用的降低创造良好条件。通过双路TTU装置, 不仅可以对配电变压器及两回线路的运行工况与相关运行参数进行监测, 而且能对电能质量、电压合格率及三相不平衡度等进行监测与统计, 还能实现配电主站与子站间的通信及远程维护。而电能质量智能监控装置的主要功能有在线监控配电线路及变压器的运行状况与相关参数、优化控制无功补偿容器的分相补偿与三相共补、在线分析电能质量、电流谐波的监控与分析以及谐波含量与总崎变率的计算等。

(4) 通信系统的功能特点。通信系统的主要特点在于对通信方式的选择方面, 根据系统应用功能并基于系统性能指标要求选择通信方式并按实际需要进行组合搭配。通信方式的选择应着重从以下方面展开:首先, 是配电主站与子站间的通信方式选择, 这是关系到配电自动化系统的重要部分, 应以SDH同步数字通信网络及光纤通信为最佳选择, 以满足系统速率及容量方面的要求。其次, 是FTU与配电子站间的通信方式选择, 应选用光纤通信以满足馈线自动化通道的快速可靠要求。第三, 是集中抄表的通信方式选择, 宜采用电力线载波或是无线通信, 以适应智能电能表的安装及运行特点。最后, 还有配变终端TTU通信方式的选择, 结合经济实用性并基于TTU分布广、数量大、运行环境较复杂且实时性要求较低等实际特点, 宜选用无线通信来满足TTU通信。

2、配电网智能监控管理远程抄表一体化系统的应用意义

集配电管理、实时监控/远程抄表及设备管理优势为一体的一体化系统, 不仅监控范围广泛, 而且具有将强的综合功能。通过实践应用可知, 配电网智能监控管理远程抄表一体化系统不仅满足了人们对供电质量及电网运行质量的要求, 而且还实现了电网运行的经济高效, 也就是说, 一体化系统应用为供电企业实现经济效益与社会效益双赢提供了可靠的基础保障。

配电网智能监控管理远程抄表一体化系统在实际应用中实现经济效益主要体现在以下几个方面:

(1) 供电自动化水平的提高, 大大降低了供电运行的难度及劳动强度, 并且远程抄表也有效减少了人力抄表及人工录入的成本投入, 减少了劳务方面的投入。

(2) 配电生产管理部门也有效提高了工作效率, 供电质量与可靠性也大大提高, 整体的供电维护及检修投入降低。

(3) 通过一体化系统, 供电企业可有效提高供电运行的管理水平, 只需在室内通过计算机屏幕进行对供电运行状况等的监控, 并实现数据的共享, 不仅降低了供电管理的难度, 而且也减少了劳动力与劳务投入。一体化系统实现社会效益主要表现在其应用范围及覆盖面广泛这一方面, 为满足用户不断高涨的供电质量需求提供保障, 为用户与供电企业之间双向沟通的实现奠定基础, 并为配电网的智能化发展创造良好条件。

结语

综上所述, 顺应人们日益高涨的对供电质量及电网运行质量与效率的要求, 基于现有配电网运行的现状及需求而研发出来的配电网智能监控管理远程抄表一体化系统, 结合了配电管理集成系统及配电网监控系统的优势为一体, 不仅满足了人们对供电质量的要求, 而且还有效实现了电网运行的安全可靠、经济高效, 促进了供电企业的快速可持续发展。

摘要：随着社会经济的发展, 配网建设规模不断扩大, 随之配电网结构及负荷特点也越来越复杂多变, 这就大大提高了对配网自动化水平的要求, 但对于点多面广的农村及中小城镇来说, 配网自动化水平还较低, 但用户对于供电质量的要求不断高涨, 必须引进更加先进的技术优化配网自动化运行。本文就是基于此对配电网智能监控管理远程抄表的一体化系统进行分析, 介绍了一体化系统的整体结构及主要结构部分的特点功能等, 并对一体化系统的应用价值与意义进行分析。

关键词：配电网,智能监控管理,远程抄表,一体化系统

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