配电远程监控

配电远程监控（精选十篇）

配电远程监控 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.

配电远程监控 篇2

摘要：主要介绍一种基于GSM网络的GPRS网络通信技术实现的变压器负荷监测系统，通过GPRS网络实现变压器参数的远程监测。该系统具有建网方便、无需布线和几乎不受区域限制，一次性投资少，日常运行费用低等特点。

关键词：GPRS Modem 单片机系统 远程监测 AT命令集

随着无线通信技术的不断提高，利用移动运营商提供的无线网络实现配电网数据采集和监控SCADA，是电力系统现代化的一个重要发展方向。由于GSM网络的通信技术已经成熟，覆盖面又广，利用GSM无线通信方式来实现变压器参数的实时采集，无疑是对现有资源的最大利用。最重要的是GSM网络是由移动运营商投控系统，可以节省数以千亿计的导线材料及人工费用，达到环保、节能、资源最大共享的目的，而且免除了网络的日常修改和维护工作，最大限度地节省了投资。无论何时何地，只要有一部电脑和可以上网的电话线就能实现对各地变压器进行监控；如果配备GPRS（General Packet Radio Service，通用无线分组业务）无线Modem，使能实现，便能实现移动监控。本系统用基于GPRS网络通信技术和网络微处理器技术相结合的方法，解决变压器参数远程传输问题，实现及时报警、实时数据采集和实时负荷监测的功能。其意义在于：通过监视变压器的运行状况，优化配网运行方式；发生故障或异常运行时，迅速报警，及时恢复正常供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行；记录电压越限时间，计算电压合格率，从而合理控制电平水平，改善供电质量。

1 系统结构

本系统由现场变压器三相电力参数采集、GPRS通信网络和监测中心上位机软件三大部分构成。变压器三相电力参数采集安装在变压器现场，通过电压互感器（PT）和电流互感器（CT）对变压器二次端的.电气参数进行采集监测；同时，分析、记录采集数据供电位机查询，并在变压器三相电力参数出现异常事件时主动上传告警信息。GPRS通信网络是监测中心与现场变压器之间的数据传输的桥梁，通过GPRS网络使现场变压器的相关参数能够主时传送到监测中心计算机；监测中心软件一方面通过GPRS网络与现场监测器进行双向通信，另一方面为用户提供一个可视化界面，让用户足不出户即可了解远方变压器相对实时的运行状况。与现场GPRS无线Modem相对应，监测中心计算机必须借助GPRS无线Modem拨号进行GPRS网络，方可与现场监测器进行远程通信。系统结构如图1所示。

变压器三相电力参数采集包括两大部分。一是电力参数采集模块，对变压器三相电气参数进行实时采集；同时存储历史数据，以便监测中心要了解变压器的电压、电流、功率等电参数质量时，可以通过预先设定的查询历史数据命令获取，然后通过监测中心软件分析形成曲线报表等。二是智能监测与GPRS通信管理模块。该模块监测与分析采集模块送出的实时参数，如果发现电压电流超限或断电来电，则启动GPRS通信模块的监测中心发送报警信息；当上位机软件发起通信请求时，还要负责握手和建立通信链路。

监测中心软件为用户提供一个可视化的监测界面。该监测界面采用多级电子地图的形式，让用户直观、方便、快捷地了解变压器的运行状态。通过此界面，用户可以及时发现变压器出现的故障。譬如，某变压器A相电压过大，则在电子地图中该变压器处出现闪烁亮点，提示用户该变压器出现警情，并伴有声音报警。用户可以点击变压器图标处查看告警详细内容；同时，用户通过查询历

配电远程监控 篇3

摘 要：随着社会经济的不断发展和进步，科学技术也得到了空前的发展和提升。在配电工程中，智能配电监控系统得到了广泛的应用和推广，其主要构成为组合式的模块单元，并且其核心的监控系统为PMC。它是将计算机技术与通信技术联系在一起，把配电工程中的各个有联系的系统有机的连接起来，从而达到配电控制系统的控制、监督、测量等。本文结合智能配电监控系统的具体结构，以及在配电工程中的应用作了详细的分析和阐述。

关键词：配电工程；智能配电；监控系统；结构；应用

中图分类号： TM76；TP277 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-153-2

0 引言

由于社会的不断发展和进步，在配电工程中，造成火灾的危险因素越来越多，并且其所产生的危害也无法估量和预测。因此在配电工程中应用智能配电监控系统就变得越来越重要，因为其系统中的火灾警报装置能够对配电室中的火情情况进行实时的监控和预测，并且还能够通过监控录像等对其发出警报，从而促使工作人员能够及时采取有效的措施加以应对和处理，防止火灾继续扩大。智能配电监控系统运用的是全景的数据统一监测平台，并将视频录像、环境监控、火灾警报等独立的监控装置所产生的数据以及其具有的功能有机的结合，实现各系统装置之间数据传输、信息交流与共享、联动监测和控制等，从而达到对配电工程的全方位的控制、监测以及管理。

1 配电工程中智能配电监控系统应用的必要性

无人值班是配电工程发展的一种新型的管理配电室的模式，要达到真正意义上的无人值班，就必须完善配电室内的对各种电气装置的监控和保护，防止其室内泄漏SF6气体、并对其温湿度、通风情况以及相关设备的安全运行中所产生的数据信息进行统一的监测和收集。如果环境监控装置的运行过程存在缺陷，就会造成配电室发生安全事故或是出现安全隐患。例如泄漏SF6，这种气体无色无味，比重大于空气，而发生时又不易被察觉，并且会造成严重的缺氧情况，甚至会危害到人们的身体健康和生命安全，从而发生不可避免的恶性事故。而在配电室内安装智能配电监控系统，就能够对其环境进行实时的监测，并且还会提高电力现场的管理和控制的水平，从而更大程度的确保人们的人生安全。

2 配电工程中智能配电监控系统的实际应用

以十千伏的配电站所设置的面积为十五米乘以七米的配电室为例，对其进行紧凑的空间布置。首先在其入口处设立一个独立的三米乘以二点六米的监控室，然后在其室内安装自动化配电设备DTU以及监控屏幕，同时还需配备一个空调，以实现集成数据信息以及整合各个系统，使得各个系统之间能够有机的进行联动和配合使用。这个系统会对各个装置所产生的数据进行收集记录，同时还会分析其运行的环境状态，使得工作人员能够对其有一个准确的了解和把握，以便及时觉察到安全隐患。当出现泄漏SF6时，独立的监控室就会对其进行隔离，同时工作人员也会及时发现这一状况，并对其进行处理。配电站的平面布置图如图1。

3 配电工程中智能配电监控系统的结构组成

智能配电监控系统是运用视频监视器以及监控屏来对数据信息进行收集、整合和处理，从而让各个子系统能够进行相应的联动和配合使用。这个系统会自动收集和记录信息数据，并加以分析，从而将有效的信息传递给工作人员，以便工作人员了解和掌握配电室的情况，并对存在的隐患及时进行处理和应对。智能配电监控系统的结构组成如图2所示。

3.1 视频监控

视频监控是指将智能监控系统前端的监控摄像头所记录和采集到的音视频材料通过信号线传递到视频处理器上，然后由视频处理器经过初步判断和处理后就传递到监控中心平台。监控中心的工作人员会根据这些信息发送监控指令，监控摄像头就会根据指令进行下一步操作。另外这个系统还具有自动跟踪视频以及移动运行的监控功能，并且在发生警报时，区域内的监控摄像头就会进行相应的联动报警。

3.2 环境监控

这种监控子系统可以同时对SF6和氧气进行浓度上的检测，如果SF6的浓度太高或者是氧气的浓度太低，这个子系统就会自动发出报警信息，同时开启声光显示，并在泄漏SF6时进行通风排气。而监控系统也会将这些自动通风排气的情况记录下来，并对发生的时间进行记录，便于以后的数据查询。这一模块还会对室内的温湿度与空调监控联系起来，实现两者的控制联动。

3.3 火灾警报装置

这一子系统可以对整个配电站进行全方位的监测和控制，如果发生火灾，这个系统就会马上发出信号进行报警。另外其还具有计算机自动拨号报警的功能以及联网监测和控制的功能，而消防设备PC也能够将当时的配电室的情况以及系统的运行状态显示出来。

3.4 其他

除了上述几个系统外，其还有空调监控、门禁管理等系统模块。空调监控是用于监测各类机型的空调设备，并且具有检测和重试等调节空调运行状态的功能，从而有效的提高了其可靠性和安全性，降低其由于死机或者是停机造成的损害。门禁管理是与监控视频的子系统连接在一起作用的模块，它可以极大的防止管理漏洞的出现，同时其又与火灾警报器连接在了一起进行联动作用，从而确保了火灾发生时能够保证逃生通道的顺畅性。各个监控模块都由监控室进行控制与数据集成，相互联动的系统进行协同合作，从而达到对配电室的全方位监控和管理。

4 总结

综上所述，在研究配电工程中智能配电监控系统的应用时发现，单独设置一个监控室能够使得配电室的整个空间都能得到科学地规划和合理的使用，能够有效的节约配电室的空间资源。同时在其内部设置一个智能配电监控系统平台，通过这个平台对配电站进行全方位的监控，并对其监控录像进行分析以及对不良情况进行综合报警，从而为监测与维修、防护与管理等智能化的操作打下良好的基础。另外还能够将准确全面的信息数据传递给工作人员，保证工作人员能够及时作出正确的应对策略，从而最大程度的保证监控设备的可靠性和安全性。

参 考 文 献

[1] 孙荣博.智能配电监控系统的实现及应用研究[D].哈尔滨工程大学，2012.

[2] 贾维.分布式配电室智能监控系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.

[3] 李雨桓.配电室智能监控系统设计与实现[D].电子科技大学，2014.

[4] 楼增沅.智能配电监控系统设计及关键技术研究[D].杭州电子科技大学，2012.

配电系统火灾的监控 篇4

电气火灾发生的原因主要是配电系统在运行过程中,由于漏电、短路、超负载、接触不良等引起的。据不完全统计,在电气方面的火灾中,配电线路引起的火灾达到60%以上,而这些配电线路中一般都设有超负荷及短路的保护装置,然而却时常有火灾的发生。其中主要存在以下四点原因:第一,不完善的配电系统保护功能,不能进行有效防护。第二,设备使用了劣质产品或者易燃材料。第三,不规范的施工以及私自改装配电线路或者更换线路的保护开关等,使配电线路长期在超负荷状态下运行。第四,配电线路分布面广、连接点多、隐蔽部位多,其中的隐患不容易被发现,存在于线路设备当中。因此,正确有效地预防线路火灾,对减少电气火灾发生的重要性是不可忽视的。

2 设置监控的内容和监控范围

从电气火灾以上的几个特点,能够看出由于配电线路引起的火灾具有很强的隐蔽性。在酿成火灾后,其中存在的问题才会暴露出来。这就给管理工作带来了一定的难度,由此看出,我们应该从技术方面加强防范措施,只有这样才会减少或尽量避免电气火灾的发生。因此,设置配电线路监控系统是非常必要的。某些场所还应对其电流设置监控系统,这样就可以随时发现和规范某些用户的用电方式,杜绝火灾的发生,使其监控的内容更加全面、广泛。

《高层民用建筑设计防火规范》(以下简称“高规”)明确指出监控系统设置的部位或范围,应是“高规”限定条件中,公共建筑的照明系统与插座供电系统,尤其是那些要再次装修的公共建筑,由于建筑陈旧,其照明与插座线路老化,施工难度较大,很难发现其中的隐患,重点应该监控这些地方。另外,监控的重点也应该是那些可能改动配电系统,或使用用电设备极不规范的公共场所。而对固定连接的电动机等稳定性强的设备,一般可以不设监控,或只在重点部位设置监控系统。普通住宅的电气火灾方面,由于这样的场所通常无人值班,建议采用剩余电流断路器的方法进行防护,可以不设置系统型火灾监控装置。《低压配电设计》规范要求当重要用电设备超负荷时,只作用于信号。对公共场所的应急照明、通道照明,公共安全用电设备,消防电梯、消防水泵等不允许停电的设备、场所,则应设置报警式剩余电流保护装置。对以上几项进行监测,以便及时将信号送至值班室进行处理。

3 设置电气火灾监控系统的作用

设置配电线路火灾监控系统不能取代断路器,它的作用不仅是对配电系统进行监控,也是对空气断路器进行监控。对过电流应以报警为主,跳闸为辅。这样可避免配电线路火灾监控系统和线路保护开关在功能上的重复设置,也尽量解决了两者之间不协调的矛盾,使其各司其职。如发生剩余电流故障时则应以报警为主,在这期间如果突然切掉电源,会造成很大的经济损失、引起秩序混乱。从发生剩余电流故障到形成火灾需要很长的一段时间,有足够的时间去检查处理。所以对于故障的发生,也不应一律使用跳闸。由此建议配电线路火灾监控系统应是以监控为主,指令跳闸为辅,并建议根据以下情况执行指令:第一,当发生剩余电流故障时。第二,当发生超负荷或短路时,配电线路火灾监控系统对超负荷、短路应以报警为主。在发生以上几种故障时,若配电系统断路器没有反应,可由其发出指令使断路器分离。如果断路器不能跳闸则证明已发生故障或损坏,监控系统检测到这种情况后,应指示上一级断路器跳闸,同时通知工作人员检修。

4 产品选择

在现在的监控系统市场中,并不是所有的产品都能作为火灾监控系统,即使其持有相关部门的检测报告,也不能说明其一定是系统型产品。系统型产品各级保护的动作时间与动作电流应呈阶梯状分布,以利于实现选择性的要求。有些产品功能烦琐复杂,就应同时通过消防、配电、雷电等多个部门的检测,才能够在实际中得到应用。另外对于特定的场所、部位,其产品的雷电防护功能就有可能不适用,甚至是危险的。因为雷电防护也是一项系统工程,不同的信息系统、不同的保护级别,所要求的电容保护器通流容量等都是具有很大差别的。

5 结束语

随着高层建筑越来越多,在建筑内部设置配电线路火灾监控系统是十分有必要的,这就为防火工作又提出了一项崭新的课题,我们应该重视消防监控系统的应用,使其在我们的日常生活中得到普遍应用，从而成为人们生活安全的一个重大保障。

参考文献

[1]汪七一.浅论供配电系统的本质安全评价[J].有色冶金设计与研究,2009,(5):16-19.

配电室智能监控系统设计及实现分析 篇5

摘 要：随着电能供应规模的扩大，电网正常运行的过程中对配电室的监控变得越来越重要。在科技飞速发展的基础上，配电室智能监控系统被开发出来，并且在实际应用中取得了很好的效果。而对于配电室智能监控系统而言，监控系统的设计显得尤为重要。本文将根据配电室智能监控系统的实际情况，对其设计与实现进行探讨。

关键词：配电室；智能监控系统；设计；实现

中图分类号： TM64 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）13-148-2

0 引言

配电室作为电网正常运行中的基础性设施，在其出现故障的时候将会对电网造成严重影响，从而给用电户带来损失。但是在电网实际的运行过程中，并不能随时对其进行故障检查和查看，因为这样不但会增加工作人员的工作量，还会给供电企业带来巨大的成本支出。而通过对配电室进行智能监控就能有效解决这些问题，所以配电室智能监控系统的应用逐渐受到人们的关注。为了能让配电室更好的工作，就必须要加强对配电室智能监控系统设计及实现的研究。

1 配电室智能监控系统的总体设计

1.1 系统组成

在配电室运行的过程中，配电变压器是最重要的部分，也是最容易出现故障的部分，所以对配电室的监控主要是检测配电变压器的状态。目前，很多地方都有复合控制系统，其主要是利用系统主站的通信资源和设备，对变压器的数据流量和监测点进行计算，在移动通信网络的基础上，结合必要的通信方式对功用配变、大用户专变和变电站等进行监测，从而完成对整个供电系统的监管，从而完成对配电变压器的监控。

通过GPRS通讯模块与主站之间的通讯，能够将终端信息上传到主站上，并且对主站的命令进行接收。通过对主电源和备用电源的管理，能够保证系统有稳定的电源。而通过红外线通讯设备的应用，能够实现与智能设备的通信。

1.2 终端主要功能

监控终端主要是对配变的运行数据进行采集，并对所采集到的信息进行储存，然后完成对数据的分析；对终端参数的召唤和设置，对电容控制信号进行输出，对断路器分合闸进行控制并完成主站命令的接收；与剩余电流保护器和低压集中抄表器等进行数据的转发。终端装置可以完成对电能的采集和存储，并且实现对电能的计量，还能完成与智能电表的通讯；根据事件的属性对其进行分类记录，其中包含事件的时间、地点和类型；重要事件的记录会及时反馈给主站，而一般事件只会被收录以供主站查询。

2 监控终端硬件设计

配变监测终端硬件中主要包含运行监控系统、人机交互系统、电源系统、通信系统、开关量输入/输出、直流模拟量采集、交流模拟量采集和核心处理器等部分，其功能框图如图1所示：

以高性能的32位内核处理器作为配变监测终端的核心处理器，电能计量芯片采用多功能防窃电基波谐波三相芯片，从而完成对配变综合测控仪的核心数据采集和处理单元的构建；在交流模拟量采集系统的作用下，能够及时、准确地掌握频率、电量、功率因素、无功功率、有功功率、电流和电压等数据，从而让上位计算机拥有足够的电网监测基础数据；在开关量输入/输出系统和直流模拟量采集系统的作用下，监测终端能够完成对变压器油压和油温的采集，从而完成对务工补偿的投切，并能通过对变压器上其余设备的状态检测，全面地掌握变压器的状况；电源系统中主要是通过对征集后备电源和性能稳定的模块稳压电源的应用，让主电源掉电使系统能够进行正常的数据处理；通信系统中有多个通讯接口，这些接口能够保证各个系统之间的正常交流，并且可以根据系统的要求对通信进行调节；通过将大容量Flash配置在配变监控终端，能够让ISP和LAP功能得以实现，并能通过对相关数据的利用完成对程序的升级；在人机交互系统中，主要是通过对液晶显示屏的应用实现画面监控，结合运行监控，能实现对终端装置的远程维护，并在第一时间完成对终端状态的掌握。

3 监控系统软件设计

对于配电监测系统而言，系统软件也是十分重要的组成部分，其能在巡检和接收终端上报的基础上，完成对变压器运行数据和线损的分析，并且能在设备被盗和运行故障的时候及时报警，从而保障配电网的正常运行。

一般情况下采用自上而下的模块化设计方法对软件系统进行设计，这样能够保持软件结构的简单清晰，从而让系统的修改和调试更加方便。系统的后台软件一般是用J2EE进行开发，因为其具有良好的扩展性、稳健性和较好的结构，并且其具有平台无关性。同时在使用J2EE的情况下，还能在编写一次程序的情况下，实现程序在各种不同操作系统中的部署。对于用户界面的分层，主要有表现层、业务层、持久层，其中表现层能够为客户提供业务层的基本信息，并将得到的信息反馈到业务层；业务层负责对收集到的数据进行处理，其能将处理得到的数据反馈给客户，也能将数据存储起来；持久层主要是对数据进行持久的保存，避免出现数据丢失。

按照功能对软件进行划分，可以将软件划分为七个部分。其中第一是用户管理功能，其能在用户的不同要求下对管理单位进行划分。其中监控中心的用户就可以通过对配电所所属的线路配变进行操作，配电所不同时会有不同的线路配变操作，如图2所示：

第二是系统管理功能，这一功能模块能够让用户根据自身的实际要求来对配电所和线路等对象单位进行移动、更改、删除和增加；第三是数据采集功能，其中包含有文件的上传、实时监控、GPRS采集和定时采集等多项功能；第四是数据的分析功能，其能根据实际情况完成对数据的单台分析、多台分析和综合分析；第五是系统设置功能，主要是对软件界面风格、设备类型、GPRS终端类型和通讯规约等参数进行设置；第六是日志记录功能，其主要是记录系统的运行状态、用户信息和定时清理系统中的历史日志；第七是对外开放功能，其能实现系统的与厂家其他系统数据交换。

4 总结

配电室的监控对电网的正常运行而言有重要意义，在电网运行的过程中必须要对配电室进行严密的监控，避免其发生故障时对电网的安全和用户的利益造成损失，所以需要加强对智能监控系统设计的研究，从而实时掌握配电室的信息。

参 考 文 献

[1] 贾维.分布式配电室智能监控系统设计与实现[D].电子科技大学，2013.

配电变压器终端监控设计 篇6

目前, 我国电力配电系统的配电变压器监控终端大多采用单片机来实现。其优点是设计简单, 供选择的的芯片种类繁多, 设计方法、设计过程都特别熟悉, 但同时其突出缺点也很多, 具体如下:

1.1数字信号处理能力很弱, 难以实现精确、严格快速的算法。

1.2功能过于简单、需要大量的外围器件进行功能扩展, 如并口扩展、各种串口扩展、地址译码以及上条提到的高精度ADC和随机存储设备等, 增加了设备成本和系统复杂度, 降低了系统可靠性。

1.3存储空间小、速度慢使得监控终端能够完成的功能和应用范围都受到很大的限制, 编程难度也大增。

2 配电变压器终端监控设计

2.1 设计思路

在充分考虑配电变压器中对功能、可靠性以及精度方面的要求, 在己有产品存在的缺点与不足后, 主要在如下几个方面作了改进:

新型32位DSP芯片TMS320F2812的采用:借助TMS320F2812强大的功能和运算能力, 可以大大提高飞TU的运算精度、实时性以及对数据信息的处理能力, 并可大大简化CPU的外围电路。

电压有效值、电流有效值、频率、有功功率的估计精度优于0.2%、无功功率、视在功率、功率因数、有功电度、无功电度的估计精度优于0.5%、谐波分析精度优于l%。

过去的TTU大多系统电路结构复杂, 市电信号、串行通信信号, 开关量输入信号都可能对控制电路产生致命干扰。本系统在隔离、接地和共模抑制方面都作了较多考虑, 并获得了良好的效果。

本系统的软件都采用C语言编程, 完全结构化, 并有部分面向对象化特点。

2.2 整体设计方案

配电变压器监控终端的整体设计方案如下:

2.2.1 基本结构

本产品的基本结构如图1。图中方框内部虚线表示不同功能模块兼的隔离线。

2.2.2 软件实现功能要求设计

计算出三相电压、电流、功率因数、有/无功功率、零序电流 (相不平衡状态) ;有/无功电度等。精度设计目标为0.5级;统计停电时间及时间间隔:能从当地和远方进行参数设置, 并具有主站校时功能;掉电数据保存功能;程序自恢复功能;自动功率因数补偿功能 (电容投切功能) , 通过某一路开关量输出:谐波分析功能, 至少能够分析到巧次谐波, 而且精度优于l%。

2.2.3 核心处理芯片

采用Tl公司的DSP芯片TMS320LF2812, 它的主要参数见表1

2.2.4 交流采样部分设计

直接采用2812本身的16路12bitADC。用7路, 剩余可做其它扩展功能, 如测变压器油温等功能;本控制器主要有7路模拟量输入 (3相电压、3相电流, 零线电流) ;交流电压输入:交流50Hz, 0～265V。交流电流输入:交流50Hz, 0～5A。交流采样电压, 电流输入接口应能承受交流2000v以上一分钟耐压测试;绝缘电阻用500V兆欧表测试, 正常条件大于5兆欧, 湿热条件大于1兆欧;其它要求符合DL/T721。

2.2.5 串行通信部分

主站硬件接口之提供标准RS232、RS485接口。实现和远方和本地主站的通信连接。提供一路备用标准RS232接口, 转发智能电表及低压抄表集中器数据。红外抄表功能符合DLT/645-1997《红外通讯规约》和可以和上面两个SCI口中的任意一个共用。红外抄表主机从长远来看应用掌上电脑比较好。对于丁TU可能用到的其它通信方式如GPRS方式, 电话线, 电力载波、CAN等, 需另开发适配卡。通过适配卡和TTTL的标准RS232口通信。

2.2.6 显示部分

应具备LCD和LDE两种显示功能。LCD模块直接采用清华精电蓬远的VPG12864 (HT-LEOD) 液晶显示模块 (驱动芯片为HD61202) , 此模块的好处是只需单电源供电, 价格便宜。以此LDC模块为基础做一块显示适配卡, 显示适配卡通过SPI口和TUT控制系统通信。LDE显示也采用同一个SPI口。

2.2.7 通信接口电路的设计

在配电自动化系统中, 通信问题占据了系统设计的极为重要的地位.配电设备数t大、分布无规律、对数据传输要求不尽相同, 造成通信方式的多样性、复杂性。在本系统中, TTU和子站之间的接口选用异步串行通信端口:同时配置两线RS-232接口和标准RS485接口。本设备还提供了供MODME用的带有握手信号的9线RS232接口, 有利于以后通过MODME实现电话线、网线、GPRS或CDMA等方式与主站通信。另外设备预留了CAN总线接口, 以及红外接口。串行通信接口的硬件电路都为标准电路, 硬件电路设计难度不大, 在此不作详述。

2.2.8 历史记录部分的硬件设计

本系统的历史纪录功能模块主要包括如下部件:两片DATAFALHsSPI口存储芯片, 每片容量IMbit, 用来存储理历史纪录;一片SPI口实时时钟芯片 (RealTimeClock, RTC) 为历史纪录提供时间标号。上述三个芯片共享一个SPI口, 与DPS的SPI口连接。DPS芯片在这个同步串口通信系统中作为主设备 (Master) 存在, 其它芯片作为从设备 (Slva) e。3.5.1和3.5.2分别介绍了A-DATFALHS存储芯片和实时时钟芯片的硬件设计。

2.2.9 电源的设计

本产品的直流供电电源采用开关电源方案, 开关电源直接提供三路相互隔离的直流电一路为5V, 作为串行通信模块的电源;一路为5V, 作为AD/转换模块的电源和DSP芯片和数字电路的总电源;一路为12V作为开关量输入输出模块的电源。这三路电源隔离度都超过2500V, 一分钟的耐压测试。

2.2.1 0 抗干扰设计

硬件抗干扰设计总原则是:抑制或消除干扰源;切断干扰对系统的祸合通道;降低系统对干扰的敏感性。对于本系统, 硬件抗干扰设计主要考虑了如下几个方面:隔离技术、接地技术、高频信号下的导线传输线效应和信号完整性。

2.2.1 1 接地技术设计

安全地主要是为由雷电及静电放电等原因引起的强烈共模干扰提供低阻通路。本系统设计了完善的安全地系统。本产品的开关量的对外引脚、模拟量的输入引脚、串行通信模块对外引脚等都可能引入严重千扰。本产品在上述信号入口处设计了共模千扰信号的低阻通路, 有效抑制了上述干扰, 大大提高了产品的可靠性和抗干扰能力。信号地和安全地不同, 它为电路的每个电平信号提供了一个公共参考点, 对于一个信号公同参考点来说, 电位差不能太大, 否则容易造成数字逻辑错误和模拟信号误差。为使数字电路和模拟电路不相互通过信号地相互藕合, 数字信号、模拟信号在空间上和电流环路上完全分开。两个地只在DPS芯片汇合处单点连接。另外为了降低地电平的阻抗, 本产品的印制板采用4层板, 设专门的地层和电源层。

3. 几点认识

遥测功能:实时检测配电变压器出线三相电压/电流、有功/无功功率、零序电压/电流, 功率因数cos∮。三相电压/电流最大最小值及发生时间、有功/无功功率最大最小值及发生时间、零序电压/电流最大最小值及发生时间、cos∮最大最小值及发生时间。

遥信功能:实时检测遥信量输入, 并同控制中心传送。遥控、遥调功能:控制中心可远方控制终端的继电器输出节点的开闭。

远方集中抄表功能:终端通过采集器抄收电度表的电量数据, 也可以直接抄收三相电度表的电量数据。

装置后台调试功能:终端有串行接口连接计算机, 可以通过该端口获得终端运行状态, 可以现场设置各类参数。可以采用FLASH存储器作为程序片, 可以现场修改程序并更新终端运行程序。

摘要：电力系统主要包括发电、供电和配电三大环节。由于条件限制, 长期以来我国的配电网的建设未得到应有的重视, 投资少, 设备落后, 严重影响供电质量。本文从配电角度对变压器终端监控进行了设计, 使其功能更加适用于生产实际。

关键词：配电变压器,终端监控,设计

参考文献

[1]姚志松等.新型配电变压器结构、原理和应用.机械工业出版社, 2007, 3 (1) :22～46.

低压配电监控系统的研制 篇7

低压配电监控系统是基于计算机、互联网、电子等技术设计的一套电力综合性管理监控系统。该系统的设计对提高电力系统稳定性有重要意义。

低压配电监控系统的设计分为3个阶段:功能系统设计、硬件和软件程序设计、应用改进。

1 低压配电监控系统的功能设计

(1) 低压配电监控系统要实现对配电网负载情况的管理与监控。为实现该功能, 该系统需要具备数据采集与处理、控制、管理、监控、报表、分配、数据库处理、预警等功能。根据低压配电监控系统的应用需要, 在系统设计过程中将系统功能定位为:数据采集、数据分析与处理、功能性控制、线路负载管理、图形监控、动态报表、能量分配、数据库、管理界面、报警等。

(2) 结合系统管理和操作的需要, 对系统控制与管理权限的合理设计是非常必要的。借鉴其他监控系统的设计经验, 将低压配电监控系统的系统管理权限设计为系统管理员、数据库管理员及一般操作员三种。不同的管理权限满足不同岗位的应用需求。

(3) 重视预警功能的设计与实现。低压配电监控系统设计的初衷是要实现对整个供电网络的有效监控, 因此具有快速反应的预警和报警功能是非常必要的。预警和报警功能的设计是整个系统设计是否成功的关键。预警主要指对设备运行数据分析处理, 发现设备可能出现的问题并及时预警;报警主要指对运行过程中设备出现的故障及时报警, 方便工作人员及时做出应对。

2 低压配电监控系统的硬件组成设计

低压配电监控系统的硬件组成设计是实现系统功能的基础环节。低压配电监控系统硬件组成的设计一方面要控制硬件成本, 另一方面还要保障硬件的功能能有效支持系统功能的实现。

监控系统设计为三部分组成的功能体系, 分别为通信设备、通信接口、系统软件。通信设备主要实现电网信息的收集、控制;通信接口实现信息的有效传递;系统软件是整个系统的中枢, 信息加工处理及控制指令都由系统软件实现。低压配电监控系统的硬件设计主要围绕通信设备、通信接口部分开展。通信设备主要有智能脱扣器、电力参数仪表、监控设备等。智能脱扣器是系统监控的同时执行应急处理的重要硬件设备, 需要具备一定的灵敏性。电力参数仪表主要是电路上用于读取电压、电流、电负荷等参数的仪表, 其读取的参数是判断电网是否正常输电的重要指标。监控设备是配合配电监控系统工作的设备。通信设备在低压配电系统中扮演着控制与电压保护的作用, 根据应用需求可以将其设计为漏电保护、接地故障保护或其他选择性保护。断路器状态是监控器扑捉的主要信息。通信接口是系统将通信设备信息转化为系统软件可识别信息的重要环节, 转换器是通信接口重要的硬件设备。

系统主机是整个系统的中枢, 为适应系统应用需要, 采用高性能的工控机。通信接口设计:接口卡PCL-813实现A/D转换, 1块数字输入输出卡PCL-724, 1块串行通信卡CI-134, 借助RS-485实现全电量采集器PMC915与系统主机通信。通信设备设计:1块开关量采集卡PCLD-782B、1块开关量输出卡DAT-7685、全电量采集器PMC915、电压转换开关、空气开关、电流互感器、交流接触器、热继电器、按钮开关等。电网配电监控系统大多运行于高电压的电力环境, 在设备的选择方面必须考虑系统操作的安全性, 因此应尽量选用可遥控的硬件设备。监控系统硬件构成设计如图1所示。

3 低压配电监控系统的软件设计

硬件系统的监控行为都是由软件系统进行控制和分析处理的。系统软件的设计分为四大模块:软件总体流程、数据采集系统、数据库、图形和监控界面。

3.1 软件总体流程

系统流程设计对提高系统工作效率有重要意义。软件流程设计:入口界面—登录界面—管理界面—退出界面。参数设置和故障报警与管理界面处于同一层级。这样的流程设计方便了管理员和操作员的登录和操作。管理界面是整个软件系统的核心。在参数设置界面可以对不同的用户级别设定系统的各种保护数值、越限值等参数。故障报警界面实现了按故障日期及时间反映故障信息。

3.2 数据采集系统

数据采集系统实现了将系统输出的模拟量和状态信息信号转换为计算机能识别的数字信号。数据采集系统的设计是实现配电监控系统与计算机技术结合的关键。数据采集系统的功能设计包括信息转换、信息录入、信息显示、信息输出等。数据采集系统提供了计算机控制系统用来产生某些控制命令的信息依据。数据采集系统设计, 操作系统选择采用Windows98, 编程语言选用Visual C++5.0。VC语言是一种使用广泛、书写方便的高级编程语言, 有易于开发低压配电监控系统的大型应用程序。VC++开发的应用程序可移植性强, 应用程序执行效率比较高。目前世界上大多应用程序的开发都是采用该编程语言, 基于该编程语言编写的程序能更好地与硬件供应商提供的编程程序有效链接兼容。

3.3 数据库

数据库是整个系统运作的重要支持。数据库的设计对整个系统的应用实现非常关键。数据库的设计要确保整个系统具备良好的功能扩展性, 实现各个应用程序的兼容。数据库系统存储了电网状态量及模拟量的测量数据。状态量是反映低压配电系统中开关分合状态或设备使用状态的数据;模拟量是反映低压配电系统与设备运行状态的数据。根据数据库数据更新的情况, 可以将数据库数据设计为:基本数据、临时数据、历史数据。基本数据基本不变或变化较为缓慢, 如系统设备配置参数;临时数据是系统自动生成与自动消除的数据;历史数据是正常和非常正常运行状态的数据。基本数据、临时数据和历史数据的保存对系统监控有重要意义, 且不可缺少。在数据库系统设计时, 一般将数据库的数据保存设置为自动记录和人工启动记录两种模式。系统将实时数据、故障记录及日志等及时存储到数据库, 为系统运行分析预测提供数据支持。

3.4 图形和监控界面

图形及监控界面系统的设计主要是为了解决人机交互问题。计算机监控系统软件获得的信息及分析处理后获得的信息只有在得到操作员确认后才能实施监控执行操作。人机的互通是基于图形和监控界面实现的。在软件开发过程中, 一般选择Auto CAD2000作为系统图形开发的应用软件, 借助该应用软件绘制工作系统监控图形。监控界面主要采用对话框及菜单的界面技术, 该技术发展比较成熟, 方便操作员实践操作。界面开发工具采用Visual Basic6.0.VB。界面开发成形后利用美图应用程序对界面进行修饰美化, 如Photo Shop图形处理软件。

4 结语

低压配电系统的应用不仅能提高低压配电网络的管理水平, 有效减少突然断电造成的经济损失, 还将大大改善电力岗位的工作环境, 提高岗位工作安全指数。

摘要：从功能设计、硬件组成设计、软件设计3个方面介绍低压配电监控系统的研制。

关键词：低压配电监控系统,软件,计算机

参考文献

[1]郭培源.电力系统自动控制新技术[M].北京:科学出版社, 2001

[2]马明建, 周长城.数据采集与处理技术[M].西安:西安交通大学出版社, 1998

[3]潘锦产, 施小英.系统软件开发技术[M].西安:西安电子科技大学出版社, 1997

[4]邵天宝.低压配电设备监控系统应用[J].中国科技纵横, 2011, (22)

配电远程监控 篇8

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

参考文献

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[6]王意.谈GPRS在低压配电网远程监控自动化系统中的应用[J].其它, 2010 (11) .

AMC16多回路配电监控单元 篇9

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配电远程监控 篇10

关键词:高速公路;分层分布;供配电监控

中图分类号:U412.366文献标识码:A文章编号:1000-8136(2009)17-0148-03

高速公路供配电系统给沿路各收费系统、通信系统、隧道通风照明、运行监控及办公、生活设施等提供可靠的电力保障,这些负荷从不同角度保证整个高速公路的安全可靠运行和运营单位的正常经营,任何电力中断均有可能给交通安全和管理运营带来不可估量的损失,而高速公路的供配电系统又随着负荷点的分散呈现出沿着高速公路呈狭长的带状分布的特点,供配电所数量大,位置分散,按运营管理单位的不同可能面临几十千米和几百千米不等的供电范围,给整个供配电系统的管理提出了严峻的考验,供配电管理部门常常不得不面临人员少、维护劳动强度大的问题以及供配电网常期处于山区或乡村所面临的高风险、高技术、大责任的电力专业管理需求和人员素质之间的矛盾,设计一套能有效的减低工作人员的劳动强度、提高工作效率、避免人为事故发生的供配电远程监控及其维护管理系统意义重大,为此,我们结合电力系统的自动化运行经验,根据高速公路的供电运营实际,设计了一套高速公路供配电监控系统。

1 分层分布式结构

我们将具有从当地供配电系统直接引入电源的变电所(或开闭所)称为中心变电所,一条高速公路往往由几个中心变电所组成,各收费站、服务区、隧道或办公楼从中心变电所取电源经变压后给相应负荷供电,见图1。

根据供配电网络架构和设备安装的需要,我们设计了三层分布式供配电监控系统网络模式,即在高速公路管理中心设立供配电监控中心,为分层设计的最高层,也是全网数据汇流中心,负责全段高速公路供配电系统的电网监视、远程控制和设备维护管理,在各中心变电所设立监控分中心,负责本所辖区各配电所的电网运行状态监视、远程控制和设备维护管理,在各收费站、隧道、高速公路服务区等配电所设立第三层监控站,负责相应配电所的电网数据采集和当地设备维护。随着网络技术和计算机技术的发展,使得设备层的数据采集和远程传送成为现实,因此我们所有的数据采集装置均随着一次系统的布置就地安装,各监控站、不同监控分中心之间功能分布、互不影响,构成了一套系统分层、功能分布、安装分散的高速公路供配电监控系统,监控中心、监控分中心、监控站之间以及监控站各采集装置间均采用高速工业以太网通信,并通过网络式远动传输规约IEC870-5-103规约进行数据交互。

2 组网设计

要真正实现系统的分层分布式运行,使得系统各单元间相互影响程度达到最小,还必须建立一个良好的通讯网络。在高速公路的通信网络中,可提供用于供配电监控的组网通常有电话专线组网和光纤直接组网。电话专线组网利用高速公路运营企业自身的电话交换网络,在需要通信的监控中心和各监控分中心之间、监控分中心和各监控站之间申请设置若干对音频专线(条件许可也可以租用地方音频专线),通过音频MODEM将采集来的数据信号调制成音频信号在专线电话上传播,并在数据接收时将音频信号还原成数据信号通过串口服务器或计算机多串口卡送给监控中心或分中心的计算机处理。这种方式的特点是拓扑结构简单,扩展方便,在目前数据量小的监控领域应用较为广泛,但其缺点是数据的传输采用RS232接口模式,传输速率和传输可靠性较低,各站间采用点对点通信模式,占用通信资源大,维护也较为困难,特别是在底层监控站数量较多时,将占用大量的电话线路资源,且受串口服务器的数据处理能力限制,也很容易在监控中心点造成数据通信的瓶颈。图2给出了其组网模式示意图。

另外一种可以选择的通信模式为直接利用光纤组建供配电监控局域网。由于通信需要,沿高速公路两侧往往铺设数量不等的光缆,我们可以利用光缆中的少数光芯组建供配电系统专用的监控局域网。由于局域网通信可以很方便的达到10 M或100 M以上的通信速率,因此这种组网方式不存在供配电监控的任何瓶颈,且由于局域网通信可以方便的组建成总线结构,所以在未来的扩容和维护上能给用户带来很大的方便。在京珠高速粤境北段供配电监控系统中采用了光纤局域网通信模式,为了节省主干光缆,在网络组建时可以大量使用网络交换机级联技术,见图3。

由图3可以看出,整个系统组网可最多占用两对主干光纤完成。

3 系统功能

综合当今电力自动化研究新成果和高速公路供配电管理运营实际,经多次设计,高速公路供配电监控系统包含了以下功能:

(1)电网运行状态的远程监视与控制,即SCADA功能。

(2)GPS天文卫星时钟对时,使得整个监控系统包括各数据采集装置具有统一的时钟,便于运行数据的管理和事件分析。

(3)智能设备的远程监视与维护管理,我们将诸如变压器温度控制器、消弧线圈控制器、自备柴油发电机控制器通过其数据通信口进行了规约接入,实现了其远程维护与监视,也对微机继电保护装置进行了监视运行,实现了其保护定值的查询、下装和定值单管理等多种功能。

(4)电网分析和操作闭锁功能,可根据电网的实时运行工况进行网络拓扑分析和动态着色、潮流计算、短路电流计算等功能,还能根据电网开关、刀闸的实时状态进行分析判断,对危及电网安全的操作进行闭锁。

(5)报表分析,可自动形成电压、电流的运行曲线,还能自动生成诸如功率、电能量、电压合格率、供电可靠性等日月年报表,以便进行电网运行状况的统计和考核。

(6)数据库管理,系统可定义不同级别的用户群,实行严格的密码管理和操作事件记录,提供数据备份工具进行数据备份,最大程度的保证系统的安全。

(7)地理位置显示,设备的属性和地理位置关联,以将设备的电气位置与实际地理位置相对应,给设备的维护管理提供方便。

(8)系统运行工况监视,可自动监视供配电监控系统本身的运行状况,及时发现系统自身隐患,保障监控系统的可靠运行。

4 应用实例

基于上述设计思想,我们设计了京珠高速公路粤境北段供配电监控系统,见图4。整个供配电监控系统设立监控中心、监控分中心、监控现场3层结构,监控中心设立于东田管理中心,下属坪石、梅花、大桥和乳源4个监控分中心,监控分中心共下辖22个监控站,下级层从属于上级层结构,又能独立运行且功能协调,同一层结构中的任一部件故障均不影响同级层的其他功能和上级层的整体功能,监控站各数据采集装置和协议转换装置相互独立,互不干扰,既有利于提高系统可靠性,又极大的方便了系统的检修维护。系统采用至下而上的全工业以太网通信组网模式,具有抗干扰能力强、接口方便可靠、传输速率快的特点。对10 kV高压进线、10 kV高压馈出线、6 kV中压开关柜、所辖各站低压(380 V)总配电柜均实现了电网运行参数和状态的远方监视控制,实现了低压各分支路的电压、电流等实时运行参数的监视,以判断是否正常供电等。还实现了对干式变压器、柴油发电机、消弧线圈等设备的运行监视以及微机继电保护装置的运行状态监视、保护定值管理等功能。我们采用网络式RTU作为监控站的数据测控主要设备,并配备网络交换机和光纤收发器组建工业以太网,满足了配电所、隧道等工业应用环境要求经现场运行,系统稳定,适用性高,给供配电管理带来了很大的效益。

经过现场运行表明,该套系统满足了监控站的无人职守或无人值班要求,实现了供配电网的自动化管理,对于提高工作效率,减少设备维护工作量,避免人为操作事故,减少停电时间有着很重要的作用,产生了较大的经济效益。

5 结语

文章阐述了高速公路供配电系统实现远程监控和自动化管理的意义,并就系统组网、网络通信、功能设置等多方面设计要点进行了论述,结合京珠高速公路粤境北段供配电监控系统实例,证实了该套供配电监控系统具有较强的适用性和可靠性,能有效地提高供配电管理的效率,提高供配电网的可靠性,减少了供配电维护人员的工作强度,减少了管理维护人员数量,缩短了事故处理时间,减少了人为事故和设备事故的发生概率,具有较大的推广价值和应用前景。

One Floor of Expressways which is Distributed the Network Supports

the Monitoring System of the Distribution on the Basis of Dividing

Hua Guozhe

Abstract: Article support distribution present banding distribute, pieces of scattered characteristic more according to expressway, utilize the advantage of group’s network of optic fibre, absorb present power automation, compunication group’s network, advanced technology of the automatic controlled field, support the monitoring system of the distribution according to dividing one floor of distributed structural design and an expressway, and is run by JINGZHU expressway YUE border north segment, prove its performance is reliable, the function is suitable, can improve the expressway especially more safe reliability of supporting distribution management of mountain area expressway of the tunnel and management benefit of our country effectively.