淺談配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐

劉細鳳

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

摘  要: 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，引起供電部門重視，借助先進科學(xué)技術(shù)，加大配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新力度，改變?nèi)斯ぶ凳?、單一化電力監(jiān)控方式，注重完整化的配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)，從而滿足現(xiàn)代化社會發(fā)展要求。

關(guān)鍵詞: 配電室; 智能監(jiān)控; 系統(tǒng)設(shè)計; 實踐

0 引言

針對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用分析，本文主要選擇中航技 5 號廠房配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象。而在創(chuàng)新研發(fā)過程中，主要借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)等技術(shù)，共建綜合化配電室監(jiān)控平臺，使 5 號配電室電力信息等數(shù)據(jù)，借助通信監(jiān)控主機直接傳輸?shù)奖O(jiān)控室，再由監(jiān)控室對系統(tǒng)內(nèi)部各功能分配任務(wù)，從而實現(xiàn)了配電室 “無人值守”目的。

1 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計

1．1 系統(tǒng)組成

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計過程中，主要是以移動通訊網(wǎng)絡(luò)為載體，目的就是便于對變電站等實時監(jiān)測與控制。其中，GPRS通訊模塊成為主體操作系統(tǒng)，可以結(jié)合配電室內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各領(lǐng)域應(yīng)用需求

綜合分析，使系統(tǒng)終端上的信息數(shù)據(jù)及時上傳到主站，再由主站把系統(tǒng)內(nèi)的信息數(shù)據(jù)及時發(fā)送到各模塊功能中，整個操作流程較明確，還確保信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率。同時，在總體化設(shè)計環(huán)節(jié)中，還能便于工作人員對系統(tǒng)內(nèi)表面整體結(jié)構(gòu)、所包含的模塊等全部掌握，只需要考慮到各領(lǐng)域應(yīng)用需求，就可完成配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計，同時系統(tǒng)應(yīng)用效率有顯著提升。

1．2 軟件設(shè)計

從配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)整體情況分析，該系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所包括的模塊也比較多，各模塊既單獨存在，又相互影響，在系統(tǒng)實際運行環(huán)節(jié)中，還需對系統(tǒng)整體性分析。目前，zui常用的檢測方式包括循檢、接收終端上報等，實時掌控系統(tǒng)運行情況，并在系統(tǒng)發(fā)生故障的第一時間發(fā)出故障報警信號，便于工作人員及時處理，從而確保配電網(wǎng)系統(tǒng)運行性。

1．3 硬件設(shè)計

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的硬件設(shè)計，還需考慮到硬件系統(tǒng)內(nèi)部組成部分，因其組成部分較多，我們主要分析核心處理器、直流模擬量采集、交流模擬量采集三方面。

核心處理器，主要是此類內(nèi)核處理器，其自身的功能較多，還選擇計量芯片，既符合配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)要求，又能對相關(guān)信息數(shù)據(jù)集中處理。

直流模擬量采集，主要就是在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行過程中，時刻掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，并且還為配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)提供各項有利條件。其中就包括配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)中的變壓器工作情況，增強系統(tǒng)穩(wěn)定性及信息數(shù)據(jù)傳輸性。

交流模擬量采集系統(tǒng)，最大的特點就是其自身優(yōu)勢，能夠?qū)嵤┍O(jiān)測系統(tǒng)電壓、電流、電量、有功功率、無功功率、頻率等情況。同時，在監(jiān)測的過程中還會產(chǎn)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)，結(jié)合各階段所監(jiān)測到的信息數(shù)據(jù)綜合分析，便可輕松地掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，還獲取到相關(guān)信息數(shù)據(jù)，突出交流模擬量采集系統(tǒng)強大功能。

2 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)拓撲

考慮到配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，我們主要從終端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層兩方面分析。

終端數(shù)據(jù)采集層: 主要就是在高壓柜上安裝2臺多功能電能表，完成1#變902，2#變903電流值采集工作，相關(guān)工作人員只需要根據(jù)系統(tǒng)所采集到的信息數(shù)據(jù)合理分析，就可以掌握其電流值大小。并且所采集到的信息為開關(guān)閉合提供重要依據(jù)。在低壓柜中安裝 15 臺多功能電能表，主要就是負責把采集到的電流值傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺中，由監(jiān)控平臺對后續(xù)工作控制與管理。

數(shù)據(jù)傳輸層: 針對數(shù)據(jù)傳輸層分析，我們主要給出了兩種探究方案。其中，第一種探究方案，是以無線4G網(wǎng)絡(luò)傳輸為主。在通信管理機上借助4G 網(wǎng)絡(luò)，把相關(guān)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆品?wù)器，再由云服務(wù)器把所接收到的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中。此外，客戶也可以借助手機 APP 軟件，對配電室運行情況及時查詢與掌握。

第二種探究方案，是以有線傳輸為主。在通信管理機上借助網(wǎng)連線接，使系統(tǒng)與客戶監(jiān)控相連接，并且還可以把所接收到的信息數(shù)據(jù)存儲到監(jiān)控或客戶電腦端，依然可以隨時掌控配電室運行情況。

那么在實際應(yīng)用過程中，如何合理選擇兩種方案，還需相關(guān)工作人員對兩種方案探究與分析，掌握兩種方案的優(yōu)勢與劣勢，具體如下。

第一種方案的優(yōu)勢: 主要是其可以免布網(wǎng)線，所接收與傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，可以直接存儲到云服務(wù)器中，便于客戶對配電室運行情況掌握;而劣勢: 考慮到手機物聯(lián)卡、云服務(wù)器空間內(nèi)、監(jiān)控室三者連接問題，還需設(shè)置一根寬帶。而客戶還需每年定期支付手機流量費用及寬帶費用，整體費用成本較高。

第二種方案的優(yōu)勢: 完成網(wǎng)線布設(shè)后，只需對其一次性成本投入，就可滿足終身使用需求;而劣勢: 在網(wǎng)線布設(shè)過程中比較麻煩，無論是外在因素影響還是內(nèi)在因素影響，都會在實施過程中增加施工量。并且對在配電室運行情況掌控，只能借助監(jiān)控，可掌控方式及掌控面受限。

3 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能及特點

3．1 功能

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能，主要包括遙測遙信功能與綜合監(jiān)控功能。其中，遙測遙信功能，需分別從遙測、遙信兩方面分析: 遙測主要功能就是電流值;而遙信主要功能是高壓柜開關(guān)合分閘。此外，綜合監(jiān)控功能，主要包括值班監(jiān)控功能、實時數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警預(yù)警功能、統(tǒng)計報表分析。

值班監(jiān)控功能: 主要優(yōu)勢就是為值班人員提供便捷工作方式，能夠?qū)ε潆娛疫\行情況 24h 遠程掌控。

實時數(shù)據(jù)查詢: 主要負責監(jiān)測配電室各設(shè)備電流、電壓、功率等參數(shù)。

歷史數(shù)據(jù)查詢: 依據(jù)配電室運行需求，可對以往運行信息數(shù)據(jù)查詢，結(jié)合各階段運行信息數(shù)據(jù)對比分析，可調(diào)整配電室運行方案。

3．2 特點

采用“分層分布式”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目的就是為工作人員對系統(tǒng)維護、擴展等提供便捷。

采用“B/S”體系結(jié)構(gòu)，拓展配電室運行監(jiān)測渠道，如: 瀏覽器、手機 APP 等。

采用“層次化、模塊化” 設(shè)計，增強系統(tǒng)內(nèi)各模塊協(xié)作性與影響性。

4 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控平臺功能

4．1 監(jiān)測系統(tǒng)用電情況

通過監(jiān)測平臺對系統(tǒng)用電情況監(jiān)測，主要包括:電度、電流、電壓、功率等。

4．2 系統(tǒng)故障警報

在配電室系統(tǒng)內(nèi)部運行過程中，監(jiān)測可以根據(jù)系統(tǒng)運行情況，當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，會第一時間發(fā)出故障警報，為維護工作人員提供信號，并及時處理。

5 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值

5．1 管理效率顯著提升

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值，是以其創(chuàng)新設(shè)計為基礎(chǔ)前提，能夠在實施過程中注重系統(tǒng)監(jiān)控及管理，免去現(xiàn)場巡查工作環(huán)節(jié)，可借助監(jiān)控、電腦及相關(guān)軟件等，就可實施掌握配電室整體情況，在管理效率方面有顯著提升。

5．2 管理成本顯著降低

因?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，減少不必要的工作環(huán)節(jié)，使組織隊伍更完善，有效降低人力成本，使配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)在實踐應(yīng)用過程中，整體成本費用顯著降低。

5．3 管理方式便捷

因配電室管控方式創(chuàng)新，對其檢測渠道拓展，滿足遠程檢測與管理需求，實現(xiàn)移動監(jiān)控創(chuàng)新目標，從而降低配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐中的風(fēng)險。

6 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

6.1簡介

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(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、除濕機、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障，保證維護人員，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，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

6.2系統(tǒng)功能

6.2.1 通信管理

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

6.2.2實時監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運行狀態(tài)，實時監(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。實時顯示有關(guān)故障、告警等信息。

6.2.3 數(shù)據(jù)查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。

6.2.4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。

6.2.5運行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

6.2.6實時告警

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

6.2.7 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行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。

6.2.8 用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，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）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。

6.2.9網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(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)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

6.2.10遙控操作

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

6.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)配置選型

7 結(jié) 語

經(jīng)過上述文章中對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用情況分析，使我們了解到，對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)新，是一項必要工作，也成為供電部門創(chuàng)新發(fā)展趨勢。借助先進技術(shù)、完善基礎(chǔ)設(shè)施、增強系統(tǒng)功能等，實施監(jiān)控與管理配電室運行情況，從而提升管理效率、降低成本費用與風(fēng)險。

參考文獻：

[1]賀大為，張正華，于衛(wèi)．配電網(wǎng)低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與分析［J］．科技創(chuàng)新導(dǎo)報

[2]蔣振銓．配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐探索

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

作者簡介：劉細鳳，女，安科瑞電氣股份有限公司