供配電網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)課題研究報告

顧勁松

摘要：研究配電系統(tǒng)實現(xiàn)遠程自動化監(jiān)控，能夠在發(fā)生停電事故時及時報警，并提供各個配電室運行的實時數(shù)據(jù)（主要包括變壓器和進線斷路器的運行工況和電壓、電流等運行數(shù)據(jù)）。

關(guān)鍵詞：供配電；遠程監(jiān)控

一、課題研究的主要內(nèi)容

課題研究的重點是如何實現(xiàn)配電室實時數(shù)據(jù)信號的采集、傳輸及接收整理。

通過課題研究實現(xiàn)配電室全天候監(jiān)控問題，并為今后的配電系統(tǒng)的管理、改造提供運行數(shù)據(jù)上的支撐。

二、配電系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

公司主要負責二、三號院地區(qū)及港北區(qū)域的供電系統(tǒng)維護與管理。負責近60余家單位，700余戶個體和15000戶居民的供電管理。轄區(qū)內(nèi)擁有配電室44座、箱式變8座，變壓器103臺，變壓器總?cè)萘?3680KVA。我們轄區(qū)配電室投產(chǎn)時間較早，部分設(shè)備老化，雖然近幾年對部分配電室進行了改造，但還有相當數(shù)量的配電室仍未得到改造，還存在很多影響系統(tǒng)運行的問題，如：設(shè)計院配電室、公園配電室、一條街配電室等處超負荷運行問題較重；絕大多數(shù)配電室均無通風設(shè)施，在夏季還得采取開窗散熱的方式；在用電高峰期間，容易由弧光短路、高壓熔斷器熔斷、線路超負荷運行等原因造成停電故障，在應(yīng)對突發(fā)故障時，供電管理部門和維修人員不能夠快速到位，且由于無實時數(shù)據(jù)，進行現(xiàn)場故障分析時，往往要花費較長的時間，給及時處理故障恢復(fù)供電帶來諸多不便。因此，總體上我們的配電系統(tǒng)的運行平穩(wěn)性、可靠性與當前上級所要求達到的供電服務(wù)質(zhì)量標準相比，還有很大的差距。

三、研究思路

為進一步提高公司供電服務(wù)質(zhì)量，提升供電故障處理快速反應(yīng)能力，課題組從公司現(xiàn)有配電室均為無人值守，無法實現(xiàn)配電系統(tǒng)運行狀況時時監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障問題滯后的現(xiàn)狀出發(fā)，通過網(wǎng)上查詢、與有關(guān)專業(yè)機構(gòu)咨詢、研討，確定了利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源、無線通訊資源，以無線GPRS通訊模塊和組態(tài)軟件為核心，狀態(tài)采集模塊和電量負荷參數(shù)采集模塊為基礎(chǔ)，通過RS485、TCP/IP協(xié)議和無線GPRS通訊協(xié)議組成網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)分散數(shù)據(jù)檢測，集中數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析、報警與管理的研究思路。

通過上述配電系統(tǒng)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，實現(xiàn)配電狀態(tài)參數(shù)遠程自動監(jiān)測管理，做到足不出戶就可以實時了解各配電監(jiān)線路的負荷狀態(tài)，若各配電監(jiān)測點出現(xiàn)監(jiān)測參數(shù)超限，能夠及時自動報警，值班員會及時發(fā)現(xiàn)處理，從而減少事故發(fā)生率，提高供電服務(wù)保障能力。

四、原理簡述

課題組研究開發(fā)的配電遠程監(jiān)測管理系統(tǒng)是一個分布式集散系統(tǒng)。它包括三個部分，即監(jiān)測中心單元、GPRS無線通訊單元和電氣監(jiān)測單元。監(jiān)測中心單元：中央電腦主要起監(jiān)視作用，完成人機對話，它對各監(jiān)控單元傳輸來的各種數(shù)據(jù)進行分析，動態(tài)顯示各個區(qū)域、實時運行信息，超限報警。中央電腦具備運行信息數(shù)據(jù)庫，存儲半年以上的監(jiān)視、運行報告。GPRS處理單元：主要完成數(shù)據(jù)的處理，并通過無線GPRS方式把信息進行上傳和下達。電氣測控單元：主要進行現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集，它可以采集回路中的電壓、電流、三相三線制或三相四線制負荷。

五、具體實施方案

模擬選定高層配電室和團結(jié)村北配電室。高層配電室為兩臺1000KVA變壓器，額定電流為1440A，額定電壓為380V，團結(jié)村配電室為兩臺630KVA變壓器，額定電流為900A，額定電壓為380V，兩處配電室均為分列運行方式。

1、信號采集：將數(shù)據(jù)采集器分別安裝在兩個配電室的低壓進線柜內(nèi)，對變壓器的三相電力參數(shù)進行實時采集。信號采集功能由采集模塊完成：一號和二號主斷路器的電流值和電壓值通過銅母排上的電流互感器和電壓互感器轉(zhuǎn)變成標準二次電流和電壓值再傳輸給采集模塊，無功補償柜中的功率因數(shù)直接通過二次線傳輸給采集模塊，環(huán)境溫度通過電子式溫度計傳輸給采集模塊。采集模塊對以上信號進行存儲，存儲間隔設(shè)定為一分鐘（每分鐘存儲一次），存儲總時長為一個月。一個月后數(shù)據(jù)進行更新。

2、數(shù)據(jù)傳輸：中國移動通信公司的無線GPRS網(wǎng)絡(luò)是數(shù)據(jù)采集器中通信管理模塊與各部位計算機進行聯(lián)絡(luò)的橋梁。在大港油田公司信息中心安裝遠程監(jiān)控專用服務(wù)器，由信息中心提供獨立接口，與其它信息傳遞隔離。GPRS通信管理模塊對采集到的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換，變成可以進行無線傳輸?shù)男盘?，通過中國移動公司GPRS網(wǎng)絡(luò)將變壓器的動態(tài)參數(shù)遠傳到信息中心專用服務(wù)器上。

3、數(shù)據(jù)接收與故障處理：我們首先將變壓器三相電力參數(shù)的額定值存儲在服務(wù)器中，服務(wù)器中的系統(tǒng)軟件會自動用此數(shù)值與現(xiàn)場傳來的數(shù)據(jù)進行比較，出現(xiàn)下列情況時，電腦會立即報警，并顯示故障情況。（1）當電壓、電流值超出額定值±5%時，只進行圖像報警，顯示數(shù)值，如：“高層配電室1#主變A相電壓240V”。（2）當出現(xiàn)電流、電壓值突然升高時，進行圖像和聲光報警，系統(tǒng)彈出報警畫面：“團結(jié)村北配電室2#主變C相電流異常，請查看電流走向圖”，同時，電腦發(fā)出蜂鳴警報。（3）當一相或多相電壓突然消失時，進行圖像和聲光報警，系統(tǒng)彈出報警畫面：“高層配電室2#主變電壓消失”，電腦發(fā)出蜂鳴警報。系統(tǒng)自動將故障內(nèi)容編輯成短信分別發(fā)送至公司主管領(lǐng)導、生產(chǎn)技術(shù)部部長、水電氣公司相關(guān)人員的手機上。系統(tǒng)可隨時提供故障點配電室的詳細資料（包括地理位置、高壓負荷開關(guān)型號、高壓線路號、變壓器容量、近期電流、電壓等的記錄、下級主要負荷、今年以來的停電記錄、維修記錄等）。服務(wù)器可自動對每一次調(diào)控操作進行存檔，對以往的故障數(shù)據(jù)和重要數(shù)據(jù)等內(nèi)容進行管理；根據(jù)用戶的需要輸出各種形式和周期的報表。

六、可行性分析及論證

1、經(jīng)濟性：此系統(tǒng)采取無線傳輸方式，不需要敷設(shè)專用電纜，只需安裝終端設(shè)備。由中國移動通信公司運營的GPRS無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)已經(jīng)成熟，覆蓋面廣，運行可靠，可實現(xiàn)我公司所轄區(qū)域變壓器電力參數(shù)的采集、傳輸，最大限度節(jié)省資金。

2、簡潔性：采用人機對話方式，可直觀地管理和監(jiān)測變壓器的運行狀況，也可以在歷史數(shù)據(jù)和即時數(shù)據(jù)之間隨意轉(zhuǎn)換，操作簡便，易于掌握。

3、可實現(xiàn)多點監(jiān)控：分散控制、集中管理。每個分站系統(tǒng)都能獨立操作，同時在主站上又能做到集中管理，使得整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完善、覆蓋面廣。

4、可持續(xù)性：結(jié)構(gòu)形式為模塊式，極其靈活，維護和擴展極為方便?？梢愿鶕?jù)公司需要將新增配電室加入系統(tǒng)，從而節(jié)省初期投資，可隨調(diào)試隨投入使用，各配電室互不影響。

綜上所述，本套系統(tǒng)通過監(jiān)視變壓器的運行狀況，可優(yōu)化供配電網(wǎng)運行方式；在發(fā)生故障或異常時，迅速報警，告知值班人員及相關(guān)部門、領(lǐng)導；有利于及時恢復(fù)供電，減少停電時間，保證變壓器的安全運行，提高供電質(zhì)量和服務(wù)水平。方案可行。

參考文獻

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