新形式下智能配网监控系统的应用研究
时间：2020-07-24 阅读：1227
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，大型建筑变电所、配电房数量较多，分布区域广，配电运维部门人员对配电房的运维管理基本停留在传统的定期检查、周期性检修、故障抢修模式，对配电房内设备运行状况无法实时监测，设备故障或隐患不能得到及时有效的处理，可能导致事故影响扩大，造成严重经济损失和巨大停电影响。
关键词：智能配网；电力监控运维自动化系统；电气火灾监控系统
随着我国智能化系统的不断发展，电力系统的电力生产、运行和管理等环节的自动化程度不断提高，尤其是智能模式技术的推广，使得电力系统的配网实现了智能化系统控制，智能化新技术推动了配网建设和管理系统的智能化，促进了我国电力系统跨越式发展。文章以电力系统配网智能化系统的建设和智能模式技术两方面的应用为出发点，对自动化配网的智能模式技术进行了技术分析和探讨，能够为新技术的研发提供借鉴参考价值。
1、设计原则
智能配网系统设计遵循性能稳定可靠、分层分布、经济实用的原则，并综合考虑施工、维护及操作等综合因素。一，稳定可靠。系统的设计应具有较高的可靠性和抗干扰能力，在 系统故障或事故造成中断后能确保数据的准确性、完整性和一 致性，并具备迅速恢复的功能；二，分层分布式。对于各区供配电自动化建设，宜推行分层分布式系统，充分应用现场总 线等通信技术解决楼宇内数据交换问题；三，经济实用。充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据现场环境，设计选用功能适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，实现性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求。
2、智能配网系统组成
2.1、系统设计机制
系统充分考虑业务系统的信息安全和权限设置，针对基于 平台定制和开发的业务系统，支持按照“部门、角色、工作组、个人”多种范围进行*和权限控制，可以对于系统内部的所 有操作及处理权限进行*，也可以针对记录级别进行*的 细化和完善。确保了系统具有高的可靠性，提升了系统的权限控制的灵活性。系统提供细致、有效的机制、日志机制和审计机制，在设计上严格遵循国家有关信息系统保密标准的各项要求，提供包括完善的保障机制，对文件的网络传输和存储也要采取相应的措施。系统在设计上保证 Web 应用系统的程序和数据， 即保证 Web 服务器和数据库；保证 Web 应用系统中各种 资源的合法访问，即合理分配用户角色和角色权限；保证用户 根据自己的权限范围来访问系统的网络资源，从而保证网络资源受控、合法地使用；保证 Web 应用系统能够检测被动攻击和 抵御主动攻击，即防止窃听和抵御病毒等对信息的泄漏、更改和破坏。系统提供系统日志功能和日志管理功能，能够 对用户登录及对系统的主要操作等进行日志记录。对各接口系统数据交换进行正常运行、警告、报警和出错信息进行日志记录和分级管理，并提供各级管理员的日志查询、日志搜索和日志统计分析功能。
2.2、电气火灾监控系统
在变电所有可能导致火灾隐患的配电回路中配置安装测温 式电气火灾监控探测器，并且在每个回路的每个相线配置温度 传感器，另外在三相回路中安装匹配的剩余电流互感器，便于 随时监测用电回路温度、电流变化信息，及时上传用电信息给 上层设备。各变电所区域子站均设置自成体系的电气火灾监控系统，值班人员除了通过管理设置的电气火灾监视计算机 图文系统掌握整个供电系统剩余电流情况外，也通过云平台的巡检下单，在巡检到各个变电所时通过电气火灾监控主机对变 电所剩余电流情况进行更深的检视。如有异常情况，立刻触发声光报警，通知运维工作人员及时做出反应。
2.3、Wi-Max 技术的应用
Wi-Max 技术是无线通信技术中的一种新技术，简单来说可以把它看作 Wi-Fi 技术的升级版本，普通的 Wi-Fi 的信息传输距离大概只有一百米左右，在一些特定的环境中，如在偏远山区架设电网，就难以实现电网信息的及时采集和处理，因此信息传输距离长达 50 公里的Wi-Max 技术在智能配网中的应用 前景就更加有潜力了，更远的信息传输距离意味着更少的基站数量，也就代表着更少的建造和维护成本。除信息传输距离更远外，Wi-Max 技术还拥有更快的信息传递速率和更加多样服务种类：Wi-Max 技术接入速度高达 70Mkbps，这种速度是传统无线技术所无法企及的；Wi-Max 技术的拓展性更高，可以提高数据传递、音频服务乃至视频服务等多种多 媒体服务内容。目前 Wi-Max 技术上海出于发展研发阶段，但其当前所展现的性能已经引起广泛的关注，相信一定能实现无需直接视距基站的超远距离无线通信。
3、安科瑞变电所运维云平台及硬件的选型
3.1、云平台简介
随着*改革政策的逐步推进和落实，普通线下运维模式已无法满足市场需求，迫切需要配套智能化线上运维管理和服务平台，安科瑞变电所运维云平台（AcrelCloud-1000）根据市场需求反馈，运用互联网和大数据技术，为电力运维公司提供配套线上运维服务，该平台作为连接运维单位和用电企业的纽带，监视用户配电系统的运行状态和电量数据，为客户提供更好的运维服务，平台提供系统总览、电力数据监测、电能质量分析、用电统计分析和日/月/年电能统计报表、异常预警、事故报警和事件记录、运行环境监测、运维巡检派单等功能，并支持多平台、多终端数据访问，
3.2、应用场所：
（一）电力运行维护企业；
（二）连锁商业、门店；
（三）物业管理企业；
（四）集团企业；
（五）院校主管单位；
（六）智慧社区，
3.3、平台结构
3.4、平台主要功能
3.5、云平台配置
现场硬件配置
应用场合 | 型号 | 功 能 |
高压进线 | AM5/AM5SE | 三段式过流/零序过流、过负荷保护（告警/跳闸）、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护 |
AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 | |
ACR230EFLH | 三相（I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ），四象限电能计量，THDu，THDi，2~31次各次谐波分量，CF（电压波峰系数），THFF（波形因子），KF（电流K系数），εu(电压不平衡度），εi(电流不平衡度）计算，电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量，平均值，RS485/Modbus，大屏幕点阵式LCD图形显示，全中文菜单 | |
APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示 | |
高压出线 | AM5/AM5SE | 三段式过流/零序过流、过负荷保护（告警/跳闸）、PT断线告警、三相一次重合闸、低频减载、后加速过流、逆功率保护 |
AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 | |
APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示 | |
ACR220EFL | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），RS485/Modbus，四象限电能，LCD显示 | |
低压进线 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示 |
ACR230EFLH | 三相（I、U、kW、kvar、kVA、kWh、Kvarh、Hz、cosΦ），四象限电能计量，THDu，THDi，2~31次各次谐波分量，CF（电压波峰系数），THFF（波形因子），KF（电流K系数），εu(电压不平衡度），εi(电流不平衡度）计算，电网电压电流正、负、零序分量（含负序电流）测量，平均值，RS485/Modbus，大屏幕点阵式LCD图形显示，全中文菜单 | |
低压出线 | AEM96 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度0.5S级,无功电能精度2级 |
APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In；四象限电能；电流、电压不平衡度；负载电流柱状图显示；66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录；2-63次谐波；2DI+2DO RS485/Modbus；LCD显示 | |
ACR220EFL | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），RS485/Modbus，四象限电能，LCD显示 | |
AEW100 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；2-31次分次谐波及总谐波含量分析、分相谐波及基波电参量（电压、电流、功率）；RS485接口、470MHz无线通讯、红外通讯；电流规格3×1.5(6)A，有功电能精度1级,无功电能精度2级 | |
变压器温度监测 | ARTM-8 | 8路温度巡检，热电阻信号输入，RS485接口，2路继电器输出 |
线缆剩余电流/温度监测 | ARCM300-J1/T4 | 1路剩余电流监测，4路温度监测，1路继电器输出，事件记录，LCD显示，1路RS485/Modbus通讯 |
无线测温 | ASD-320 | 一次动态模拟图、语音提示、带电显示及闭锁、温湿度数字控制、液晶显示、分合闸、储能、远方/就地、柜内照明操作、人体感应，无线测温功能（标配3点），RS485/Modbus |
ARTM-Pn | 可以单独安装在高压柜、低压抽屉柜内，每台装置可以接收3、6、9、12、18个传感器的数据，传感器型号可选配ATE100、ATE200、ATE300。装置带有一路485接口，可将采集到的温度数据上传到监控。 | |
ATC-200/400 | 一款带有一路485接口的温度收发器，可同时接收ATE100/200/300传感器发射的数据并将采集到的数据上传到监控。 | |
ARTM-100 | 可以嵌入式安装在高压柜、低压抽屉柜内，每台装置可以接收240个传感器的数据，可与ATE100、ATE200、ATE300三种传感器选配使用。装置带有一路485接口、可选配一路以太网口，可将采集到的温度数据上传到监控。 | |
环境温湿度 | WHD96-22 | 测量并显示控制2路温度、2路湿度。 |
水浸 | RS-SJ-*-2 接触式水浸传感器 | 接触式水浸传感器，监测变电所、电缆沟、控制室等场所积水情况，工作电源：DC 10-30V 工作温度：-20℃~+60℃ 工作湿度：0%RH~80%RH 响应时间：1s 继电器输出：常开触点 |
摄像机 | CS-C5C-3B1WFR | 支持720P高清图像，支持分辨率可达到130万像素（1280*960）内置麦克风与扬声器具有语音双向对讲功能，支持萤石云互联网服务，通过手机、PC等终端实现远程互动和视频观看 |
烟雾传感器 | BRJ-307 | 光电式烟雾传感; 电源正极（DC 12V）：+12V 继电器输出：常开触点 |
门禁 | MC-58（常开型） | 常开型；感应距离：30-50mm 材质：锌合金，银灰色电度 干接点输出 |
配套附件 | ARTU-K16 | 16路开关量输入 |
KDYA-DG30-24K | 输出 DC 24V ；24V电源 | |
KDYA-DG30-12K | 输出 DC 12V；12V电源 | |
网关 | ANet-YW1E2/2G | 1路10M/100M以太网口 2路RS485，1路2G（移动）上传通道，工作电源：24V直流 用于安科瑞电力运维系统，支持能耗管理系统 |
ANet-YW1E2/4G | 1路10M/100M以太网口 2路RS485，1路4g（全网通）上传通道，工作电源：24V直流 用于安科瑞电力运维系统，支持能耗管理系统 | |
ANet-YW1E1 | 1路10M/100M以太网口 1路RS485,1路4G(移动）上传通道，工作电源：24V直流 仅支持采集点数100个点，用于安科瑞电力运维系统，支持能耗管理系统 | |
ANet-YW2E4 | 2网4串 工作电源：24V直流 用于安科瑞电力运维系统，支持能耗管理系统 | |
平台系统 | 变电所运维云平台 | 平台提供用户概况、电力数据监测、电能质量分析、用电分析、日/月/年用能数据报表、异常事件报警和记录、运行环境监测、设备台账、售电服务、运维派单等功能，并支持多平台、多终端数据访问。 |
4、结束语
智能配网系统能提高配电的运维管理水平和抢修效率，对各变电所的设备状况与运行环境进行远程监控与管理，实时、准确地掌握配电房的运行情况，及时对发生的问题做出应对。智能配网综合监控系统的研究有利于提高变电所的运行水平，同时也是国家未来电网智能配网发展方向。
参考文献
- 李欣欣.探讨10kV配网工程施工质量、安全及进度管理[J].电子制作,2015(9).
- 杨熹.新形式下智能配网的应用研究
- 企业微电网设计与应用手册.2019.11版.
- 安科瑞用户变电站综合自动化与运维解决方案.2020.01版.