浅谈用户配电室自动化监控系统的设计及应用

赵丹

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：配电网是供电网络的末端，为千家万户供应电能，直接关系到用户的供电质量，保证配电网的稳定可靠运行是供电企业重要任务。用户配电室作为配电网的重要单元，内部设有配电变压器，高低压进出线设备等重关键配网设备。因此为了保障配电网运行的安全，必须加强用户配电室自动化监控系统的设计。本文对用户配电室自动化监控系统总体设计、用户配电室自动化监控系统的终端硬件设计及其软件设计等方面进行了探讨分析。

关键词：用户配电室；自动化监控系统；总体设计；硬件设计；软件设计

随着电能供应规模的扩大，用户配电室的自动化监控变得越来越重要。而对于用户配电室自动化监控系统而言，监控系统的设计显得尤为重要。加强用户配电室的监控对电网的正常运行具有重要意义，并且在电网运行过程中需要对用户配电室进行严密监控，避免其发生故障时对电网的安全和用户的利益造成损失。所以需要加强对用户配电室自动化监控系统设计的分析，从而实时掌握用户配电室的信息。

1.用户配电室自动化监控系统总体设计的分析

1.1系统组成

用户配电室运行过程中，其中的配电变压器是重要部分，也是容易出现故障的部分，所以对用户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。因此各路低压出线的三相电流也必须纳入到监控范围。

1.2终端主要功能的实现

用户配电室的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.用户配电室自动化监控系统的终端硬件设计

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。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w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，并在时间内完成对终端状态的掌握。

3.用户配电室自动化监控系统的软件设计

用户配电室监控系统中的软件设计也非常重要，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。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。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。第二、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、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、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、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、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、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.安科瑞Acrel-2000E/B配电室综合监控系统介绍及选型

4.1产品简介

配电室综合监控是整个电能管理系统中的一个重要环节。目前，配电室一般都采取无人值守，定时巡查制度，这样既浪费人力物力也无法做到对配电室的环境和安全实时监控。而配电室的环境稳定可靠对变压器等设备的正常运行至关重要。

安科瑞电气股份有限公司根据配电室实际情况，结合多年的变电站和配电室的运行管理经验，自主研发了安科瑞配电室综合监控系统，实现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境优化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高，同时实现配电动力环境的分布式远程管理。

4.2应用场所

变电所、配电室、机房、箱变。

4.3系统模块

配电室综合监控系统以智能控制为核心，通过物联网技术的集成应用，实现配电室内环境的全天候状态监视和智能控制。以网络通信为核心，完成站端视频、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控。

系统把环境、视频、通风、照明、安全防范、消防、一次设备辅助监控等所有监控量在系统主界面上进行一体化显示和控制，避免各系统孤立显示和控制。系统监控可提供视频监控和图表监控两种监控模式。

4.4系统功能

4.4.1通信管理

安科瑞智能配电室综合监控系统可以完成对整个配电室范围内的通信设备进行管理、添加、删除、控制和数据的实时监测。

4.4.2实时监测

安科瑞智能配电室综合监控系统人机界面友好，能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，如视频、温度、湿度、漏水/水浸、水位、有害气体和电参量等。实时显示有关故障、告警等信息。

4.4.3数据查询

在人机界面中，可以直接查看配电室个设备的运行数据。

4.4.4曲线查询

在曲线查询界面，可以直接查看遥测参量曲线，包括温度、湿度、水位、有害气体、电压、电流等曲线。

4.4.5运行报表

查询配电室内设备的运行数据报表，包括日报表、月报表、年报表和查询报表等。

4.4.6实时告警

安科瑞智能配电室综合监控系统具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。告jing方式如右图所示：

4.4.7历史事件查询

安科瑞智能配电室综合监控系统能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。

4.4.8用户权限管理

为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

4.4.9网络拓扑图

安科瑞智能配电室综合监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构。可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

4.4.10遥控操作

安科瑞智能配电室综合监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

4.5Acrel-2000E/B配电室综合监控选型配置表

5.结束语

用户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。而通过对用户配电室进行自动化监控就能有效解决这些问题，所以用户配电室自动化监控系统的应用逐渐受到人们的关注。为了能让用户配电室更好的工作，就要加强对用户配电室自动化监控系统设计及实现的研究。

参考文献：

[1] 蔡燕.配电房的常见故障及处理方法[J].城市建设理论研究，2012(19).

[2] 郭景.关于用户配电室自动化监控系统设计的探析.

[3] 安科瑞Acrel-2000EB配电室综合监控系统.2020.04月版.

[4] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2020.06月版.

作者简介：赵丹，女，安科瑞电气股份有限公司，主要从事配电室综合监控系统的研发与应用

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