概述:

　　隨著城市電網(wǎng)的不斷發(fā)展，10kV 配電線路中間的聯(lián)絡(luò)和分段不斷增多，線路越來越復雜，10KV線路上安裝的是整定電流為600A、400A、200A的開關(guān)，平時負荷均較重，這樣當線路出現(xiàn)過負荷、瞬時故障、永久故障等任一種情況，開關(guān)均會自動跳閘，而目前線路上沒有任何監(jiān)控設(shè)備，所以當出現(xiàn)跳閘斷電時，供電部門往往并不知道，這給調(diào)度和搶修人員提出新的要求，即必須要十分清楚配電網(wǎng)的實際運行方式，否則會造成擴大線路停電時間、增大故障巡線人員工作量，更有可能會發(fā)生誤調(diào)度、誤操作,輕則引起配網(wǎng)事故,重則發(fā)生人身傷亡事故。為解決上述問題供電公司對10KV配電線路柱上開關(guān)進行遠程監(jiān)測，以便解決當前面臨的問題。

　　配網(wǎng)柱上開關(guān)遠程監(jiān)測系統(tǒng)是基于終端檢測設(shè)備、GPRS、SCADA技術(shù)的一套自動化系統(tǒng)，系統(tǒng)將實時顯示 10KV配電線路的柱上開關(guān)分/合閘狀態(tài)，并顯示電壓、電流、功率、功率因數(shù)等數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)變位則配電終端主動上報，及時通知主站，主站自動通過GSM短信方式將信息通知給有關(guān)人員的手機上，使故障得到盡快解決。

　　實施該項目可以為供電企業(yè)帶來如下好處：實時監(jiān)視10K V線路的運行情況；減少停電時間，提高供電可靠性；減少檢修工作量，提高工作效率；提高用戶滿意度；加強設(shè)備安全監(jiān)視、預(yù)防事故；提高運行管理水平、提高運行的經(jīng)濟性；確保規(guī)劃建設(shè)的科學性。

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系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

近十年來，就有許多供電公司投運了配網(wǎng)自動化系統(tǒng)，一般是在配電變壓器、柱上開關(guān)、開閉所安裝相應(yīng)的終端，通訊信道多為光纖方式，主站系統(tǒng)建設(shè)的龐大，包括傳統(tǒng)的SCADA、GIS、高級應(yīng)用軟件等，這樣就造成配網(wǎng)自動化系統(tǒng)投資大，系統(tǒng)建設(shè)復雜，利用率低，實用化程度不高，造成了高投資低效率的系統(tǒng)產(chǎn)品。

　　針對供電公司的現(xiàn)狀，考慮通過較低的投入，來實時獲得配電網(wǎng)的運行狀態(tài)，以降低電網(wǎng)的故障率，降低電網(wǎng)的停電時間，保障電網(wǎng)運行的安全、可靠。在通訊方式上，屏棄光纖通訊方式，采用基于無線的GPRS通訊方式；在主站系統(tǒng)配置上，功能實用化，即構(gòu)建一個系統(tǒng)投資小、簡單、可行、實用的自動化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由配網(wǎng)柱上開關(guān)采集終端、GPRS網(wǎng)絡(luò)和主站構(gòu)成，如圖1所示。

　　?????????? 圖1 配網(wǎng)柱上開關(guān)遠程監(jiān)測系統(tǒng)示意圖

1、終端監(jiān)測設(shè)備RS5011G

選用廈門瑞申的RS5011G型配電自動化遠動終端，能采集交流輸入電壓，監(jiān)視開關(guān)兩側(cè)饋線的供電狀況；實時采集開關(guān)的正常電流和故障電流，并實現(xiàn)電流量的越限監(jiān)測；采集狀態(tài)量信息，具有重要狀態(tài)量（如：開關(guān)位置、開關(guān)是否儲能、保護動作或告警信號等）變位上報及時間記錄功能；計算被測系統(tǒng)的頻率、功率因數(shù)、有功/無功功率和統(tǒng)計電度；接受并執(zhí)行遙控指令，控制開關(guān)的開、合等功能。

1.1產(chǎn)品功能

◎監(jiān)測

??? RS5011G監(jiān)控終端支持RS232/RS485用戶數(shù)據(jù)接口，可現(xiàn)場接入電壓監(jiān)測儀、電表、配變監(jiān)測儀等電力參數(shù)監(jiān)測設(shè)備，通過無線的方式進行遠程監(jiān)視，并通過主站管理軟件匯總形成報表。

??? RS5011G監(jiān)控終端支持多路開關(guān)量，模擬量接入，可時實監(jiān)測現(xiàn)場斷路器工作狀態(tài)，漏電保護器狀態(tài)及現(xiàn)場溫濕度狀況等。

◎報警

??? 當電力設(shè)備發(fā)生故障時，RS5011G監(jiān)控終端在第一時間自動發(fā)送報警短信到授權(quán)的手機及主站管理軟件。報警信息可以支持：電網(wǎng)停電、保險溶斷、漏電跳閘、缺相運行、零線故障、短路故障、非法開啟計量箱，設(shè)備高溫等故障報警。

◎控制

??? RS5011G監(jiān)控終端內(nèi)設(shè)兩只工業(yè)繼電器，支持兩組常開常閉接點輸出，可以遠程控制斷路器、漏電保護器的分合閘。無需搶修人員到達現(xiàn)場也可輕松完成故障排除。

1.2產(chǎn)品特點

◎ 支持一路RS232/RS485方式的用戶數(shù)據(jù)接口，可接入大用戶電表等電參數(shù)監(jiān)測設(shè)備；
??? ?◎ 采集傳輸控制一體化，提高了系統(tǒng)可靠性，降低了成本；
???? ◎ 采用工業(yè)級超低功耗高性能的嵌入式處理器；?
??? ?◎ 用戶可以編程的量程轉(zhuǎn)換和報警上下限設(shè)定；
???? ◎ 內(nèi)設(shè)工業(yè)時鐘，精確計時；
???? ◎ 自動定時上報和事件觸發(fā)上報功能；
??? ?◎ 內(nèi)置大容量FLASH存儲器，數(shù)據(jù)自動記錄，支持歷史數(shù)據(jù)檢索；
??? ?◎ 通訊協(xié)議完善，組態(tài)軟件支持，用戶免開發(fā)；
??? ?◎ 板載GSM/GPRS/CDMA傳輸模塊，方便用戶選擇GSM、GPRS或CDMA組網(wǎng)方式；?
??? ?◎ 提供用戶設(shè)置軟件，開放式接口，方便與組太軟件及其它軟件連接；
???? ◎ 工業(yè)級設(shè)計，穩(wěn)定可靠，堅固耐用；

1.3網(wǎng)絡(luò)通訊方式

　　使用公用無線信道的GPRS通信方式，無須投資建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，通信覆蓋范圍大，客戶端設(shè)備安裝施工方便，總體造價低。通訊組網(wǎng)如圖2所示，圖中S，L，CB分別指負荷開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、斷路器。

　　圖2 系統(tǒng)的通訊組網(wǎng)框架

2、主站系統(tǒng)

　　主站是監(jiān)測系統(tǒng)的控制中心，主要負責控制對配電網(wǎng)絡(luò)的實時監(jiān)控；負責維護設(shè)備運行參數(shù)的設(shè)定；監(jiān)視系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的通訊安全。

3、實施中的關(guān)鍵技術(shù)

　　電終端設(shè)備是監(jiān)測的基礎(chǔ)，其關(guān)鍵點有設(shè)備電源的供應(yīng)和保證、故障的接地識別和處理。并實現(xiàn)及時主動告警，即配電線路運行異常一旦發(fā)生，告警事件必須立即通知到供電公司主站，并由主站通知到相關(guān)人員，以便及時進行事故處理。

　　GPRS通訊組網(wǎng)是實現(xiàn)集中監(jiān)控的基礎(chǔ)保證，系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)傳輸通過中國移動的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，首先要保證數(shù)據(jù)準確及時，其次還必須可靠穩(wěn)定。

　　系統(tǒng)借助GPRS網(wǎng)絡(luò)進行通信時會產(chǎn)生相應(yīng)的流量費，基于通訊要求的實時性和結(jié)點眾多，減少流量能有效地節(jié)省費用。在保證滿足需求的前提下，采用了一定的數(shù)據(jù)壓縮的協(xié)議和算法。

　　配電線路現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)采集到供電公司主站后，通過數(shù)據(jù)整合分析，可整合供電公司其它系統(tǒng)（用電MIS、AM/FM/GIS、關(guān)口計量系統(tǒng)）的數(shù)據(jù)，進行更全面更有價值的分析。

4、主站系統(tǒng)的主要功能簡介

　　4.1 對線路等的選擇監(jiān)視

　　通過主站系統(tǒng)的主界面，可以選擇監(jiān)視各線路或站所，通過畫面查看遙信、遙測信息，如圖3所示。進一步可以查閱告警信息，如圖4所示。在圖3界面，通過點擊相應(yīng)圖標，可以方便地切換到另外的線路或站所。

　　圖3 城西一線監(jiān)測圖

　　圖4 查詢的告警信息

4.2 對終端設(shè)備的狀態(tài)記錄和表現(xiàn)

　　在主站存儲設(shè)備中保存監(jiān)測到的終端設(shè)備的狀態(tài)及其變化信息。系統(tǒng)能提供基于表格的查詢和基于曲線的實時信息顯示，分別如圖5、6所示。同時，在進行數(shù)據(jù)整合分析后，系統(tǒng)提供了數(shù)據(jù)信息與供電公司其它信息系統(tǒng)的共享，為檢修、規(guī)劃、決策等提供確實的信息。

?? ??????????????????圖5 一線FTU的狀態(tài)顯示

　　圖6 一線采用數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示

總結(jié)：

配網(wǎng)柱上開關(guān)遠程監(jiān)測系統(tǒng)的功能和性能完全能夠滿足供電公司對柱上開關(guān)遠程進行實時監(jiān)控的需求，有利于提高供電可靠性、降低運行維護費用、降低線損，提高設(shè)備利用率、降低基本建設(shè)投資，提高管理水平和工作效率，進而提高為客戶服務(wù)的響應(yīng)速度和服務(wù)質(zhì)量，樹立企業(yè)形象，增強電力企業(yè)的核心競爭力。