供配电网络远程监控系统课题研究报告

　　摘要：研究配电系统实现远程自动化监控，能够在发生停电事故时及时报警，并提供各个配电室运行的实时数据（主要包括变压器和进线断路器的运行工况和电压、电流等运行数据）。
　　关键词：供配电；远程监控
　　一、课题研究的主要内容
　　课题研究的重点是如何实现配电室实时数据信号的采集、传输及接收整理。
　　通过课题研究实现配电室全天候监控问题，并为今后的配电系统的管理、改造提供运行数据上的支撑。
　　二、配电系统现状及存在问题
　　公司主要负责二、三号院地区及港北区域的供电系统维护与管理。负责近60余家单位，700余户个体和15000户居民的供电管理。辖区内拥有配电室44座、箱式变8座，变压器103台，变压器总容量53680KVA。我们辖区配电室投产时间较早，部分设备老化，虽然近几年对部分配电室进行了改造，但还有相当数量的配电室仍未得到改造，还存在很多影响系统运行的问题，如：设计院配电室、公园配电室、一条街配电室等处超负荷运行问题较重；绝大多数配电室均无通风设施，在夏季还得采取开窗散热的方式；在用电高峰期间，容易由弧光短路、高压熔断器熔断、线路超负荷运行等原因造成停电故障，在应对突发故障时，供电管理部门和维修人员不能够快速到位，且由于无实时数据，进行现场故障分析时，往往要花费较长的时间，给及时处理故障恢复供电带来诸多不便。因此，总体上我们的配电系统的运行平稳性、可靠性与当前上级所要求达到的供电服务质量标准相比，还有很大的差距。
　　三、研究思路
　　为进一步提高公司供电服务质量，提升供电故障处理快速反应能力，课题组从公司现有配电室均为无人值守，无法实现配电系统运行状况时时监控，发现系统故障问题滞后的现状出发，通过网上查询、与有关专业机构咨询、研讨，确定了利用现有网络资源、无线通讯资源，以无线GPRS通讯模块和组态软件为核心，状态采集模块和电量负荷参数采集模块为基础，通过RS485、TCP/IP协议和无线GPRS通讯协议组成网络，实现分散数据检测，集中数据监测、分析、报警与管理的研究思路。
　　通过上述配电系统远程监测系统的研究与应用，实现配电状态参数远程自动监测管理，做到足不出户就可以实时了解各配电监线路的负荷状态，若各配电监测点出现监测参数超限，能够及时自动报警，值班员会及时发现处理，从而减少事故发生率，提高供电服务保障能力。
　　四、原理简述
　　课题组研究开发的配电远程监测管理系统是一个分布式集散系统。它包括三个部分，即监测中心单元、GPRS无线通讯单元和电气监测单元。监测中心单元：中央电脑主要起监视作用，完成人机对话，它对各监控单元传输来的各种数据进行分析，动态显示各个区域、实时运行信息，超限报警。中央电脑具备运行信息数据库，存储半年以上的监视、运行报告。GPRS处理单元：主要完成数据的处理，并通过无线GPRS方式把信息进行上传和下达。电气测控单元：主要进行现场数据的采集，它可以采集回路中的电压、电流、三相三线制或三相四线制负荷。
　　五、具体实施方案
　　模拟选定高层配电室和团结村北配电室。高层配电室为两台1000KVA变压器，额定电流为1440A，额定电压为380V，团结村配电室为两台630KVA变压器，额定电流为900A，额定电压为380V，两处配电室均为分列运行方式。
　　1、信号采集：将数据采集器分别安装在两个配电室的低压进线柜内，对变压器的三相电力参数进行实时采集。信号采集功能由采集模块完成：一号和二号主断路器的电流值和电压值通过铜母排上的电流互感器和电压互感器转变成标准二次电流和电压值再传输给采集模块，无功补偿柜中的功率因数直接通过二次线传输给采集模块，环境温度通过电子式温度计传输给采集模块。采集模块对以上信号进行存储，存储间隔设定为一分钟（每分钟存储一次），存储总时长为一个月。一个月后数据进行更新。
　　2、数据传输：中国移动通信公司的无线GPRS网络是数据采集器中通信管理模块与各部位计算机进行联络的桥梁。在大港油田公司信息中心安装远程监控专用服务器，由信息中心提供独立接口，与其它信息传递隔离。GPRS通信管理模块对采集到的数据进行转换，变成可以进行无线传输的信号，通过中国移动公司GPRS网络将变压器的动态参数远传到信息中心专用服务器上。
　　3、数据接收与故障处理：我们首先将变压器三相电力参数的额定值存储在服务器中，服务器中的系统软件会自动用此数值与现场传来的数据进行比较，出现下列情况时，电脑会立即报警，并显示故障情况。（1）当电压、电流值超出额定值±5%时，只进行图像报警，显示数值，如：“高层配电室1#主变A相电压240V”。（2）当出现电流、电压值突然升高时，进行图像和声光报警，系统弹出报警画面：“团结村北配电室2#主变C相电流异常，请查看电流走向图”，同时，电脑发出蜂鸣警报。（3）当一相或多相电压突然消失时，进行图像和声光报警，系统弹出报警画面：“高层配电室2#主变电压消失”，电脑发出蜂鸣警报。系统自动将故障内容编辑成短信分别发送至公司主管领导、生产技术部部长、水电气公司相关人员的手机上。系统可随时提供故障点配电室的详细资料（包括地理位置、高压负荷开关型号、高压线路号、变压器容量、近期电流、电压等的记录、下级主要负荷、今年以来的停电记录、维修记录等）。服务器可自动对每一次调控操作进行存档，对以往的故障数据和重要数据等内容进行管理；根据用户的需要输出各种形式和周期的报表。
　　六、可行性分析及论证
　　1、经济性：此系统采取无线传输方式，不需要敷设专用电缆，只需安装终端设备。由中国移动通信公司运营的GPRS无线网络通信技术已经成熟，覆盖面广，运行可靠，可实现我公司所辖区域变压器电力参数的采集、传输，最大限度节省资金。
　　2、简洁性：采用人机对话方式，可直观地管理和监测变压器的运行状况，也可以在历史数据和即时数据之间随意转换，操作简便，易于掌握。
　　3、可实现多点监控：分散控制、集中管理。每个分站系统都能独立操作，同时在主站上又能做到集中管理，使得整个系统的结构完善、覆盖面广。
　　4、可持续性：结构形式为模块式，极其灵活，维护和扩展极为方便。可以根据公司需要将新增配电室加入系统，从而节省初期投资，可随调试随投入使用，各配电室互不影响。
　　综上所述，本套系统通过监视变压器的运行状况，可优化供配电网运行方式；在发生故障或异常时，迅速报警，告知值班人员及相关部门、领导；有利于及时恢复供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行，提高供电质量和服务水平。方案可行。
　　参考文献
　　[1] 史(本文来自：WwW.BdfqY.Com 千叶帆文摘:供配电网络远程监控系统课题研究报告)非. 基于Web的低压配电远程监控系统的研究与实现[D].大连理工大学，2008.
　　[2] 刘细亮. 配电变压器运行状态远程监控系统研究[D].重庆大学，2008.