智能配電房電力運維平臺的開(kāi)發(fā)與應用介紹

摘  要：近年來(lái)，我國對電能的需求不斷增加，智能電網(wǎng)建設越來(lái)越多。為實(shí)現對智能配電房設備運行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監測、態(tài)勢覺(jué)察和態(tài)勢可視化集中顯示，基于智能配電房傳感器和配電自動(dòng)化站所終端單元（DTU）的測量信號，開(kāi)發(fā)出一種中低壓智能配電房態(tài)勢覺(jué)察平臺，可以實(shí)時(shí)監測并顯示10kv開(kāi)關(guān)狀態(tài)、接地刀閘狀態(tài)、電壓、電流、電纜頭溫度、配電房環(huán)境等智能配電房遙信遙測數據。該平臺融合配電自動(dòng)化、智能配電房監測等多系統實(shí)時(shí)數據，設計簡(jiǎn)潔、成本低廉，有助于運維人員快速了解配電房狀態(tài)，實(shí)現操作、運維、巡視的智能化和可視化，同時(shí)也預留了配電網(wǎng)防誤閉鎖接口。

關(guān)鍵詞：智能配電房；配電網(wǎng)；智能監控；態(tài)勢感知；精益管理

0 引言

隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展，各行各業(yè)對電力的需求越來(lái)越大，導致電力行業(yè)的規模越來(lái)越大，這讓配網(wǎng)中出現故障的概率大大提高，因此如何在配電房?jì)冗M(jìn)行電氣設備的安裝和調試就顯得十分重要了。

1 配電房電氣設備安裝以及調試過(guò)程

1.1電流和電壓互感器

目前，變電站和開(kāi)關(guān)站進(jìn)線(xiàn)及出線(xiàn)配置三相電流互感器，母線(xiàn)上安裝電壓互感器；架空線(xiàn)路柱上斷路器、負荷開(kāi)關(guān)一般配置三相電流互感器、零序電流互感器，部分還配有電阻或者電容分壓傳感器用于測量電壓；電纜線(xiàn)路環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線(xiàn)和出線(xiàn)配置三相電流互感器，母線(xiàn)上安裝電壓互感器。由于不能獲得完整的電流電壓信息，在繼電保護功能配置、控制決策計算、控制策略選擇方面受到一定程度的限制。另外，常規互感器體積大、安裝不便。采用基于小鐵芯線(xiàn)圈或者空心線(xiàn)圈（羅氏線(xiàn)圈）、電阻和/或電容分壓器的低功率互感器（LPIT），配合就地安裝的智能終端，將大大改善配電網(wǎng)的可觀(guān)性。

1.2母線(xiàn)的安裝和調試

在安裝母線(xiàn)之前，首先要開(kāi)展母線(xiàn)校準的工作，只有校準的母線(xiàn)才能用到實(shí)際的電力系統當中。因為母線(xiàn)在從工廠(chǎng)運到施工現場(chǎng)的過(guò)程中會(huì )受到各種外力因素，使得母線(xiàn)發(fā)生彎曲變形，這樣的母線(xiàn)必須矯正之后才能使用。在校準的過(guò)程中，可以使用母線(xiàn)校準機，這樣就能較大程度提高工作效率。只需要把要校準的母線(xiàn)按照要求放在校準機上，然后通過(guò)千斤頂的作用就可以完成校準過(guò)程。在對母線(xiàn)進(jìn)行煨彎時(shí)，就可以使用母線(xiàn)平彎機的手柄將母線(xiàn)穿在兩個(gè)輥軸之間使其彎曲。但是在進(jìn)行操作時(shí)一定要注意用力，注意受力適中，否則容易造成母線(xiàn)開(kāi)裂。當母線(xiàn)彎曲到一定程度時(shí)，一定要檢查彎曲角度是否符合要求，然后在進(jìn)行安裝母線(xiàn)。母線(xiàn)檢查的項目主要包括母線(xiàn)的外觀(guān)是否光滑、損壞，母線(xiàn)油漆顏色是否發(fā)生變化以及母線(xiàn)的溫度是否符合設計標準。另外對于通電電流較大的母線(xiàn)。如果溫度過(guò)熱，則可以通過(guò)降低負載來(lái)達到降低電流的目的，從而使溫度降低。同時(shí)需要注意母線(xiàn)要進(jìn)行定期的測試和維修，周期可以是半年或者一年，如果發(fā)現母線(xiàn)有損壞的情況發(fā)生，應及時(shí)進(jìn)行修理。

1.3電源

在配電網(wǎng)的各個(gè)節點(diǎn)上，需要為智能終端提供工作電源、為斷路器提供操作電源。變電站、開(kāi)關(guān)站等場(chǎng)合可直接使用公用直流電源。架空線(xiàn)路柱上開(kāi)關(guān)、電纜線(xiàn)路環(huán)網(wǎng)柜，可以由外置電源變壓器、高壓取能裝置、電壓互感器甚或電流互感器和蓄電池、電容共同供電。有條件的，也可以用光伏板。

2 態(tài)勢覺(jué)察平臺的數據量測

2.1配電自動(dòng)化量測裝置配置。

配電自動(dòng)化系統是智能配電網(wǎng)的重要組成部分，其通過(guò)站所DTU采集測量裝置信號，實(shí)現“三遙”功能。遙信量（開(kāi)關(guān)、接地刀閘實(shí)時(shí)狀態(tài)）通過(guò)采集開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)信號實(shí)現；遙測量（電能實(shí)時(shí)數據）通過(guò)采集開(kāi)關(guān)柜內的相電流互感器、零序電流互感器、電壓互感器等裝置二次信號實(shí)現。DTU通過(guò)采集模塊接收測量回路遙信、遙測量，存儲并上傳至配電自動(dòng)化系統主站。主控終端從DTU中讀取遙信、遙測數據，通過(guò)與配電自動(dòng)化系統的數據共享實(shí)現設備運行狀態(tài)關(guān)鍵數據監控。

2.2配電房綜合環(huán)境監測綜合環(huán)境監控實(shí)現對配電

房?jì)拳h(huán)境溫濕度、水浸、煙感、噪聲、氣體泄漏、消防設備等遙測量的實(shí)時(shí)監測，并聯(lián)動(dòng)控制照明、風(fēng)機、防汛設備、驅鼠器、站內除濕器工作。本地允許保存監測數據，進(jìn)而對現場(chǎng)監測數據進(jìn)行分析，根據預設報警判據，產(chǎn)生報警事件。

2.3設備溫度監測

SF6充氣環(huán)網(wǎng)柜是智能配電房的主要中壓設備。實(shí)際運行經(jīng)驗表明，電纜接頭或堵頭等部位的虛接、材料老化、磨損、過(guò)載等易造成接觸電阻過(guò)大、運行中過(guò)熱，導致絕緣燒損，形成線(xiàn)間或相間短路，瞬間引發(fā)火災事故；因此，對環(huán)網(wǎng)柜電纜溫度監測至關(guān)重要。針對環(huán)網(wǎng)柜溫度監測的需要，采用無(wú)線(xiàn)測溫傳感器監測電纜頭溫度。

3 應用場(chǎng)景

智能配電房態(tài)勢覺(jué)察平臺已應用于某供電局智能配電房試點(diǎn)工程中。實(shí)際運維中，運行人員可通過(guò)遠程監控了解配電房?jì)仍O備運行狀態(tài)，減少現場(chǎng)巡視次數，節約了人力成本，尤其在保供電期間可減少保供電人員的被占用。在進(jìn)行現場(chǎng)操作時(shí)，操作人員能從配電房顯示屏內直觀(guān)了解設備運行狀態(tài)和開(kāi)關(guān)、刀閘位置，對操作風(fēng)險作出判斷，當設備狀態(tài)較差時(shí)及時(shí)上報問(wèn)題，采取相應措施。執行操作后，顯示屏實(shí)時(shí)顯示開(kāi)關(guān)分合位置、刀閘位置信息，操作人員得以對現場(chǎng)操作效果進(jìn)行有效驗證，減少設備未分合到位造成的安全隱患。預留“五防”閉鎖接口，也將兼容防誤閉鎖功能，進(jìn)一步減少操作風(fēng)險。故障搶修時(shí)，現場(chǎng)搶修人員可以同后臺指揮人員一起研判故障類(lèi)型，采取有效處理措施。

4 安科瑞配電室環(huán)綜合監控系統的介紹與選型

4.1簡(jiǎn)介

安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實(shí)際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監控系統，實(shí)現了智能開(kāi)關(guān)柜運行監控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線(xiàn)測溫監測、電纜測溫監測、環(huán)境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風(fēng)、門(mén)禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調控制等功能。實(shí)現動(dòng)力環(huán)境各數據的檢測與設備控制，實(shí)現動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長(cháng)設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠程管理。

4.2系統功能

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個(gè)配電室范圍內的通信設備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數據的實(shí)時(shí)監測。

4.2.2實(shí)時(shí)監測

安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.2.3 數據查詢(xún)

在人機界面中，可以直接查看配電室個(gè)設備的運行數據。

4.2.4曲線(xiàn)查詢(xún)

在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看遙測參量曲線(xiàn)，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線(xiàn)。

4.2.5運行報表

查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢(xún)報表等。

4.2.6實(shí)時(shí)告警

科瑞智能配電室綜合監控系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：

4.2.7 歷史事件查詢(xún)

安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。

4.2.8 用戶(hù)權限管理

為保障系統穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

4.2.9網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構?？稍诰€(xiàn)診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò )異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.2.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。

4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監控系統推薦配置選型

5 結束語(yǔ) 

綜上所述，本文開(kāi)發(fā)了一種智能配電房態(tài)勢覺(jué)察平臺，可實(shí)時(shí)反映智能配電房設備運行狀況及環(huán)境信息，實(shí)現了配電房多維度態(tài)勢覺(jué)察和態(tài)勢可視化功能。該系統提升了配電運維人員操作、運維、搶修的效率和安全性，同時(shí)實(shí)現了多源數據信息融合，深化了配電網(wǎng)精益化管理實(shí)踐，有助于提高供電效率，提升電網(wǎng)運維水平。