配电监控运营系统技术效果分析

配电监控运营系统技术效果分析

韦传杰

广州凤凰仪表有限公司

摘要：目前，用户单位的配电房管理比较薄弱，存在投资不足、设备老化、运行环境恶劣等问题，需要定期巡检、对设备进行检修和维护，以保证配电设备的正常运行。但定期巡检的周期长，再加上缺少专业的技术人员，难以及时发现和排除安全隐患。 为了准确地了解和掌握供配电系统中设备的运行状态和供电状况，保护供配电系统的供配电安全和系统安全，需要对供配电系统中就地化设备的运行状态进行实时监控。配电监控运维系统，其具有实时监测和预警功能，以及时发现和排除故障或隐患，加快故障的处理速度，减少故障造成的经济损失。

关键词：配电监控运维系统；技术分析；技术效果

引言：

现有的用户单位的配电房一般采用定期巡检来确定设备状况，缺乏统一监测，难以及时获取设备的运行环境情况，难以及时发现排除小故障或隐患。同时，因外人侵入造成故障或事故的情况也时有发生。且当配电设备故障停电的时候，只有用户报故障后才能到现场查找故障，确定故障点，然后安排配电检修人员排除故障，这个处理过程耗费时间长，使得故障处理的速度变慢，故障造成的经济损失增加。

1.配电监控运维系统结构说明

配电监控运维系统，包括测量电力设备的温度情况和电力参数情况的数据采集模块，数据采集模块包括用于测量电力设备温度情况的测温模块、用于测量电力设备电力参数情况的仪表模块、用于测量电力设备的温度情况和电力参数情况的无线测量模块，其中，电力参数包括配电回路中的相电压、线电压、相电流、有功/无功/视在功率、功率因素、电源频率、电压电流畸变率、三相不平衡度、进线柜用电量、配电柜用电量、空调用电量、照明用电量、配电房环境的温度、湿度、露点等电力参数，温度情况包括线缆温度等。（如图1）

1.1测温模块

测温模块包括无线测温主机和测温传感器。无线测温主机的型号为GY-WZ-E。本实施例中，测温传感器包括户内有源无线测温传感器、户内无源无线测温传感器、户外有源测温传感器和微型无源测温传感器。户内有源无线测温传感器的型号为GY-WM-B。户内无源无线测温传感器的型号为GY-WM-C。户外有源测温传感器的型号为GY-WM-D。微型无源测温传感器的型号为GY-WM-E。

1.2仪表模块

仪表模块包括具有通讯功能的智能电表和温湿度变送器，温湿度变送器内置探头，温湿度变送器连接有温湿度控制器，以用于实时显示配电房内的温度、湿度信息。本实施例中，智能电表的型号为DTSD4000的无线多功能电表，无线多功能电表采用磁感应方式来读取电力线路上的电力参数值，无需外接电源。温湿度变送器的型号为H-290D系列，温湿度控制器的型号为GY-ZWS-66-2W2S或GY-THNS。

1.3无线测量模块

无线测量模块包括多功能无线计量模块和带测温功能的开口式互感器。本实施例中，多功能无线计量模块为AEW100无线计量模块，主要用于计量低压网络的三相有功电能，具有RS485通讯和470MHz无线通讯功能，方便用户进行用电监测、集抄和管理，同时具有精度高、体积小、安装方便等优点，可灵活安装于配电箱内，实现对不同区域和不同负荷的分项电能计量，统计和分析，以便于在配电房里没有预留空位安装电力仪表，或者已安装的电力仪表不支持通讯功能的场合，进行电力线路上的电力参数和温度情况信息采集，操作方便。

1.3.1开口式互感器

开口式互感器为AKH-0.66K系列开口式电流互感器。还包括布设在监测区域内的LoRa采集器和网关，LoRa采集器有若干个且均匀布设在监测区域内，使得信号覆盖整个监测区域，数据采集模块与LoRa采集器通讯连接，LoRa采集器与网关通讯连接，网关通讯连接有终端，终端内设置有用于在电力设备异常时通知用户的预警模块。本实施例中，LoRa采集器的型号为GYC-LR4/GYC-LR5，网关的型号为GYWG-LR8。基于LoRa采集器和网关的LoRa无线技术，在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远，实现了低功耗和远距离的统一，它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。使用其他无线通讯方式需要给运营商缴纳通讯资费，LORA属于自组网络，前期投入设备即可长期免费使用，运维成本低。LoRa的工作频率是420MHZ-480MHZ，本实施例中，将LoRa的工作频率设置为433MHZ。

参照图1，若干LoRa采集器均经频率433MHZ无线连接网关，测温传感器经频率433MHZ无线连接无线测温主机，无线测温主机经485通讯线有线连接就近的LoRa采集器，仪表模块经485通讯线有线连接就近的LoRa采集器，无线测量模块经频率433MHZ无线连接有无线通讯转换器，无线通讯转换器经485通讯线有线连接就近的LoRa采集器。本实施例中，无线通讯转换器的型号为AEW100。

网关还无线连接有控制箱，控制箱经频率433MHZ与网关进行通讯，控制箱控制测温模块、仪表模块和无线测量模块的工作，设置数据采集模块的测温频率、上报频率等参数信息。控制箱包括含独立测温仪表的控制箱，以实时测量主线上的温度值。网关还连接有终端，终端包括本地服务器和云平台。本地服务器无需租金，运维成本低。云平台的数据分析处理功能强大，能够满足大数据的存储和处理。根据用户实际需求启用本地服务器或者云平台任一个作为终端。网关通过网线或者光纤与本地服务器有线连接，光纤的传输距离比网线的传输距离更远。本地服务器上无需部署供2/3/4G使用的公网固定IP，运维成本低。网关通过网线或者光纤与云平台有线连接，或者，网关与云平台经2/3/4G网络无线通讯。

1.4预警模块

终端内设置有用于在电力设备异常时通知用户的预警模块。预警模块接收数据采集模块采集的数据信息，并与内部预先设置的报警值进行比较。当采集的测温设备或电表的数据值满足报警条件时，终端以短信或微信等形式向用户和检修人员发送预警信息。报警条件包括低限报警和高限报警，低限报警即低于某个报警值，高限报警即高于某个报警值。终端内事先录入存储各电力设备的具体位置信息，终端对各电力设备进行唯一标识，当电力设备出现异常时，终端识别异常的电力设备的标识并获取该异常电力设备对应的具体位置信息，添加至预警信息内发送给用户和检修人员。例如，当测温设备的温度值高于50度时，终端识别获取异常电力设备对应的具体位置信息，并编辑至短信或微信内发送给用户和检修人员，以起到警示作用。

终端通讯连接有客户端，客户端为网页端，客户端访问终端内存储的数据信息，打开网页即可访问服务器里的数据信息，操作方便。客户端通过网线或者光纤与本地服务器有线连接。客户端通过网线或者光纤与云平台有线连接，或者，客户端通过2/3/4G网络与云平台无线通讯。

通过预警模块，选择配电房及配电回路，设置对应的电力设备的具体报警值、报警值范围和报警条件；通过控制箱，设置数据采集模块的测温频率、上报频率等参数信息。

2. 技术效果

1. 配电监控运维系统具有实时监测和预警功能，以及时发现和排除故障或隐患，加快故障的处理速度，减少故障造成的经济损失；

（2）利用无线测量模块进行电力设备的温度情况和电力参数情况的测量，以解决配电房里不能安装可通讯的电力仪表的问题，操作方便；

（3）当配电房内能够安装可通讯的电力仪表时，利用测温模块

（4）利用本地服务器处理分析采集的数据信息，无需租用服务器，运维成本低；

（5）网关通过光纤或者网线与本地服务器进行远距离有线通讯，成本低；

（6）云平台进行数据的处理和分析，功能强大，能够满足大量数据的需求，有利于大数据的存储和处理；

（7）用户能够借助客户端获取终端内存储的数据信息和故障记录，以便于及时了解配电房内的电力设备情况和故障记录，直观明了，操作方便；

（8）异常电力设备的具体位置以预警信息形式发送给用户，便于用户迅速定位到异常的电力设备并通知检修人员进行检修，加快故障的处理速度；

（9）终端在通知用户的同时通知检修人员，实效性更高，有利于加快故障的处理速度。

3.结语

用户有需要可借助客户端访问终端内存储的数据信息和故障记录，便于及时了解配电房内的电力设备情况和故障记录，直观明了，操作方便。进而配电监控运维系统具有实时监测、预警的功能和功耗小、运维成本低的优点，有利于及时发现和排除故障或隐患，加快故障的处理速度，减少故障造成的经济损失。

参考文献：

[1]邓敏贤.电力监控系统在供配电设计中应用的研究[J].通讯世界,2018(03):263-264.

[2]黄浩.供配电设计中电力监控系统的作用分析[J].科技视界,2018(08):259-260.

[3]宋光华.智能配电房监控系统的技术研究[J].通信电源技术,2018,35(02):82-84.