智能配電房電力運(yùn)維平臺(tái)的開發(fā)與應(yīng)用介紹

摘  要：近年來，我國對(duì)電能的需求不斷增加，智能電網(wǎng)建設(shè)越來越多。為實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測、態(tài)勢(shì)覺察和態(tài)勢(shì)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(hào)，開發(fā)出一種中低壓智能配電房態(tài)勢(shì)覺察平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測并顯示10kv開關(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(shù)據(jù)。該平臺(tái)融合配電自動(dòng)化、智能配電房監(jiān)測等多系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)簡潔、成本低廉，有助于運(yùn)維人員快速了解配電房狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)操作、運(yùn)維、巡視的智能化和可視化，同時(shí)也預(yù)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(jiān)控；態(tài)勢(shì)感知；精益管理

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)電力的需求越來越大，導(dǎo)致電力行業(yè)的規(guī)模越來越大，這讓配網(wǎng)中出現(xiàn)故障的概率大大提高，因此如何在配電房內(nèi)進(jìn)行電氣設(shè)備的安裝和調(diào)試就顯得十分重要了。

1 配電房電氣設(shè)備安裝以及調(diào)試過程

1.1電流和電壓互感器

目前，變電站和開關(guān)站進(jìn)線及出線配置三相電流互感器，母線上安裝電壓互感器；架空線路柱上斷路器、負(fù)荷開關(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；電纜線路環(huán)網(wǎng)柜進(jìn)線和出線配置三相電流互感器，母線上安裝電壓互感器。由于不能獲得完整的電流電壓信息，在繼電保護(hù)功能配置、控制決策計(jì)算、控制策略選擇方面受到一定程度的限制。另外，常規(guī)互感器體積大、安裝不便。采用基于小鐵芯線圈或者空心線圈（羅氏線圈）、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)的可觀性。

1.2母線的安裝和調(diào)試

在安裝母線之前，首先要開展母線校準(zhǔn)的工作，只有校準(zhǔn)的母線才能用到實(shí)際的電力系統(tǒng)當(dāng)中。因?yàn)槟妇€在從工廠運(yùn)到施工現(xiàn)場的過程中會(huì)受到各種外力因素，使得母線發(fā)生彎曲變形，這樣的母線必須矯正之后才能使用。在校準(zhǔn)的過程中，可以使用母線校準(zhǔn)機(jī)，這樣就能較大程度提高工作效率。只需要把要校準(zhǔn)的母線按照要求放在校準(zhǔn)機(jī)上，然后通過千斤頂?shù)淖饔镁涂梢酝瓿尚?zhǔn)過程。在對(duì)母線進(jìn)行煨彎時(shí)，就可以使用母線平彎機(jī)的手柄將母線穿在兩個(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，否則容易造成母線開裂。當(dāng)母線彎曲到一定程度時(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。母線檢查的項(xiàng)目主要包括母線的外觀是否光滑、損壞，母線油漆顏色是否發(fā)生變化以及母線的溫度是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。另外對(duì)于通電電流較大的母線。如果溫度過熱，則可以通過降低負(fù)載來達(dá)到降低電流的目的，從而使溫度降低。同時(shí)需要注意母線要進(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(xiàn)母線有損壞的情況發(fā)生，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修理。

1.3電源

在配電網(wǎng)的各個(gè)節(jié)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、開關(guān)站等場合可直接使用公用直流電源。架空線路柱上開關(guān)、電纜線路環(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(shì)覺察平臺(tái)的數(shù)據(jù)量測

2.1配電自動(dòng)化量測裝置配置。

配電自動(dòng)化系統(tǒng)是智能配電網(wǎng)的重要組成部分，其通過站所DTU采集測量裝置信號(hào)，實(shí)現(xiàn)“三遙”功能。遙信量（開關(guān)、接地刀閘實(shí)時(shí)狀態(tài)）通過采集開關(guān)輔助觸點(diǎn)信號(hào)實(shí)現(xiàn)；遙測量（電能實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)）通過采集開關(guān)柜內(nèi)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(hào)實(shí)現(xiàn)。DTU通過采集模塊接收測量回路遙信、遙測量，存儲(chǔ)并上傳至配電自動(dòng)化系統(tǒng)主站。主控終端從DTU中讀取遙信、遙測數(shù)據(jù)，通過與配電自動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)關(guān)鍵數(shù)據(jù)監(jiān)控。

2.2配電房綜合環(huán)境監(jiān)測綜合環(huán)境監(jiān)控實(shí)現(xiàn)對(duì)配電

房內(nèi)環(huán)境溫濕度、水浸、煙感、噪聲、氣體泄漏、消防設(shè)備等遙測量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并聯(lián)動(dòng)控制照明、風(fēng)機(jī)、防汛設(shè)備、驅(qū)鼠器、站內(nèi)除濕器工作。本地允許保存監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)而對(duì)現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)預(yù)設(shè)報(bào)警判據(jù)，產(chǎn)生報(bào)警事件。

2.3設(shè)備溫度監(jiān)測

SF6充氣環(huán)網(wǎng)柜是智能配電房的主要中壓設(shè)備。實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電纜接頭或堵頭等部位的虛接、材料老化、磨損、過載等易造成接觸電阻過大、運(yùn)行中過熱，導(dǎo)致絕緣燒損，形成線間或相間短路，瞬間引發(fā)火災(zāi)事故；因此，對(duì)環(huán)網(wǎng)柜電纜溫度監(jiān)測至關(guān)重要。針對(duì)環(huán)網(wǎng)柜溫度監(jiān)測的需要，采用無線測溫傳感器監(jiān)測電纜頭溫度。

3 應(yīng)用場景

智能配電房態(tài)勢(shì)覺察平臺(tái)已應(yīng)用于某供電局智能配電房試點(diǎn)工程中。實(shí)際運(yùn)維中，運(yùn)行人員可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控了解配電房內(nèi)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，減少現(xiàn)場巡視次數(shù)，節(jié)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(xiàn)場操作時(shí)，操作人員能從配電房顯示屏內(nèi)直觀了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和開關(guān)、刀閘位置，對(duì)操作風(fēng)險(xiǎn)作出判斷，當(dāng)設(shè)備狀態(tài)較差時(shí)及時(shí)上報(bào)問題，采取相應(yīng)措施。執(zhí)行操作后，顯示屏實(shí)時(shí)顯示開關(guān)分合位置、刀閘位置信息，操作人員得以對(duì)現(xiàn)場操作效果進(jìn)行有效驗(yàn)證，減少設(shè)備未分合到位造成的安全隱患。預(yù)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(xiǎn)。故障搶修時(shí)，現(xiàn)場搶修人員可以同后臺(tái)指揮人員一起研判故障類型，采取有效處理措施。

4 安科瑞配電室環(huán)綜合監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

4.1簡介

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

4.2系統(tǒng)功能

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對(duì)整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

4.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)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(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.2.4曲線查詢

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

4.2.5運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。

4.2.6實(shí)時(shí)告警

科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)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

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.2.8 用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

4.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)?？稍诰€診斷設(shè)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(shè)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(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)推薦配置選型

5 結(jié)束語 

綜上所述，本文開發(fā)了一種智能配電房態(tài)勢(shì)覺察平臺(tái)，可實(shí)時(shí)反映智能配電房設(shè)備運(yùn)行狀況及環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)了配電房多維度態(tài)勢(shì)覺察和態(tài)勢(shì)可視化功能。該系統(tǒng)提升了配電運(yùn)維人員操作、運(yùn)維、搶修的效率和安全性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了多源數(shù)據(jù)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(yùn)維水平。