智能配电房的建设方案分析

杨 东

(国网重庆市电力公司江北供电分公司，重庆 401120)

智能配电房的建设方案分析

杨 东

(国网重庆市电力公司江北供电分公司，重庆 401120)

智能配电房是配电网自动化的关键环节，通过对智能配电房的总体建设方案和具体建设思路的分析，提出整合了SCADA(数据采集与监视控制系统)系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统以及一次设备状态监测管理系统的智能配电房建设方案。

智能配电房；配电自动化；建设方案

0 引言

近10年我国的配电自动化技术取得了长足进步，由最初就地控制(重合器、重合分段器、重合闸+自动配电开关)的FA(馈线自动化)，发展为通信及主站集中监控和故障处理(配电SCADA+FA)的DA(配电自动化)、基于GIS离线配电管理的DMS(配电管理系统)、实时DA与基于GIS配电管理相集成的DA/DMS等多种基本功能模式。配电自动化系统的完善和发展，在促进电力企业安全生产、优质供电、管理进步、客户服务等方面，取得了较好的效果。

与此同时，配电自动化系统也存在很多问题，主要表现在以下方面：

(1) 系统功能设计单一；

(2) 系统集成中存在孤岛，信息不能共享，使配电自动化系统难以发挥作用；

(3) 设备选择盲目求新，无法取得整体优化的效果；

(4) 系统结构设计缺乏统筹兼顾，从而影响应用效果；

(5) 系统功能设计重系统、轻客户，重技术、轻管理，重形式、轻实效，难以发挥应有的作用；

(6) 设计缺乏长远策略，造成系统开放性差，功能扩展难。

随着社会经济的发展，电力市场化的进程不断深入，用户对电能可靠性和质量的要求也在不断提高，城区供电半径也越来越短，配电房得到了广泛应用。配电房自动化套用功能单一的“三遥”监控和馈线自动化功能的建设模式，已难以满足智能配电网自动化的发展要求。目前，配电站、配电房的运行环境、安防措施、门禁等系统，大都不能实时监控，对安全生产来说存在一定风险。因此，特设计一种智能配电房，以有效整合电力系统的SCADA系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统以及一次设备状态监测管理系统，为更安全、更智能的电力供应提供保障。

1 智能配电房总体建设方案

基于我国配电网设备基础和配电网架构的现状，规划建设具有配电自动化水平的主干线路配电房，应充分考虑如下因素：

(1) 主干线路配电房应合理分段，有效缩小故障停电范围；

(2) 主干线路开关支持远方遥控操作，有效缩短主干线路故障处理时间；

(3) 配电房自动化技术要避免系统功能设计单一，自动化系统、安防系统等孤岛建设而使信息不能共享的问题；

(4) 配电房自动化设备要具有较高的性价比、较实用的功能，并具有开放的系统集成功能；

(5) 要充分考虑运行维护方便，减小设备体积，进行模块化设计，便于具有通信和自动化基础的人员维护管理，从而达到减员增效的目的；

(6) 配电房自动化设备要支持设备状态检修的管理要求。

智能配电房建设集配电综合主站、配电网监控系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统、一次设备状态监测管理系统、通信系统和备用电源系统等八大系统功能于一体，系统考虑了智能配电网自动化发展要求，可有效实现配电网自愈和互动，缩短故障处理时间，提高设备运行管理水平。智能配电房主要功能如下：

(1) 配电SCADA功能；

(2) 支持主干网接地故障监测，主站可以实现故障定位；

(3) 支持配网短路故障监测，主站可以实现故障定位；

(4) 支持配电房视频监控；

(5) 支持配电房门禁管理；

(6) 光纤通信主干点可支持其他通信方式接入；

(7) 支持配电房环境监测；

(8) 支持除湿、风机等设备的智能控制；

(9) 支持一次设备状态监测。

2 智能配电房具体建设思路

智能配电房建设需考虑智能配电网自动化发展的要求，并能够提高配电网设备使用的生命周期，实现对设备故障的提前预警，快速实现配电网故障定位，缩短故障处理时间，从而提高设备的运行管理水平。

2.1 配电综合主站

(1) 建设配电SCADA系统。

(2) 建设安防、门禁管理系统。

(3) 建设环境监测系统。

(4) 建设一次设备状态监测管理系统。

2.2 自动化通信系统

(1) 通信组网采用EPON光纤通信方案。

(2) 主干配电房作为光纤通信主干点，可支持其他通信方式接入。

(3) 终端支持GPRS通信。

(4) 通信支持图像传输。

(5) 终端支持RS485，Canbus总线等现场总线，可方便智能传感器的接入和扩展。

(6) 终端及主站支持以太网(Ethernet)接入技术，接入IP摄像机。

2.3 配电网监控

(1) 实现配电网“遥测、遥信、遥控”功能。

(2) 实现配电网短路、接地故障监测，可通过主站实现故障定位。

(3) 监测10 kV线路的负荷电流。

(4) 监测配电变压器的负荷。

(5) 监测10 kV开关状态。

2.4 馈线自动化功能

(1) 通过主站故障定位实现远方故障隔离功能，大幅缩短故障处理时间。

(2) 支持遥控功能，实现非故障段恢复供电，大幅缩短故障停电时间。

(3) 实现遥控操作，减少运行人员操作次数，降低运行人员工作强度。

2.5 配电房安防功能

(1) 采用IP摄像机技术，取消DVR硬盘录像机，大幅降低建设成本，提高系统可靠性，减少维护工作量。

(2) 重点实现站房开门时进入人员的拍照上传，远方遥视站房操作人员的操作、设备运行状态，消防报警、水浸报警等异常情况的拍照上传和远方遥视等功能。

(3) IP摄像机通过以太网连接到光网络单元(ONU)设备，采用EPON方案接入到主站；主站通过特定IP可以直接与摄像头通信，进行视频监视与控制。由于IP摄像头分配了对应的IP地址，当在主站对摄像头进行实时视频监控时，不会影响主站与DTU终端的正常通信。

(4) DTU检测到配电房门开信号、消防报警信号、水浸报警信号时，通过网络向IP摄像头发出抓拍等命令。

2.6 配电房环境监控功能

(1) 监测站房温度、湿度。

(2) 监测站房烟感、水浸等传感器信号。

(3) DTU根据采集到的配电房内温湿度及对应限值，自动控制配电房内的风机和除湿设备。

(4) DTU检测到水浸信号、烟感信号等开关量变化时，产生SOE事件向主站报告。

2.7 配电房门禁功能

(1) 站房门口可安装感应IC卡读卡器，电子锁采用通电开阴极锁，配合门上的机械锁使用，刷卡后门锁自动打开，设备故障时可用钥匙打开。

(2) 门读卡器可记录运行人员巡查站房情况，便于运行管理。

(3) 可实时监测站房门的开启状态，当门锁被异常开启时(如外力破坏、门锁故障)，终端将实现现场报警(警号报警)并通过通信网络向管理中心传送报警信息。

(4) 门禁系统可加强站房运行管理，便于对进入站房安装调试的人员进行有效地管理，区分运行巡查人员和短时安装调试人员的进入权限。

2.8 开关柜等一次设备的状态监控功能

(1) 监测开关电缆头温度，预防电缆头因接触不良而发热。

(2) 监测SF6开关的压力接点信号，上传SF6失压报警信息。

(3) 监测配变油温接点信号，上传配变温度越限信息。

(4) 监测开关柜内的温度，自动控制开关柜内的加热设备，以防止凝露。

(5) 监测开关分合闸次数。通过将开关分合闸辅助接点接入，实现每次开关分合闸动作时，自动统计动作次数。

(6) 监测开关分合闸时间。通过计算开关分合闸操作控制接点输出至对应开关分合闸辅助接点返回的时间差，统计开关每次分合闸操作的时间。

(7) 监测开关开断电流，通过统计开关分闸操作时的开断电流，建立开关设备电磨损的基础数据。

2.9 数据发掘功能

(1) 建立包括：温度数据、投运时间、运行负荷、检修记录、事故记录等在内的一次设备运行数据库。

(2) 利用一次设备监测历史数据统计，建立一次设备运行状态监测、一次设备故障早期判断及一次设备失效模型。

3 结束语

智能配电房系统有效地整合了电力系统的SCADA系统、安防系统、门禁系统、环境监测系统及一次设备状态监测管理系统。其建设为实现更加智能和更高质量的电力供应提供了可靠的实验平台和理论探索。

1 陈  堂．配电系统及其自动化技术[M]．中国电力出版社，2004.

2 李同智．灵活互动智能用电的技术内涵及发展方向[J]．电  力系统自动化，2012(2).

3 张世森．环境监测技术[M]．北京：中国环境科学出版社，2008.

4 葛  佳，周国亮，张  晗．智能电网用户侧智能管理系  统的设计[J]．中国电力教育，2012(3).

2015-03-15。

杨  东(1969-)，男，工程师，主要从事电气工程技术管理工作，email：adxw2006@126.com。