农村剩余电流动作保护器智能终端的运用探讨

张延德

（连云港市赣榆区三新供电服务有限公司，江苏 连云港 222100）

1 引言

从低压故障原因来分析，基于故障而导致停电的主要原因是农村地区配电变压器台区剩余电流动作总保护器的跳闸。在保护器频繁发生跳闸情况之后，对故障的排查难度会有所提升，且维护费用也会不断增长，为此，有必要对控制总保跳闸情况加以控制，而智能剩余电流动作保护器便是一种较为有效的措施，对提升供电安全与稳定性具有重要应用价值。

2 总保跳闸原因分析

总保的作用是对线路中剩余电流给予监测，在线路接地或是人身接触电等因素导致线路中剩余电流处于临界值时，保护器动作，此线路会被切断电源，确保线路设备与人身安全。引发总保跳闸的因素众多，主要包括线路上设备故障、雷击、终端设备故障等。就农村地区而言，低压绝缘化发生率不断上涨，而基于线路设备故障所引发的跳闸情况相对较少[1]。另外，为控制雷击所产生的过电压损害用户用电设备，在配电线与配电设备中会装备避雷器设备，为此，基于雷击而引发的总保跳闸情况也较小。总结而言，基于用户端原因的总保跳闸发生率最高。针对此，本次研究中提出一种剩余电流动作保护器智能终端设计方案，安装智能保护器后可在家保没有进行正确动作时，避免越级跳闸情况的发生。

3 剩余电流动作保护器智能终端功能

剩余电流动作保护器智能终端的功能性体现在以下几个方面：其一，对线路中的剩余电流给予保护，动态检测剩余电流情况，在剩余电流达到临界值时自动发布跳闸指令。其二，自动实现用户端跳闸报警，将用户端跳闸信号经由移动通信网络发布到远程监控中心。其三，中心监控跳闸，监控中心可随时掌握用户端所发布的跳闸报警信息，同时会自动显示出故障信息与用户位置等，管理人员可依据此信息快速地对故障问题进行处理[2]。其四，对通信状态的监控，在发生通信故障时，可及时进行故障识别并发布报警信息。其五，扩展功能，可经由相应借口与智能电表进行连接，收集电能数据同时发送到指定的服务器，实现无线电能信息的远程获取。

4 农村剩余电流动作保护器智能终端基础设计

4.1 基础架构设计

智能终端需要装配在用户电表进线一侧，经由电力线进行取电，同时配备直流备用电源。其构成部分包括动作保护模块与监控报警模块以及远程监控中心。其结构应用原理为，日常工作中对线路剩余电流给予监控，一旦剩余电流超出临界值，能够及时识别线路设备故障从而自动跳闸，同时将报警信息发布到远程监控中心。

4.2 功能设计

智能终端的主要工作是动态检测线路中剩余电流，需要具有后备保护、监控报警、其他辅助作用等功能。首先，后备保护功能。智能终端能够动态的检测线路中剩余电流，一旦用户内部线路或是设备发生故障，导致线路中剩余电流过大时，家保未动作，则智能终端会行跳闸动作，达到保护用电安全作用。其次，监控报警功能。远程监控中心可随时掌握到用户端所发布的故障信息，可自动进行信息的识别与显示，辅助维修人员进行可靠处理。最后，其他辅助功能。其他辅助功能包括经由相应接口与智能电表连接实现数据采集与上传；经由大量数据的分析，在短时间内筛查频繁违规用电并对其违规用电行为给予分析；对无线传输节点给予监测，及时发现故障及时处理。

5 农村剩余电流动作保护器智能终端结构设计

5.1 通信方式设计

现阶段比较常用的通信方式为光纤通信、卫星网络通信、移动互联网通信等，光纤通信与卫星网络通信所需要投入的成本相对较高，不适合智能终端建设选择。进程无线通信是建立在工业无线网络的通信技术，具有可靠性高、功耗低等优势，能够有效地改善集中式用户报警与通信问题。电力载波通信的抗干扰性能较低、通信速率较低，但能够满足常规报警通信的需求。电力用户群体较大，且分布范围较广，针对智能终端的通信具有多样化的要求，应依据相关标准，将其细分为近端用户、远端集中用户、远端分散用户、极偏远用户等。针对不同类型的用户，应选择具有针对性的通信方式，能够有效地提升智能终端广泛适应性。

5.2 远程监控中心软件设计

远程监控中心软件的运行处于电网管理端，所能够发挥的作用包括以下几个方面：其一，对用户端保护跳闸动作给予监控，获取到跳闸节点的用户地质与违规用电情况等相关信息，及时做出响应。其二，在用电故障进一步发展之前，结合自身所积累的大数据针对部分地区用户违规用电行为给予预测。其三，监控无线传输节点的日常工作情况，若发现其出现异常情况则及时对相关信息进行获取，以便于对异常情况做出分析，为维修工作人员提供可靠的依据。远程监控中心软件由四层结构，如图2所示。第一层，数据库层。此层结构能够对用户的无线传输节点线管信息进行获取，并进行存储，以便于维修工作人员定期进行故障信息或是日常运行状态的查询，同时也有助于统计查询工作的开展。第二层，基础数据服务层。可将无线传输节点所发布的违规用电信息给予存储与分析等。第三层，动态监控层。其主要作用是获取传输节点所发布的违规用电信息。第四层，统计分析层。对各阶段或是其他终端设备所上传的信息做出分析与处理。

图2 远程监控中心软件结构

5.3 动作保护与监控报警模块设计

将智能终端动作电流整改为常规家保的2-5被，若家保故障没有进行正确动作，而线路中剩余电流超出既定标准，则智能终端系统中的动作保护模块会自动进行跳闸动作，将所发生的故障进行隔离。监控警报模块的组成结构包括电源、备用电池、存储单元等。动作检查单元能够实现对交流电压的检测，若剩余电流动作保护模块自动跳闸，则动作检测单元能够及时地获取到跳闸信息，经由微控处理器对信息进行分析与处理，经由通信网络将信息发送到远程控制中心，同时发布报警信息，远程监控中心接收到报警信息之后会依据实际情况做出针对性的处理。存储单元能够将事件实现本地存储，便于检修工作者进行日常检测记录的查询。

现代各种智能化技术的应用，推动着供电安全性的提升，但从另一个方面来看，农村地区的故障停电情况仍然频繁发生，降低了农村供电服务质量。从农村的故障停电发生原因分析能够看出，基于用户端原因的总保跳闸发生率最高。为对此种情况加以限制，本次研究中提出了剩余电流保护智能终端的应用方案，经由智能终端的应用能够动态地对线路中的剩余电流情况进行监测，以便于及时发现故障及时处理，对用电安全与稳定性具有重要意义。