智能化变配电监控系统设计

吕胜菊

摘要：我国电力行业的快速发展带动我国各行业发展迅速。智能化变配电监控系统可以满足对智能电力设备的智能监控，如直流系统、变压器等，从而确保系统实现智能化，使得其运行更加可靠，同时还有利于生产效率的全面提高。

关键词：智能化变配电;监控系统设计

引言

我国经济的快速发展离不开电力行业的大力支持。近年来，我国企业借助变配电室综合监控系统技术，全程检测、管理供电设备运行情况，实现了实时监控和智能化管理。配电监控智能化的应用发展影响配电系统的发展方向。

1智能化变配电监控系统特点

在系统之中囊括了保护、测控、电能计量管理、报警等一系列的功能，其在满足一体化综合监控的同时，还能够满足无人值班的要求。分层分布式的系统结构相互简单，并且有利于后续的维护与拓展。系统监控软件操作简单方便。系统拥有良好的稳定性，并且其可靠性较高，有利于系统智能化程度的保障。

2系统组成

该系统主要由自动化组态软件、通信组网设备和微机保护测控装置、智能电力监控仪表和低压电动机保护控制器等组成。由低压配电开关配以具有通信功能的智能测控保护装置（网络电力仪表等）经数字通信与计算机系统网络连接，显示和控制主开关或断路器的状态，对应急或备用电源进行控制，实现配电过程中智能终端元件管理的自动化、智能化。实施智能化配电系统可以有效地保障供电可靠性和供电品质，优化负荷分配，节约电力成本以及检修成本。根據电力综合仪表的功能特点也可实现低压配电出线回路的“三遥”功能，但因配电室低压出线回路较多，采用该仪表分散安装于开关柜内经济投资较大，根据低压配电出线回路采集特点（即一般采集回路开关的合分闸状态、报警信号以及回路的电流、电压等），基于降低成本的原则，实现了一种适用于低压配电出线回路的带有RS485通信接口，支持MODBUS通信协议的模块，分别对各回路实现“三遥”功能。模块集中组屏，可方便电力管理者对低压站出线回路集中管理。

3主要功能

1.用户管理模块，用户登录：在系统的主窗口单击菜单选项，打开管理窗口，从而进行用户的创建、删除、更改等一系列的操作，并且按照提示框进行选择。当用户登录之后，需要进行权限设置，其具体的权限设置是基于用户管理身份登录系统，然后进入到管理窗口。针对“√”的，表明已经赋予用户这一项权限，不过每一用户拥有的权限是不能超出用户应有的最高权限范围。2.运行操作模块的实现，针对运行操作模块，其主要功能是配置运行系统资料，如图纸、元器件清单等。这一部分资料可以利用系统统一的管理界面来实现查看，也可以通过电力监控界面的单线图、系统接线图等相关设备来加以调用。第一，在系统图纸中包含了单线图与控制原理图。第二，系统每一个回路元器件或者是配电柜都需要按照一定的格式来加以统计，从而提供用户浏览与查询。第三，数据备份，主要是备份保存重要的配置表和历史数据信息，避免因为数据的稀释，对系统的正常运行造成影响。第四，单击“图形监控＼拓扑图”的菜单选项，就可以将网络拓扑图打开，显示出网络拓扑结构。针对拓扑图，其实现的功能：将前端机、监控主机、通信交换机等通信设备的分布与网络连接方式体现出来。满足系统通信监视与网络诊断的实现。每一个系统设备左上方都设置有通信状态指示灯，利用颜色变化情况，就可以了解通信系统是否正常。单击“图形监控＼系统图”之中的系统图按钮，就可以打开系统图。利用系统图，就可以对系统的电力流向与能量分配加以了解，并且按照实际的需求，做好系统接线图的配置，不同工程，其配置也会有所差异。在系统图的主界面之中，就会直接进入接线图与单线图。曲线，作为电参量数据最直观、最有效的显示，也可以呈现出历史数据区县、实时动态曲线等。单击“图形监控＼监控”菜单，可以直接进入到曲线的主页面。在其主页面中包含了分成实时曲线和历史曲线，并且主页面之中可以查看各种采集量曲线。单击曲线联接按钮，就可以代开对应的曲线。单击“查询＼实时数据”菜单项，就可以打开实时数据查询窗口，其数据主要包含了标准遥信、组合遥信、遥测等。在实时数据窗口中，主要是按照实际的需求，从而查询不同类型的实时数据。

4通信层设计

通信层是将现场监控层采集的数据信息传输至管理层，包括底层通信、顶层通信等。通信层的数据信息实时交换，数据信息包括现场监控层检测到的实时数据信息和管理层的数据信息。通信层的设备采用串口服务器，以提供光电隔离的保护作用。采集现场监控层数据后由通信层进行传输，完成数据转换。同时，以太网网关、交换机、通信电缆等设备，设计、组装通信接口层，完成现场监控层与管理层的实时连接，进而实现数据的实时交换。

5设备布线

设备布线包括由站用箱引至变压器、环网柜和低压柜的动力电源线，由上级高压柜引来的变压器或者环网柜的控制电缆，母联柜之间的联锁电缆等，各种线规格型号如表1所示。所有电缆进入变压器柜内后，按规定穿过预留孔到达相应设备，动力电源线到进线柜端子后再引出2路，若变压器前端无环网柜，则直接引至变压器温控器，若变压器前端有环网柜，则电源线一路至环网柜，一路至变压器温控器，各馈线柜电源线由进线柜端子引出至各馈线柜电源端子。电源线引至变压器温控器端子后，由温控器引出电源分别于变压器内的风扇电源、照明电源、电磁锁电源和连锁开关电源等。当变压器与上级高压开关柜不在同一配电室或距离较远时，在变压器前端设置1台环网柜，以提高供电的可靠性。若变压器前端无环网柜，则上级高压柜控制电缆引至变压器温控器端子排，若变压器前端有环网柜，则上级高压柜控制电缆引至变压器温控器端子排，若变压器前有断路器开关的环网柜，则仅需变压器前端环网柜控制电缆引至变压器温控器端子排。

6电能质量监测与分析管理

系统采用了可编程智能电测表，该系列仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS485通信接口，采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出、带开关量输入/输出和继电器报警输出等功能设计。对系统电能质量进行持续监测，包括系统谐波含量、电压波动和闪变、电压电流不平衡度和频率异常波动等电能质量问题;事件触发波形捕捉，记录扰动时波形，进行电能质量分析和故障分析;高准确度双向电能计量;可以为不同部门或用户设置费率，并计算电能使用成本和费用;实现综合的电能和部门统计报表功能。

7现场监控层设计

现场监控层的装置采用独立分布方式，实施检测、控制、通信和故障反应等功能。同时，由通信接口连接变压器温控仪等第三方设备。现场监控层包括开闭间设计、变配电室监控回路设计、变压器温控电路设计以及断路器控制电路设计。现场监控层与开关柜组装成智能化开关柜，采集现场信息后由通信层接至现场总线。

结语

随着计算机和通信技术的发展，变配电监控系统必定能够得到广泛的应用。因此，希望通过本文对智能化变配电监控系统的设计与实现研究，能够对其有清楚的认识，从而推动其得到更加广泛的应用。

参考文献

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