高低压配电系统中智能电气监控系统的应用

上海威能电力科技有限公司 陆 原

1 引言

电力供应关乎社会整体的发展与建设，与居民日常生活及工作息息相关，而高低压配电系统的运行质量则是影响电力供应实效的主要因素，一旦配电系统在运行过程中出现故障，就会影响正常用电，严重时甚至可能引发供电事故，从而对整个电网的安全构成威胁，要保障电力供应的安全性和稳定性，就应进一步加大对于高低压配电系统的监管力度，在第一时间内发现问题，将配电系统的运行风险降到最低。

2 高低压配电系统运行问题分析

得益于配电技术的快速发展与广泛应用，电网配电自动化迅速普及，为我国电力事业的成长与进步起到了极大的促进作用，然而，结合高低压配电系统的实际情况来看，由于近年来我国社会的电力需求不断上升，配网系统的复杂程度越来越高，电负荷也越来越大，高低压配电系统的运行难度明显提升，在实际运行过程中经常因监管不到位而出现故障问题，导致电网供电实效受到影响。结合高低压配电系统运行的实际情况，主要存在两个问题：

一是高低压配电系统的维护及检修需求相对较大[1]。高低压配电系统的运行过程非常复杂，为了保障高低压配电系统的运行实效，就需要定期认真落实系统检修及维护工作。然而，由于高低压配电系统非常庞大，在检修期间不仅需要耗费大量的人力、物力，其用时较长，因此，在检修期间为了尽量避免影响用电质量，往往需要带电检修，如此一来，无论是系统维护及检修工作的危险性还是操作难度都大幅增加，对系维护及检修工作提出了更高的要求。

二是高低压配电系统的运行风险相对较高。由于高低压配电系统的自动化运行效果主要是依托于网络计算机技术来实现，系统在自动运行过程中需要利用计算机网络传输大量的数据信息，而网络环境中存在很多潜在的安全隐患，所以，一旦网络环境存在安全漏洞，就很容易在传输数据的过程中遭受到网络攻击，从而导致高低压配电网系统产生故障，严重时甚至可能导致整个系统瘫痪。

3 高低压配电系统中智能电气监控系统的应用实践及建议

3.1 高低压配电系统中智能电气监控系统的应用实践

智能电气监控系统属于配电管理系统，不仅能够全面监管电网的运行参数、指令，而且也可以自动分析电网运行过程中所产生的数据信息，与高低压配电系统的监管需求相一致，将其有效应用于高低压配电系统中一方面可以实时监控配电系统的运行状态，进一步加强对于配电系统的控制效果，也能够在出现配电故障的第一时间向相关工作人员发出警报信息，在一定程度上降低高低压配电系统的运行风险。从硬件监控的角度分析，智能电气监控系统能够全面监控自动化机房、UPS 机房以及配电房的运行状态，从而有效预防各项硬件设备因长期高负荷运转而存在安全隐患[2]。

从软件监控的角度来看，智能电气监控系统中所搭载的防病毒系统、在线备份系统以及防护墙技术能够定期修复网络系统中所存有的安全漏洞，对高低压配电系统所使用的网络环境起到良好的保护效果，从而切实保障高低压配电系统在运行过程中的信息传输安全。智能电气监控系统还可以收集并分析高低压配电系统运行过程中所产生的数据信息，并在主机上自动进行综合化数据处理，能够大幅降低高低压配电系统的运行风险，在一定程度上保障高低压配电系统运行的安全性和稳定性。

以智能电气监控系统在起重机高低压配电系统中的应用为例，起重机智能化控制系统结构主要由传感器、控制器、变频器以及PLC 逻辑控制器等组件共同组成，在实际操控过程中，传感器会将钢丝绳的位置信息传递至PLC 逻辑控制器中，此时系统就能够按照设计方案的预设参数对钢丝绳的位置进行适当调整，全面监控整个作业流程，一旦系统在作业过程中检测到钢丝绳的位置出现了偏差，系统会自动中止作业，确保起重机操控过程的准确性和精准度。智能电气监控系统中所配备的PLC 逻辑控制器还能够利用算法对钢丝绳的位置进行优化处理，结合变频器、驱动器等组件来进一步加大对于起重机的管控力度，切实保障起重机在实际操作过程中安全性和可靠性[3]。智能电气监控系统的控制流程如图1所示。

图1 智能电气监控系统的控制流程

通信层是智能电气监控系统运行的关键，主要由主站和各类通信管理装置共同组成，通信管理装置能够采集各类通信设备中的数据信息，可以检测到所有自动化设备在运行过程中所产生的信号，并将所有信息安全传输至主站内，以便确保监控层和现场层之间的信息实时互通，切实保障智能电气监控系统在运行过程中的网络传输安全。

以智能电气监控系统在起重机高低压配电系统中的应用为例，监控系统主要是利用工业以太网与PLC 逻辑控制器进行数据通讯，而起重机中的电动葫芦则主要是利用无线网实现与PLC 逻辑控制器之间进行通信，在实际应用过程中，通常需要在系统处设置一台无线网关，在每台桥机上设置两台无线节点，利用以太网将无线网与PLC 逻辑控制器连接到一起。在无线网络中，网关的主要作用是在与PLC 逻辑控制器保持通讯畅通的同时与各节点进行数据交换并实时监控各节点的运行状态。条码扫描系统与PLC 逻辑控制器之间需要利用串口来实现数据通讯效果，当工作人员使用手持式扫码枪扫描物料条码后，扫描系统就会将条码信息自动传输至PLC 逻辑控制器中。智能电气监控系统通信如图2所示。

图2 智能电气监控系统通信

为了进一步明晰智能电气监控系统在高低压配电系统中应用方法，以全自动智能起重机的电气控制系统为例展开具体分析。全自动智能起重机电气控制系统如图3所示，其中，采用电气连接的方式将PLC 逻辑控制器的起点与主副提升变频器、小车变频器以及起重机变频器相连，采用通信连接的方式将PLC 逻辑控制器与触摸屏相连，利用以太网接口将交换机与上位机连接到一起，利用通信连接的方式将现场监视器与路由器相连，在各设备连接完成后，智能电气监控系统就可以自动完成监控、操作以及故障诊断等各项控制工作，从而大幅提高起动机运行的自动化、智慧化水平[4]。

图3 全自动智能起重机电气控制系统

3.2 高低压配电系统中智能电气监控系统的应用建议

与传统的自动化技术相比，智能化技术的自动化、智慧化水平相对较高，在实际应用过程中能够按照人类的思维方式进行自主判断和思考，随着工作经验的不断累积，智慧化程度随之提升，促使机器设备实现真正意义上的自动化操控。而智能电气监控系统正是利用先进的智能化技术对传统的监控系统加以优化。

与传统的监控系统相比，智能电气监控系统对人工的依赖性更低且适应性较强，能够满足电网配电管理工作的实际需求。由于智能电气监控系统主要是通过收集并分析配电系统在运行过程中所产生的各类数据信息来实现对系统整体的监管效果，但在实际应用过程所涉及的设备数量和种类有很多。因此，要保障智能电气监控系统在高低压配电系统中的应用实效，相关部门就应加大对智能电气监控系统应用方面的资金投入，以免因缺乏相应的设备支持而导致智能电气监控系统难以充分发挥出自身应有的作用价值。

智能电气监控系统虽然具备一定的自主能力，能够在很大程度上减少电网配电管理工作所需的人力资源，由于智能化技术是一项集合了信息技术、计算机网络技术以及物联网技术等先进科技手段在内的综合性技术，其科技属性相对较强，智能电气监控系统在实际应用时还需要相关技术人员对监控系统的各项运行参数进行合理调控，以确保智能电气监控系统的应用效果与电网配电管理工作的实际要求相符，相关部门还应当定期组织技术人员开展与智能化技术有关的培训活动并严格考核，帮助技术人员深入掌握智能电气监控系统的应用要点，利于不断强化技术人员的专业能力和技术水准，为智能电气监控系统在高低压配电系统中的应用提供有力的人才支持。

4 结语

电力能源是社会经济发展的重要基础，随着我国社会经济水平的快速提升，电力能源需求不断上涨，对电网系统提出了更高的供电要求。高低压配电系统在电力供应工程中扮演着关键角色，其运行质量将直接影响到广大电力用户的用电安全，要保障电力供应的安全性和实效性，就应在高低压配电系统中积极引进并应用智能电气监控系统，以便进一步加大对于配电系统的监管力度，不断提高电网配电管理工作的科学性和先进性，为我国电力事业的现代化发展提供无限动力。