摘要：利用電(dian)(dian)(dian)能采集模塊和(he)環境(jing)參數傳感器，通過(guo)無線通信(xin)網絡(luo)，組(zu)建配(pei)電(dian)(dian)(dian)房(fang)(fang)無線監(jian)控終端(duan)系統，采集和(he)傳輸配(pei)電(dian)(dian)(dian)變壓(ya)器總(zong)輸出(chu)(chu)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)和(he)電(dian)(dian)(dian)流，功率因(yin)素，有(you)功無功電(dian)(dian)(dian)度(du)，配(pei)電(dian)(dian)(dian)房(fang)(fang)各路低壓(ya)出(chu)(chu)線的(de)電(dian)(dian)(dian)流，配(pei)電(dian)(dian)(dian)房(fang)(fang)溫度(du)和(he)濕度(du)，門禁狀(zhuang)態等數據(ju)，實現配(pei)電(dian)(dian)(dian)房(fang)(fang)運行的(de)實時(shi)監(jian)控，提高(gao)配(pei)網管理的(de)自動化和(he)信(xin)息化水平。

關鍵詞：配電房；無線監控

1. 配(pei)電房(fang)設備運行(xing)參(can)數采集

配電(dian)(dian)變(bian)壓器(以(yi)下簡稱配變(bian))是配電(dian)(dian)房內(nei)的核心設備,對配變(bian)二次則電(dian)(dian)壓,三相電(dian)(dian)流(liu),功率因素,用功無功電(dian)(dian)度等進行(xing)實(shi)時(shi)采集和(he)分析,能(neng)夠及時(shi)掌握其運行(xing)負載(zai)情況和(he)三相不平衡(heng)情況,及時(shi)發現異常狀態。

公用(yong)配電(dian)(dian)(dian)房的(de)供(gong)電(dian)(dian)(dian)對(dui)象一(yi)般包含多個(ge)用(yong)戶(hu),分散于不同(tong)方(fang)(fang)向(xiang)的(de)區域(yu)。配電(dian)(dian)(dian)房內設置有低壓(ya)(ya)出(chu)線柜,分接出(chu)多條(tiao)(tiao)低壓(ya)(ya)出(chu)線,向(xiang)多個(ge)方(fang)(fang)向(xiang)供(gong)電(dian)(dian)(dian)。由于用(yong)戶(hu)性質(zhi)和變化多樣,各(ge)條(tiao)(tiao)出(chu)線的(de)負荷情(qing)況(kuang)經(jing)常(chang)發生變化,往往出(chu)現配變未超載(zai),但一(yi)條(tiao)(tiao)出(chu)線超載(zai),或(huo)者一(yi)條(tiao)(tiao)出(chu)線中(zhong)某一(yi)相(xiang)中(zhong)重負荷等(deng)不良情(qing)況(kuang)出(chu)現。因此各(ge)路低壓(ya)(ya)出(chu)線的(de)三相(xiang)電(dian)(dian)(dian)流也(ye)納(na)入到(dao)監(jian)控范圍。

圖1監控終端網(wang)絡結構圖

對配變(bian)電(dian)能(neng)參(can)數(shu)(shu)采(cai)集(ji)(ji)通(tong)過力創的(de)(de)EDA9033E三(san)相(xiang)電(dian)參(can)數(shu)(shu)采(cai)集(ji)(ji)模(mo)塊完成。EDA9033E能(neng)夠準確(que)測(ce)(ce)量(liang)三(san)相(xiang)四線(xian)制交流(liu)電(dian)路(lu)中的(de)(de)三(san)相(xiang)電(dian)壓、三(san)相(xiang)電(dian)流(liu)、功(gong)率因素、有功(gong)無(wu)功(gong)電(dian)度等多(duo)項(xiang)參(can)數(shu)(shu)。而多(duo)路(lu)低壓出線(xian)的(de)(de)電(dian)流(liu)將通(tong)過力創EDA9015A電(dian)流(liu)測(ce)(ce)量(liang)模(mo)塊采(cai)集(ji)(ji),該模(mo)塊最(zui)大能(neng)夠采(cai)集(ji)(ji)12路(lu)電(dian)流(liu)輸入(ru),能(neng)夠滿足多(duo)路(lu)低壓出線(xian)電(dian)流(liu)檢測(ce)(ce)的(de)(de)需求(qiu)。

EDA9033E和EDA9015A均使用RS485或RS232總(zong)線通信(xin)(xin),支持ASCII碼,十六進(jin)制(zhi)和Modbus協議,通信(xin)(xin)方式統一(yi),兩(liang)個采集模(mo)塊能夠掛在同一(yi)條(tiao)通信(xin)(xin)總(zong)線上,通過不同的地址(zhi)進(jin)行訪問。

2.配電房環境參(can)數采集

配(pei)電(dian)房(fang)的(de)環境參(can)數(shu),包括溫度、濕(shi)(shi)度等(deng)對配(pei)變的(de)運行有著一定(ding)影響(xiang)。通(tong)過安裝(zhuang)溫濕(shi)(shi)度傳感器,能夠使運行單位(wei)同時(shi)間了解配(pei)電(dian)房(fang)環境,保障設備安全(quan)運行。在鄉鎮地區,部分配(pei)電(dian)房(fang)位(wei)置(zhi)往(wang)往(wang)較為(wei)偏(pian)僻,存在電(dian)力設備被盜和人為(wei)損壞的(de)危(wei)險,因此(ci)在配(pei)電(dian)房(fang)需設置(zhi)門禁(jin)檢(jian)測裝(zhuang)置(zhi),當有非法(fa)闖入(ru)時(shi)能及時(shi)通(tong)知管理(li)單位(wei),降低損失(shi)。

配電房溫濕度傳感(gan)器(qi)的核心部(bu)分采用SENSIRION的SHT1溫濕度傳感(gan)單元(yuan),該單元(yuan)整合(he)(he)傳感(gan)原件和信(xin)號(hao)處理器(qi),結構簡單、穩定性好,輸出標準的數字信(xin)號(hao),支持串行通(tong)信(xin)。門禁檢測(ce)采用磁式(shi)門禁檢測(ce)裝置，通(tong)過開合(he)(he)時改變高低電阻值實現門狀態監測(ce)。

圖2配電(dian)房終端監控系統工作流(liu)程

圖3配電房實(shi)時監控數據

3.通信網絡

配電房監控終端系(xi)統有兩個通信網(wang)絡,其一是傳感(gan)網(wang)絡,負責連接各(ge)傳感(gan)器(qi)，收集、傳輸和(he)(he)處理傳感(gan)器(qi)信息。其二是數(shu)據傳輸網(wang)絡,負責與外(wai)部網(wang)絡連接,和(he)(he)遠方服(fu)務器(qi)進行數(shu)據交換(huan)。

由于EDA9033、EDA9015、SHT1傳感(gan)(gan)器(qi)均(jun)支(zhi)持串行通信(xin)，傳感(gan)(gan)網絡(luo)采(cai)用(yong)RS485通信(xin)網絡(luo)。RS485采(cai)用(yong)差分傳輸,抗干擾能力強,布線簡單(dan),可掛載多個(ge)個(ge)設備,便于傳感(gan)(gan)器(qi)的擴展。

數據(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)網(wang)絡(luo)的選擇有(you)(you)多種可用(yong)(yong)方(fang)案(an)。對于(yu)變電(dian)站來說,數據(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)采用(yong)(yong)的光纖網(wang)絡(luo),具有(you)(you)高(gao)速(su),實(shi)時性好(hao)的特點,但需要鋪(pu)設專用(yong)(yong)通信(xin)(xin)(xin)通道,建造(zao)(zao)難度(du)大,造(zao)(zao)價高(gao)。由于(yu)配(pei)電(dian)房(fang)(fang)點多分散,而且舊有(you)(you)配(pei)電(dian)房(fang)(fang)很多不具備鋪(pu)設光纖的條件,光纖網(wang)絡(luo)不能很好(hao)地適用(yong)(yong)于(yu)配(pei)電(dian)房(fang)(fang)監控(kong)改(gai)造(zao)(zao)。現時,移(yi)動無(wu)線通信(xin)(xin)(xin)網(wang)絡(luo)發展已(yi)經十分成(cheng)熟,覆蓋面廣,GPRS通信(xin)(xin)(xin)最高(gao)能夠實(shi)現114kbps的傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)速(su)率,由于(yu)配(pei)電(dian)房(fang)(fang)監控(kong)數據(ju)(ju)量少,GPRS可以滿足(zu)監控(kong)數據(ju)(ju)的傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)需求。采用(yong)(yong)無(wu)線通信(xin)(xin)(xin)具有(you)(you)靈活組網(wang)、建設難度(du)和(he)建造(zao)(zao)成(cheng)本低的優點,是配(pei)電(dian)房(fang)(fang)監控(kong)改(gai)造(zao)(zao)的網(wang)絡(luo)形式。GPRS通信(xin)(xin)(xin)和(he)數據(ju)(ju)傳(chuan)(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)選用(yong)(yong)了平升DATA-6106工業級(ji)GPRS通信(xin)(xin)(xin)模塊,支(zhi)持串行通信(xin)(xin)(xin),便于(yu)與傳(chuan)(chuan)(chuan)感網(wang)絡(luo)連(lian)接。

4.監控終端系統組成和(he)安裝

監控網絡采用(yong)總線式拓撲結(jie)構,把配(pei)電房內(nei)各個模塊和傳(chuan)感器利用(yong)RS485總線相連接。傳(chuan)感網絡結(jie)構如圖(tu)1所示。

現場安裝時,終端系統將分(fen)(fen)為(wei)三個(ge)主要部分(fen)(fen):

(1)電能采(cai)(cai)集(ji)條:EDA9033E和(he)EDA9015A兩(liang)模塊安裝(zhuang)在一條U型導軌(gui)中,并(bing)在導軌(gui)上安裝(zhuang)三相(xiang)開(kai)關,接(jie)線(xian)端(duan)子(zi)(zi)和(he)AC-DC電源適配(pei)(pei)器(qi)。該采(cai)(cai)集(ji)條安裝(zhuang)到(dao)低(di)壓(ya)(ya)(ya)出(chu)線(xian)柜(ju)中。并(bing)在低(di)壓(ya)(ya)(ya)進(jin)線(xian)柜(ju)和(he)低(di)壓(ya)(ya)(ya)出(chu)線(xian)柜(ju)的二次則端(duan)子(zi)(zi)中引出(chu)電流互感(gan)器(qi)(CT)信號(hao)到(dao)兩(liang)模塊,采(cai)(cai)集(ji)配(pei)(pei)變(bian)總電流和(he)各路低(di)壓(ya)(ya)(ya)出(chu)線(xian)電流,從低(di)壓(ya)(ya)(ya)母線(xian)引出(chu)三相(xiang)電壓(ya)(ya)(ya)連接(jie)到(dao)三相(xiang)開(kai)關,并(bing)通過開(kai)關連接(jie)至EDA9033E和(he)AC-DC電源適配(pei)(pei)器(qi),用于配(pei)(pei)變(bian)電壓(ya)(ya)(ya)采(cai)(cai)集(ji)和(he)為其他模塊提供工(gong)作(zuo)電源。

(2)控(kong)制箱:該(gai)部分把DATA-6106通(tong)信模塊,中(zhong)央微(wei)處理器,I/O模塊,后備電池整合到(dao)一(yi)個設備箱中(zhong),安(an)裝到(dao)配電房墻壁上。該(gai)部分使用(yong)一(yi)對(dui)電源線(xian)和一(yi)對(dui)通(tong)信線(xian)與電能采集部分相(xiang)連接,獲(huo)取工作電源和采集電能數據(ju)。

(3)門(men)禁和溫(wen)濕(shi)度(du)傳(chuan)感器模塊:門(men)禁安(an)裝(zhuang)(zhuang)到配(pei)電(dian)房(fang)門(men)上方,溫(wen)濕(shi)度(du)傳(chuan)感器根據電(dian)房(fang)環(huan)境安(an)裝(zhuang)(zhuang),為便(bian)于接線(xian),可(ke)以(yi)安(an)裝(zhuang)(zhuang)在控制箱附近。

5.系統運行

終端監控(kong)系統的工作基本流程為建(jian)立TCP網絡(luo)連接(jie)3,采集傳(chuan)感器數據,處理(li)數據,發(fa)送數據,工作流程圖如圖2所示。

通過數據服(fu)務器和客戶端軟件就(jiu)能觀察到(dao)配(pei)電(dian)房(fang)的實時數據，如圖3所示。

6.安科瑞(rui)配電(dian)室環境監控系統的介紹與選型

6.1概述

配(pei)電室綜合監(jian)控系統(tong)包括智能(neng)監(jian)控系統(tong)屏、通訊管理機(ji)(ji)、UPS電源、視頻監(jian)控子系統(tong)（云臺(tai)球機(ji)(ji)、槍機(ji)(ji)）、環境監(jian)測子系統(tong)（溫(wen)度、濕度、水浸、煙感(gan)）、控制子系統(tong)（燈光、空調、除濕機(ji)(ji)、風機(ji)(ji)、水泵(beng)）、門禁監(jian)控子系統(tong)（讀卡器、開(kai)門按鈕、磁力鎖）、安防監(jian)控子系統(tong)（雙(shuang)鑒檢測器）。

6.2系統結構

6.3系統功能

6.3.1實時監測

能夠顯示(shi)配電室設備的運行狀態，實(shi)時(shi)監測配電室環境參(can)數信息，實(shi)時(shi)顯示(shi)有關故障、告警等信息。

6.3.2數據查詢

在人機界(jie)面中，可以直接(jie)查看配電室中各個(ge)設(she)備的運行(xing)數(shu)據。

6.3.3曲線查詢

可(ke)以直接查(cha)看各(ge)電參量曲線。

6.3.4運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報(bao)表。

6.3.5實時告警

具有實時告(gao)警(jing)功能，系統能夠對(dui)配電室溫(wen)度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事(shi)件發出告(gao)警(jing)。

6.3.6歷史事件查詢(xun)

能(neng)夠對(dui)產生的所(suo)有(you)事件(jian)(jian)記錄進(jin)行存儲和(he)管(guan)理，方便用(yong)戶對(dui)系統事件(jian)(jian)和(he)進(jin)行歷史追溯、查詢統計、事故分析。 

6.3.7用戶權限管理

設置了用戶(hu)權限管理功能(neng)，可以定義(yi)不同級(ji)別(bie)用戶(hu)的(de)登錄名(ming)、密碼及操作權限。

6.3.8網絡拓撲圖

支持(chi)實時監視并診(zhen)斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系(xi)統(tong)網絡(luo)結構。

6.3.9遙控功能

可以(yi)對整個配電系統范圍內的設備進行(xing)遠程遙(yao)控操作。

6.4系統硬件配置

7.結論

通過先進的(de)電(dian)(dian)(dian)能(neng)采集模塊、傳感(gan)器和無線通信(xin)技術,制成的(de)配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)房運(yun)行(xing)參數(shu)和環參數(shu)監(jian)控終端系統(tong),實(shi)現了配(pei)(pei)電(dian)(dian)(dian)房的(de)實(shi)時監(jian)控。該系統(tong)能(neng)有(you)助于(yu)供(gong)電(dian)(dian)(dian)企業提高配(pei)(pei)網監(jian)控自動化水(shui)平(ping),為配(pei)(pei)網的(de)運(yun)行(xing)管(guan)理(li),電(dian)(dian)(dian)網規劃(hua)提供(gong)實(shi)時有(you)效的(de)數(shu)據,利(li)于(yu)供(gong)電(dian)(dian)(dian)企業的(de)精(jing)益化、信(xin)息化管(guan)理(li)水(shui)平(ping)的(de)不斷(duan)提高。

安科瑞侯文莉