農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

劉 燕

國網(wǎng)江西省電力公司奉新縣供電分公司，江西宜春 330700

農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

劉 燕

國網(wǎng)江西省電力公司奉新縣供電分公司，江西宜春 330700

配電自動化是提高供電可靠性、供電質(zhì)量以及供電能力，實現(xiàn)電網(wǎng)智能化的重要基礎(chǔ)。通過對農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的功能建設(shè)進(jìn)行一系列的研究分析，發(fā)現(xiàn)對農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)實行遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控的重要性及必要性。接著，對我國現(xiàn)階段農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的特點、重要設(shè)備以及其遠(yuǎn)程監(jiān)控終端進(jìn)行分析，全面了解我國農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用。借此平臺，與各位相關(guān)研究人員進(jìn)行交流討論，實現(xiàn)共同進(jìn)步。

農(nóng)村電網(wǎng)；智能配電臺區(qū)；遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)

由于我國農(nóng)村電網(wǎng)的配電變壓器數(shù)量較多、極為分散等特點，極容易導(dǎo)致漏電、跳閘等現(xiàn)象的發(fā)生。這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，在給我國農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活帶來一系列的麻煩的同時，也不利于農(nóng)電所管理工作的進(jìn)行。這一問題引起了我國政府電力部門的廣泛關(guān)注與高度重視。因此，近幾年來，我國政府對農(nóng)村的供電設(shè)備進(jìn)行了大量的改良，采用電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)對我國農(nóng)村配電臺區(qū)進(jìn)行遠(yuǎn)程測量與控制，提高農(nóng)村電網(wǎng)的智能化程度，為我國農(nóng)村居民的生產(chǎn)生活提供電力保證。

1 系統(tǒng)功能建設(shè)

我國農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用一系列設(shè)施設(shè)備，對農(nóng)村配電臺區(qū)實行遠(yuǎn)程測量與控制，提高我國農(nóng)村電網(wǎng)的智能化水平，為我國農(nóng)村居民提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。其主要功能包括以下幾個方面：

1）有助于完善農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的綜合控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)；2）有助于對農(nóng)村電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地收集，為農(nóng)村電網(wǎng)的運(yùn)行優(yōu)化與規(guī)劃建設(shè)提供更加充分的依據(jù)；3）通過實現(xiàn)對農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)不漏電保護(hù)裝置的遠(yuǎn)程合閘，保證不漏電裝置的正常運(yùn)行，從而減少因漏電裝置跳閘現(xiàn)象而造成的一系列經(jīng)濟(jì)損失，保護(hù)我國農(nóng)村居民的財產(chǎn)安全；4）降低農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)變壓器的燒損率；5）減少農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)電容器的損壞率；6）實現(xiàn)農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)變壓器的防盜報警功能；7）實現(xiàn)對農(nóng)村電網(wǎng)供電狀況的遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作，克服人工操控出現(xiàn)的種種弊端與不足；8）有利于農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)綜合監(jiān)控的集成化、網(wǎng)絡(luò)化，同時，減少其操作成本。

2 農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的特點

在我國大多數(shù)農(nóng)村地區(qū),電網(wǎng)的運(yùn)行與維護(hù)工作通常是由縣供電公司的農(nóng)電部門所負(fù)責(zé)的。此外，我國農(nóng)村地區(qū)中，各地的農(nóng)電所分別對本地區(qū)的電網(wǎng)配電臺區(qū)進(jìn)行管理，其管理范圍僅限于該地區(qū)的管轄部分，具有一定的局限性。目前，我國農(nóng)村電網(wǎng)配電臺區(qū)的主要設(shè)備為配電變壓器和低壓綜合配電柜，即JP柜。配電變壓器是一種靜態(tài)的電氣設(shè)備，它的主要功能是將某一數(shù)值的交流電壓或交流電流變成與其頻率相同的另一種或另幾種數(shù)值不同的電壓或電流，實現(xiàn)對電力資源的傳遞與輸送。低壓綜合配電柜，即JP柜則主要具有配電、計量、保護(hù)等一系列功能，對其進(jìn)行智能化改造是實現(xiàn)我國農(nóng)村電網(wǎng)配電臺區(qū)自動化的關(guān)鍵所在。一般來說，在我國農(nóng)村地區(qū)的一個農(nóng)電所的管理范圍內(nèi)，大概存在400臺終端公用配電變壓器。同時，由于農(nóng)村電網(wǎng)配電變壓器的容量普遍較小，導(dǎo)致其出線方式比較單一。

3 農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的重要設(shè)備

我國農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的主要作用是采集、處理以及實時監(jiān)控其配電變壓器的一系列信息。其現(xiàn)場設(shè)備主要包括以下幾個方面：

1）智能公用變終端。智能公用變終端是與控制中心實現(xiàn)通信的唯一通道。主站可以通過其向農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的其它智能裝置下達(dá)控制命令與參數(shù)設(shè)置；同時，農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的所有智能裝置也可以將信息通過智能公用變終端上傳到主站的轉(zhuǎn)發(fā)通道。此外，智能公用變終端也同時具有常規(guī)配電變壓器終端的一系列功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對配電變壓器低壓側(cè)的電氣量和電能量進(jìn)行采集和上報。因此，智能公用變終端是農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)的核心裝置，具有非常重要的作用。

2）智能綜合配電箱門禁系統(tǒng)。一般來說，對配電變壓器進(jìn)行控制與監(jiān)視的設(shè)施設(shè)備通常被放置于綜合配電箱內(nèi)，因此，為保證其安全性，必須采用門禁系統(tǒng)對其進(jìn)行相應(yīng)的防范工作。智能綜合配電箱門禁系統(tǒng)是一種包括電子門鎖、門禁卡、門禁管理系統(tǒng)三大部分的新型綜合配電箱門鎖。其相對于傳統(tǒng)的機(jī)械鎖，不僅使用極為便利，而且更加安全可靠。

3）智能無功補(bǔ)償電容器組。智能電容器組是由制造方將設(shè)備內(nèi)部的所有電氣設(shè)施與機(jī)械相連接，是集智能測控、復(fù)合開關(guān)、線路保護(hù)等模塊于一體的組合體。它是一種新型的電容器組，與傳統(tǒng)的無功補(bǔ)償裝置相比，具有根據(jù)電壓和功能因素進(jìn)行就地控制、參與區(qū)域調(diào)節(jié)、支持遠(yuǎn)程操作等一系列優(yōu)點。

4）智能剩余電流動作保護(hù)裝置。它是一種新型的剩余電流動作保護(hù)裝置，集漏電保護(hù)器和斷路器的功能于一體，具有自感剩余電流、支持遠(yuǎn)程操作等一系列優(yōu)點，可以有效地防止電氣火災(zāi)、電氣設(shè)施設(shè)備損壞等現(xiàn)象的發(fā)生，保護(hù)我國農(nóng)村居民的人身及財產(chǎn)安全。

5）變壓器狀態(tài)及環(huán)境變量檢測。它可以對配電變壓器狀態(tài)以及運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行有效地采集。

4 農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端

4.1農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端硬件設(shè)施

農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端硬件設(shè)施主要包括以下4個部分：

1）電源部分。為保證農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在單相失電甚至雙相失電的情況下，仍可實現(xiàn)正常運(yùn)用。監(jiān)控終端的電源一般直接從380V采取。為實現(xiàn)在三相失去電源的情況下，系統(tǒng)仍可進(jìn)行操作，發(fā)送關(guān)鍵數(shù)據(jù)，其供電部分配置電池和自動充電切換功能。

2）輸入、輸出部分。農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端的輸入、輸出部分主要包括模擬量的輸入、開關(guān)量的輸入以及開關(guān)量的輸出等。根據(jù)現(xiàn)階段我國農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)一進(jìn)三出的輸出特點，監(jiān)控終端模擬量設(shè)置了3路交流電壓輸入、13路交流電流輸入，其中進(jìn)線設(shè)1路剩余電流輸入，由16位精度的A/D芯片對其實現(xiàn)數(shù)字化。

3）控制器部分。該部分是系統(tǒng)的核心計算與邏輯處理單元部分，主要采用ARM Cortex M3處理器與TI 28系列DSP處理器對其進(jìn)行雙處理架構(gòu)。其中ARM Cortex M3處理器主要是實現(xiàn)系統(tǒng)的通信與管理功能。而TI28系列DSP處理器則主要是對系統(tǒng)進(jìn)行計算與保護(hù)工作。

4）通信模塊。終端網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)置主要包括1路GPRS，1路電力載波等設(shè)施設(shè)備。

4.2農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件設(shè)施

農(nóng)村電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程監(jiān)控終端軟件采用UC/ OSII操作系統(tǒng)，使用搶占式實時系統(tǒng)，實現(xiàn)對其任務(wù)的調(diào)度與切換。其可以將系統(tǒng)的各種功能劃分為多個任務(wù)，并給所劃分的每一個任務(wù)都分配一個優(yōu)先等級，而且，高優(yōu)先等級可以搶占 低優(yōu)先等級的CPU時間。

5 結(jié)論

針對目前我國農(nóng)村電網(wǎng)存在的問題，我國相關(guān)部門采用電網(wǎng)智能配電臺區(qū)遠(yuǎn)程綜合監(jiān)控系統(tǒng)對其進(jìn)行有效地解決。綜合功能的監(jiān)控終端、低成本的公網(wǎng)通信以及適度性能的主站系統(tǒng)配合智能保護(hù)與控制開關(guān)能夠有效降低農(nóng)村電網(wǎng)配電臺區(qū)配電自動化的建設(shè)成本，保證我國農(nóng)村電力系統(tǒng)的順利運(yùn)行，從而給我國農(nóng)村居民提供更加優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

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A

1674-6708（2016）171-0098-02

劉燕，國網(wǎng)江西省電力公司奉新縣供電分公司。