基于智能配電房的建設(shè)方案研究

吳觀龍

摘? 要：在整個(gè)配網(wǎng)系統(tǒng)中，智能配電房處于關(guān)鍵和核心地位，首先介紹了智能配電房的總體建設(shè)思路，然后對(duì)內(nèi)部每一個(gè)系統(tǒng)與設(shè)備的建設(shè)提出了具體的方案。以此來(lái)推動(dòng)并實(shí)現(xiàn)配電房的智能化運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：智能化配電房;建設(shè);思路;方案

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）26-0121-02

Abstract： In the whole distribution network system， the intelligent distribution room is in the key and core position. Firstly， the overall construction idea of the intelligent distribution room is introduced， and then the concrete scheme for the construction of each internal system and equipment is put forward， in order to promote and realize the intelligent operation of the distribution room.

Keywords： intelligent distribution room; construction; idea; scheme

前言

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，配電房建設(shè)也正在朝著智能化方向發(fā)展，一些先進(jìn)的智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等被持續(xù)運(yùn)用到配電房建設(shè)中，支持著配電房的安全、高效運(yùn)行，從而提高了配電系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。

1 智能配電房建設(shè)的總體思路

根據(jù)配網(wǎng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)等的建設(shè)現(xiàn)狀，來(lái)將智能技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于配電房建設(shè)中，則要重點(diǎn)從以下方面加以考慮：（1）科學(xué)分段設(shè)置主干線的配電房，這樣才能讓不同配電房服務(wù)各自的范圍，控制停電規(guī)模。（2）主線開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程控制，從而提高主線路故障處理效率。（3）配電房自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，必須有效地預(yù)防系統(tǒng)功能過(guò)于單一、局部系統(tǒng)之間無(wú)法有效連接所造成的信息無(wú)法分享交流的現(xiàn)象。（4）自動(dòng)化設(shè)備必須達(dá)到一定的性價(jià)比，而且要發(fā)揮實(shí)用價(jià)值，也能兼具開(kāi)放式的系統(tǒng)集成功能。（5）模塊化設(shè)計(jì)，其中要確保便于檢修、而且要控制設(shè)備體積，方便通訊人員對(duì)其進(jìn)行維護(hù)、檢修。（6）自動(dòng)化設(shè)備必須達(dá)到設(shè)備狀態(tài)檢修的相關(guān)規(guī)定。智能化配電房的建設(shè)最終應(yīng)該形成健全完善的系統(tǒng)，例如：主站、監(jiān)控系統(tǒng)、一次設(shè)備監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通訊與電源系統(tǒng)等，而且要從自動(dòng)化角度出發(fā)，達(dá)到故障的自動(dòng)化識(shí)別與解除，提高故障解除效率，確保設(shè)備高效管理。實(shí)際的配電房要具備以下功能：配電SCADA功能，監(jiān)測(cè)主網(wǎng)接地故障，主站定位故障，監(jiān)測(cè)并定位配網(wǎng)短路故障，配電房的視頻監(jiān)控、門禁管理，配電房環(huán)境監(jiān)測(cè)等。

2 智能配電房建設(shè)的具體措施

智能配電房的建設(shè)要本著智能化的目標(biāo)，支持并實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)的自動(dòng)化運(yùn)行，而且要確保配網(wǎng)與設(shè)備能夠經(jīng)久耐用，高效預(yù)警設(shè)備故障，而且能夠及時(shí)定位并處理故障，以此來(lái)達(dá)到配網(wǎng)設(shè)備的高效管理。

2.1 配網(wǎng)綜合主站建設(shè)

創(chuàng)建SCADA系統(tǒng)，安全防護(hù)系統(tǒng)、門禁管控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，這些都應(yīng)該成為配網(wǎng)綜合主站不可或缺的組成部分。

2.2 通訊系統(tǒng)建設(shè)與實(shí)現(xiàn)

通訊組網(wǎng)主要選擇光纖通訊模式，將配電房充當(dāng)光纖通訊主干，適合各種通訊模式與線路的連接。此通訊終端適合GPRS進(jìn)行通信，此通訊適合圖像、數(shù)據(jù)等的傳遞，終端也適合RS485總線，為智能傳感器的連接創(chuàng)造便利條件。終端與主站同樣適合以太網(wǎng)的連接，可以將IP攝像機(jī)連接其中。將OLT設(shè)備裝配至變電站，各個(gè)配電室也都配設(shè)OUN裝置，如圖1所示：

圖1 通訊接入層結(jié)構(gòu)

OUN裝置輔助配網(wǎng)終端DTU、變壓器等的優(yōu)化運(yùn)行，DVR、IP語(yǔ)音系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等則能接入通訊系統(tǒng)。

2.3 配網(wǎng)電氣監(jiān)控的建設(shè)

要達(dá)到對(duì)配網(wǎng)的遙測(cè)、遙信與遙控等目的，能夠有效地監(jiān)測(cè)配網(wǎng)的短路故障、接地故障等，而且能夠利用主站來(lái)定位故障，對(duì)線路的負(fù)荷電流、變壓器負(fù)荷、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等實(shí)施動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。具體將DTU（配電監(jiān)控終端設(shè)備）安裝在配電房，此設(shè)備選擇模塊化設(shè)計(jì)模式，具體包括：CPU板，通訊控制板、遙控接口板等不同的功能模塊搭建而成，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件可以機(jī)動(dòng)性地調(diào)節(jié)。同時(shí)，DTU也能允許不同的通訊方式介入，例如：載波通訊、無(wú)線通訊等，實(shí)際的DTU主要包括兩種方式，具體為：

2.3.1 集中式DTU

主要為集中組屏，依賴一個(gè)屏來(lái)有效監(jiān)控整個(gè)配電房?jī)?nèi)部線路，此設(shè)備圍繞八條線路展開(kāi)監(jiān)控，具體監(jiān)控對(duì)象：全電壓、全電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等，具體可以根據(jù)配電房?jī)?nèi)線路的數(shù)量來(lái)決定DTU設(shè)備的配置數(shù)。

2.3.2 分散式DTU

此設(shè)備主要配設(shè)于開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，圍繞一條線路實(shí)施全面監(jiān)測(cè)，例如：電壓、電流、開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。通常每個(gè)分散式DTU覆蓋三個(gè)電壓、三個(gè)電流、一條線路開(kāi)關(guān)的分合操作。此類型的DTU單元要和通訊管理設(shè)備同步運(yùn)行來(lái)監(jiān)控配電房。

2.4 饋線自動(dòng)化建設(shè)

憑借主站來(lái)有效地定位系統(tǒng)故障，并遠(yuǎn)距離地隔除故障，能夠及時(shí)地解除故障，提高故障處理效率。達(dá)到遠(yuǎn)距離的控制，達(dá)到非故障區(qū)段的及時(shí)恢復(fù)供電，有效控制故障停電時(shí)長(zhǎng)。遠(yuǎn)距離控制操作，控制運(yùn)行人員的操作時(shí)長(zhǎng)和次數(shù)，從而減輕人為的工作負(fù)擔(dān)。

2.5 配電房安防建設(shè)

利用IP錄像、拍照等功能，減少DVR錄像機(jī)的使用，控制配電房的整體建設(shè)成本，支持系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，而且減輕運(yùn)行與維護(hù)的負(fù)擔(dān)，配電房開(kāi)啟時(shí)，工作人員可以通過(guò)拍照來(lái)了解其內(nèi)外情況，并上傳通訊共享界面，遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)站房?jī)?nèi)部人員是否規(guī)范操作，以及一些重要設(shè)備是否安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，其他的消防報(bào)警圖片等也能及時(shí)地傳輸，以此來(lái)動(dòng)態(tài)掌握配電房的安全防護(hù)狀態(tài)。IP攝像機(jī)能夠利用以太網(wǎng)同網(wǎng)絡(luò)單元設(shè)備聯(lián)系起來(lái)，借助EPON方案同主站連接，在途徑所對(duì)應(yīng)的專門的IP同攝像頭之間進(jìn)行信息的通訊傳輸，而且要視頻性地監(jiān)督、控制。其中IP攝像頭中設(shè)置了不同的IP地址，能夠?qū)崿F(xiàn)多項(xiàng)功能同時(shí)運(yùn)行，也就是說(shuō)主站既能便于監(jiān)控?cái)z像頭的運(yùn)行，又能同DTU終端之間正常傳輸信號(hào)。DTU收集到了配電房門的相關(guān)信號(hào)，例如：消防警報(bào)信號(hào)、其他危害性信號(hào)時(shí)，則可以利用網(wǎng)絡(luò)朝著IP攝像頭來(lái)傳輸相關(guān)命令。

2.6 變壓器優(yōu)化運(yùn)行方案

將優(yōu)化設(shè)備配設(shè)于配電房，以此來(lái)達(dá)到變壓器的高效、安全運(yùn)行，優(yōu)化設(shè)備則應(yīng)結(jié)合具體需要來(lái)動(dòng)態(tài)進(jìn)入與退出，而且要將SCADA主站中連接優(yōu)化設(shè)備，此優(yōu)化設(shè)備的具體優(yōu)勢(shì)功能為：（1）根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)，針對(duì)性優(yōu)化。圍繞配電房?jī)?nèi)部的各個(gè)變壓器的實(shí)際工作狀態(tài)、運(yùn)行條件等來(lái)對(duì)應(yīng)提出適合的算法，圍繞不同情況來(lái)對(duì)應(yīng)安排運(yùn)行模式。（2）變壓器監(jiān)測(cè)與運(yùn)行的集成優(yōu)化。動(dòng)態(tài)監(jiān)督不同變壓器一次壓側(cè)電氣參數(shù)，從而達(dá)到電氣監(jiān)測(cè)的目標(biāo)，也要結(jié)合運(yùn)行優(yōu)化方法來(lái)自動(dòng)化投切變壓器，這一操作之前需要分析其安全運(yùn)行的條件，而且要結(jié)合實(shí)際需要來(lái)單獨(dú)實(shí)施優(yōu)化運(yùn)行。（3）與開(kāi)關(guān)柜同步運(yùn)行，動(dòng)態(tài)收集開(kāi)關(guān)的電流、電壓等數(shù)據(jù)，并對(duì)應(yīng)供應(yīng)一個(gè)輸出接口，一般來(lái)說(shuō)可以將兩臺(tái)以上的變壓器安裝于配電房。

2.7 后備電源系統(tǒng)建設(shè)方案

對(duì)于智能化配電房來(lái)說(shuō)，其后備電源系統(tǒng)可以參照直流屏供電方案來(lái)建設(shè)，不能獨(dú)自創(chuàng)設(shè)直流屏，將后備電源系統(tǒng)和DTU一體化，此后備電源系統(tǒng)具體涵蓋：電池管理單元、逆變器等，以下為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架：

常規(guī)供電模式下，外圍電源傳輸電能，途徑電池管理單元，對(duì)應(yīng)支持開(kāi)關(guān)的控制、操作性電源，而且要經(jīng)逆變器向網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、視頻相關(guān)用電設(shè)備供應(yīng)電能，外圍的電源也能對(duì)應(yīng)向電池組提供電能，外圍電源失去電能供應(yīng)時(shí)，則需要電池組途徑管理單元來(lái)接續(xù)，從而朝開(kāi)關(guān)回路、用電設(shè)備等提供電能。

2.8 智能門禁系統(tǒng)建設(shè)

將此智能化門禁系統(tǒng)配設(shè)于配電房，從而達(dá)到對(duì)其監(jiān)督、巡視，此系統(tǒng)具體包括：遠(yuǎn)程控制器、電鎖、IC讀卡器等設(shè)備，此系統(tǒng)選擇一體化智能監(jiān)控主機(jī)，再經(jīng)所嵌入的通訊模塊與有線光纖等來(lái)動(dòng)態(tài)監(jiān)督、控制內(nèi)部門禁系統(tǒng)、安防系統(tǒng)等進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督。門禁與巡檢等則具體涵蓋：遠(yuǎn)程開(kāi)門、門禁管控、巡檢等項(xiàng)目，其中所獲得的巡檢數(shù)據(jù)一般通過(guò)列表的方式呈現(xiàn)出來(lái)，能夠清晰地顯現(xiàn)在電子地圖。

3 結(jié)束語(yǔ)

智能技術(shù)應(yīng)用于配電房，有效地建設(shè)了智能配電房，其中融入了SCADA系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)以及環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，這一系統(tǒng)的建設(shè)有效地提高了配電房的智能化運(yùn)行水平，能夠?yàn)榕渚W(wǎng)提供更加智能化、高質(zhì)量的服務(wù)，從而提高配網(wǎng)的安全運(yùn)行水平與運(yùn)行效率。

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