智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

萬 彪, 齊存方, 胡承超, 魏樂欣

(1.國網(wǎng)浙江省電力有限公司 紹興供電公司,浙江 紹興 312000;2.寧波永耀供電服務(wù)有限公司 奉化分公司,浙江 寧波 300202;3.杭州華春科技有限公司,浙江 杭州 311121)

0 引 言

低壓供用電系統(tǒng)中為了減小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時引起的停電范圍,剩余電流動作保護裝置應(yīng)采用分級保護。分級保護方式的選擇應(yīng)根據(jù)用電負荷和線路具體情況、被保護設(shè)備和場所的需要設(shè)置,形成由總保護、中級保護、末端保護組成兩級或三級保護。各級剩余電流動作保護裝置的動作電流值與動作時間應(yīng)協(xié)調(diào)配合,實現(xiàn)具有動作選擇性的分級保護,避免越級跳閘,造成大面積停電[1-2]。

隨著電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的推進,部分地區(qū)已裝設(shè)配電自動化主站系統(tǒng),可用于監(jiān)測總保護處智能漏保。但農(nóng)村用戶廣泛存在因線路、設(shè)備年久老化,私拉亂接,漏電頻發(fā),致使末端保護頻繁跳閘,直接影響正常用電。為此,很多農(nóng)村用戶自行拆除末端保護,換成普通小型斷路器,直接造成漏電保護開關(guān)越級跳閘,引起大面積用戶停電。為保障臺區(qū)日常供電,總保護處智能漏保不得不采取退運強送的措施,導(dǎo)致主站系統(tǒng)無法繼續(xù)監(jiān)控智能漏保,存在較大的安全隱患[3-4]。

還有部分地區(qū)尚未架設(shè)智能漏保監(jiān)控平臺,無法掌握智能漏保的實時狀態(tài),難以及時發(fā)現(xiàn)、處理故障,安全隱患極大。因此,需要一種可靠的智能漏保在線監(jiān)測裝置及系統(tǒng),監(jiān)控智能漏保,掌握智能漏保實時狀態(tài),對各類異常及時作出反應(yīng),提高用電安全環(huán)境。

1 智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng)組成

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,設(shè)計一種智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng),有效監(jiān)測智能漏保。該系統(tǒng)包括監(jiān)測終端、手機APP和后臺主站3部分。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

監(jiān)測終端主要包括4G模塊、采集模塊和主控模塊,采集模塊通過RS-485通信接口抄讀智能漏保的狀態(tài)字、剩余電流及各相電流/電壓值,由主控模塊打包通過4G模塊上傳至后臺主站。另外,監(jiān)測終端可根據(jù)現(xiàn)場情況選擇主動抄讀模式或避重抄讀模式。

手機APP用于隨時查看智能漏保的狀態(tài)、剩余電流及各相電流/電壓值,并接收后臺主站的推送信息,并且手機APP可以設(shè)置監(jiān)測終端的抄讀模式。

后臺主站用于解析智能漏保的狀態(tài),根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)格式顯示智能漏保的當前狀態(tài)、剩余電流及各相電流/電壓值,并且將異常狀態(tài)推送至手機APP。另外,后臺主站也可以設(shè)置監(jiān)測終端的抄讀模式。

2 基本原理

監(jiān)測終端內(nèi)部URAT的波特率固定9 600 bps,無校驗,監(jiān)測終端4G模塊與后臺主站通信采用透明數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

后臺主站通過4G模塊通信口發(fā)送讀取目標漏保通信地址命令幀給監(jiān)測終端,監(jiān)測終端收到此命令幀后返回確認幀給后臺主站。后臺主站收到確認幀發(fā)送設(shè)置目標漏保通信地址命令幀給監(jiān)測終端,監(jiān)測終端收到此命令幀后綁定目標漏保資產(chǎn)編號,并返回確認幀給后臺主站。

后臺主站通過4G模塊通信口發(fā)送抄讀漏保數(shù)據(jù)命令幀給監(jiān)測終端,監(jiān)測終端收到此命令幀后漏保數(shù)據(jù)(漏保數(shù)據(jù)包括各相電流/電壓值、狀態(tài)字等)給后臺主站。后臺主站解析監(jiān)測終端上傳的數(shù)據(jù),判斷智能漏保的狀態(tài),根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)格式顯示智能漏保的狀態(tài)及電流、電壓值、剩余電流值等,然后做響應(yīng)處理,如狀態(tài)字解析為漏電跳閘,則推送漏電跳閘的信息。智能漏保狀態(tài)及剩余電流界面如圖2所示。智能漏保各相電流、電壓值界面如圖3所示。

圖2 智能漏保狀態(tài)及剩余電流界面

圖3 智能漏保各相電流、電壓值界面

后臺主站采用云服務(wù)器,簡單高效,通過云服務(wù)器計算、存儲上傳的數(shù)據(jù),方便日后查看。

為實現(xiàn)監(jiān)測終端長期在線,監(jiān)測終端具備外接電源的功能。每臺監(jiān)測終端都有唯一身份碼,與智能漏保資產(chǎn)編號綁定,實現(xiàn)一一對應(yīng)。監(jiān)測終端抄讀模式可選,根據(jù)不同的現(xiàn)場情況進行設(shè)置,主動抄讀模式,適用于無其他監(jiān)測平臺的智能漏保,避重抄讀適用于有其他監(jiān)測平臺的智能漏保。監(jiān)測終端還具有GPS定位模塊,方便工作人員處理異常時快速定位漏保位置。

3 裝置優(yōu)勢

智能漏保在線監(jiān)測裝置可在智能漏保不斷電的情況下進行安裝,安裝過程不影響智能漏保正常工作。智能漏保在線監(jiān)測裝置還可以根據(jù)現(xiàn)場情況選擇抄讀模式,模式包括主動抄讀與避重抄讀,對于無其他監(jiān)測平臺的智能漏保選擇主動抄讀模式,抄讀時間間隔可以設(shè)置,默認是5 s,對于有其他監(jiān)測平臺的智能漏保則選擇避重抄讀模式,監(jiān)聽其他監(jiān)測平臺上下行報文,報文結(jié)束后進行抄讀,實現(xiàn)多平臺共同監(jiān)測的目的。

智能漏保在線監(jiān)測裝置還設(shè)計有定位模塊,能精確地定位監(jiān)測終端的安裝位置,通過手機APP隨時隨地查看現(xiàn)場智能漏保的位置、狀態(tài)、剩余電流和各相電流/電壓值,便捷性更高。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

溫州瑞安某臺區(qū)智能漏保頻繁跳閘,測試人員使用智能漏保在線監(jiān)測裝置進行測試。測試人員到場后,勘察現(xiàn)場并安裝智能漏保在線監(jiān)測裝置,通過多天的長期監(jiān)測,各相電流、電壓值界面如圖4所示。剩余電流曲線如圖5所示。

圖4 各相電流、電壓值界面

圖5 剩余電流曲線

5 結(jié) 語

對于部分因故退運的智能漏保和未裝設(shè)配電自動化主站系統(tǒng)的智能漏保,通過智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng)可進行實時監(jiān)測,及時掌握智能漏保實時狀態(tài),避免人員長期值守,極大地節(jié)約了人力和物力的成本。

智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng)采集頻率越高,數(shù)據(jù)上傳越快速,并擁有異常推送的功能。智能漏保在線監(jiān)測系統(tǒng)能實時掌握漏保運行狀態(tài),以便于及時處理各類異常狀態(tài),如漏電跳閘、過載跳閘等,改善居民用電環(huán)境,有效保障人身安全。