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浅谈配网柱上开关远程监测系统的应用

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2010/5/19 14:26:53   

[摘 要] 实现了配电系统方便应用的基于柱上开关监测和GRPS通讯组网的配电状态远程监测系统。系统采用集成化的远动自动化终端,实现状态量采集、开关设备的动作操作;基于公用GPRS网络进行远程通讯的组网,投资少,对数据采取压缩算法,减少流量节约运行费用;主站系统以实用化为目标,实现对整个监测系统设备的监视、查看、结果保存,并提供与其它系统的数据共享。系统实际运行表明,该系统可靠、有效。

[关键词]配电网,终端柱上监测,远程GRPS组网,实时监控 
 

1、前言
随着景德镇城市电网的不断发展,10kV 配电线路中间的联络和分段不断增多,线路越来越复杂,10KV线路上安装的是整定电流为600A、400A、200A的开关,平时负荷均较重,这样当线路出现过负荷、瞬时故障、永久故障等任一种情况,开关均会自动跳闸,而目前线路上没有任何监控设备,所以当出现跳闸断电时,供电部门往往并不知道,这给调度和抢修人员提出新的要求,即必须要十分清楚配电网的实际运行方式,否则会造成扩大线路停电时间、增大故障巡线人员工作量,更有可能会发生误调度、误操作,轻则引起配网事故,重则发生人身伤亡事故。为解决上述问题,景德镇供电公司对10KV配电线路柱上开关进行远程监测,以便解决当前面临的问题。
配网柱上开关监测系统是基于终端检测设备、GPRS、SCADA技术的一套自动化系统,系统将实时显示 10KV配电线路的柱上开关分/合闸状态,并显示电压、电流、功率、功率因数等数据,发现开关状态变位则配电终端主动上报,及时通知主站,主站自动通过GSM短信方式将信息通知给有关人员的手机上,使故障得到尽快解决。
实施该项目可以为供电企业带来如下好处:实时监视10KV线路的运行情况;减少停电时间,提高供电可靠性;减少检修工作量,提高工作效率;提高用户满意度;加强设备安全监视、预防事故;提高运行管理水平、提高运行的经济性;确保规划建设的科学性。
2、系统总体结构
近十年来,就有许多供电公司投运了配网自动化系统,一般是在配电变压器、柱上开关、开闭所安装相应的终端,通讯信道多为光纤方式,主站系统建设的庞大,包括传统的SCADA、GIS、高级应用软件等,这样就造成配网自动化系统投资大,系统建设复杂,利用率低,实用化程度不高,造成了高投资低效率的系统产品。
针对景德镇供电公司的现状,考虑通过较低的投入,来实时获得配电网的运行状态,以降低电网的故障率,降低电网的停电时间,保障电网运行的安全、可靠。在通讯方式上,屏弃光纤通讯方式,采用基于无线的GPRS通讯方式;在主站系统配置上,功能实用化,即构建一个系统投资小、简单、可行、实用的自动化系统。该系统由配网柱上开关采集终端、GPRS网络和主站构成,如图1所示。

图1 配网柱上开关远程监测系统示意图
2.1 终端监测设备
   选用四方华能的CSF101型配电自动化远动终端,能采集交流输入电压,监视开关两侧馈线的供电状况;实时采集开关的正常电流和故障电流,并实现电流量的越限监测;采集状态量信息,具有重要状态量(如:开关位置、开关是否储能、保护动作或告警信号等)变位上报及时间记录功能;计算被测系统的频率、功率因数、有功/无功功率和统计电度;接受并执行遥控指令,控制开关的开、合等功能。
2.2 网络通讯方式
使用公用无线信道的GPRS通信方式,无须投资建设无线网络,通信覆盖范围大,客户端设备安装施工方便,总体造价低。通讯组网如图2所示,图中S,L,CB分别指负荷开关、联络开关、断路器。
 

图2 系统的通讯组网框架
2.3 主站系统
主站是监测系统的控制中心,主要负责控制对配电网络的实时监控;负责维护设备运行参数的设定;监视系统网络的通讯安全。
3、实施中的关键技术
配电终端设备是监测的基础,其关键点有设备电源的供应和保证、故障的接地识别和处理。并实现及时主动告警,即配电线路运行异常一旦发生,告警事件必须立即通知到供电公司主站,并由主站通知到相关人员,以便及时进行事故处理。
GPRS通讯组网是实现集中监控的基础保证,系统的远程数据传输通过中国移动的GSM/GPRS网络,首先要保证数据准确及时,其次还必须可靠稳定。
系统借助GPRS网络进行通信时会产生相应的流量费,基于通讯要求的实时性和结点众多,减少流量能有效地节省费用。在保证满足需求的前提下,采用了一定的数据压缩的协议和算法。
配电线路现场监测数据采集到供电公司主站后,通过数据整合分析,可整合供电公司其它系统(用电MIS、AM/FM/GIS、关口计量系统)的数据,进行更全面更有价值的分析。
4、主站系统的主要功能简介
4.1 对线路等的选择监视
通过主站系统的主界面,可以选择监视各线路或站所,通过画面查看遥信、遥测信息,如图3所示。进一步可以查阅告警信息,如图4所示。在图3界面,通过点击相应图标,可以方便地切换到另外的线路或站所。

图3 城西一线监测图


图4 查询的告警信息
4.2 对终端设备的状态记录和表现
在主站存储设备中保存监测到的终端设备的状态及其变化信息。系统能提供基于表格的查询和基于曲线的实时信息显示,分别如图5、6所示。同时,在进行数据整合分析后,系统提供了数据信息与供电公司其它信息系统的共享,为检修、规划、决策等提供确实的信息。

图5 一线FTU的状态显示


图6 一线采用数据的动态显示
5、小结
通过一段时间的运行使用,该远程监测系统的功能和性能能满足供电公司对10KV配电线路进行实时监测的需要,有利于提高供电可靠性、降低运行维护费用、降低线损,提高设备利用率、推迟基本建设投资,提高管理水平和工作效率,进而提高为客户服务的响应速度和服务质量,树立企业形象,增强电力企业的核心竞争力。

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