摘要：目前，随着我国经济的快速发展和社会的不断进步，国家加大了对农村低压配电网络改造和升级的投资，显著提高了低压配电网络的供电可靠性和质量。然而，低压配电网络的自动化运行和维护水平以及农村电网的用电安全仍处于较低水平。低压配电变压器、配电站区、配电室数量众多，分布范围广，漏电、过载跳闸事故频发，降低了配电网络的运行和维护水平。本文基于无线通信技术和云服务平台，实现了对现有10kV配电室的远程自动监控系统改造。

关键字：配电室；在线监测器；方案

引言

随着社会的进步和人们生活质量的提高，对供电质量和供电可靠性的要求也越来越高。但是用电端的环网柜和配电室比较分散，数量多，距离远，没有实时监控手段。一旦出现故障，停电后只能进行抢修，严重影响用电可靠性。此外，目前大多数用户配电室的运行管理主要依靠人工定期进行现场检测和记录。这种工作模式工作量大，数据多，检测记录时间长，准确性无法保证，运行成本大大增加。因此，采用一种对环网柜和配电设备进行实时监控的功能。

1概述

随着微电子、电力电子、抗干扰等新技术的快速发展，特别是计算机和网络通信技术的成熟，起源于20世纪60年代的电力系统自动监控技术得到了发展。将设备正常、事故情况下的监控、保护、控制、电力计量融为一体，实现高水平、高透明度的良好管理，已成为必然趋势和发展方向。

2 10kV配电室远程在线监控改造技术方案及施工

2.1低压柜监测设备

为了收集低压机柜的电压、电流、温度数据和开关位置的远程测量和远程信息，每个低压机柜都安装了一个低压监控设备，包括测量传感器和数据处理通信模块。测量传感器实时收集低压机柜的电压、电流和温度值，通过有源远程信息收集开关位置的远程测量和远程信息数据；通过数据处理通信模块发送到通信管理终端，完成采样数据传输。

2.2通信单元

配电室的采集子节点需要与监控主机通信，监控主机需要与上位机系统通信。在采集子节点和监控主机之间的通信中，采用ZigBee无线通信模式，采用CC2430通信模块。该产品是TI公司(德州仪器)生产的一个模块，专门用于IEEE802.15.4和Zigbee协议通信。该模块有三种休眠模式，从休眠模式到正常模式只需要54us，特别适合需要电池长期供电的应用场合。监控主机和上位机系统的通信模式主要参考

2.3监控软件系统

实现系统集中监控、测量、控制和管理、事件记录和报警状态显示和查询、设备状态和参数查询、操作指导等。完全实现数据采集和处理、操作控制、人机联系、单耗管理、故障回忆和分析、自动生成运行报表和负荷曲线、报警处理和历史事件查询等功能。屏幕上设置了帮助按钮，点击帮助按钮，弹出对整个屏幕的说明，以及在值班期间每个配电室应该注意的事项。1)遥信、遥控、遥控功能，确保设备安全运行系统实现远程控制功能，设备启停有三重保护:启动和停止运行提示信息、设备运行标志和现场设备运行指示，确保安全可靠。实现了配电设备的自我诊断功能，包括启动自我检查和关闭自我检查；系统收集的遥测和信息信息可以作为运行分析和事故回忆的依据；控制操作具有操作权限和安全管理功能，实现网络管理权限分层制的管理机制，系统自动验证操作人员的操作权限和密码，自动分配操作人员的操作范围，责任明确；提供远程集中管理，提高IT运维效率。二是实时监控“视频墙”，直观观察现场。该系统采用“视频墙”实时显示各配电室的运行信息，实时监控运行状态；当出现故障时，可以及时调度人员进行处理，避免因故障延迟而发生设备事故。三是梯度预警，自动报警系统设置梯度报警，分为低报警、高报警、低报警和高报警。低报警或高报警提示起到提醒值班人员注意的作用；低报警发生时，要求值班人员按计划采取相应措施，否则会影响生产；当高报警发生时，要求值班人员立即采取措施，否则会自动分闸。4)持续语音播报，手动消除系统报警方式为持续语音播报和大屏幕和视频文本显示，警告操作人员快速准确地找出故障原因，安排人员处理，及时解除故障；系统要求值班人员手动确认取消语音。

2.4数据传输端

通过自主研发的DTU(数据传输单元)与云服务器进行通信。DTU工作是基于移动/联通GPRS(通用分组无线业务)信道进行传输，即移动/联通通过GSM(全球移动通信系统)加密技术，为每张SIM(用户识别模块)卡分配一个号码，拦截第三方网络窃听。第二，DTU传输原理采用ModbusRTU协议，服务器要求一次数据后，DTU工作一次，只能实现单向数据传输。

2.5自主开发数据远程传输装置

该系统使用的数据远程采集和传输装置由石家庄公司自主开发。该装置支持多种工业协议，具有收集、暂存、分析和上传下位机数据的功能。同时，对下位机通信进行实时在线分析，设置通信策略，尝试通信超时三次。如果通信超时仍然形成通信报警。该装置还可以根据设备检查和定制设备检查计划，强制检查没有检查的设备。如果没有检查，就不允许设备运行。此外，可以根据用户需求开发各种形式的运行策略。

2.6施工方案

施工采用不停电作业，总施工周期为2天。(1)高、低压开关柜改造施工1)低压柜施工。每个低压柜都安装了一个采集模块，开关位置采集直接连接到低压断路器开关位置的辅助触点；电压数据直接由断路器出线铜排测量；电流信号由开口互感器测量，并计算功率；刀开关出线铜排直接安装温度采样探头；2)高压柜施工。高压机柜的施工类似于低压机柜。每个高压机柜安装一个采集模块，开关位置采集直接连接到高压断路器开关位置的辅助触点；电压数据直接由断路器出线的铜排测量；电流信号由开口互感器测量。(2)通信机柜安装施工通信管理单元安装在通信机柜内，采用4G无线通信和当地WiFi通信方式，天线放置在低压机柜外，长度为5m。通过RS485总线连接每个低(高)压柜数据采集模块和通信管理单元，通信线选择2。×0.75mm2屏蔽线，屏蔽现场电磁环境的干扰。柜体出线孔和电缆沟布置在每个低(高)压柜和通信柜之间，由抽屉后端出线孔布置。通信电缆不宜过长，尽量与电源电缆分开，避免不必要的信号干扰。

3安科瑞配电室环境监测系统

3.1概述

配电室综合监控系统包括智能监控系统屏幕、通信管理机、UPS电源、视频监控子系统(云台球机、枪机)、环境监测子系统(温度、湿度、水浸、烟雾)、控制子系统(灯光、空调、除湿机、风扇、水泵)、门禁监控子系统(读卡器、开门按钮、磁锁)、安全监控子系统(双鉴探测器)。

3.2应用场所

适用于35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护，如轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等。

3.3系统结构

3.4系统功能

实时监控；数据查询；曲线查询；操作报告；实时报警；历史事件查询；用户权限管理；网络拓扑图；遥控功能

3.5系统硬件配

4结语

通过此次技术改造，实现了10kV配电室的远程在线监控，进入无人值守运维阶段。不仅可以实现电压和电流信号的远程在线监控，还可以监控低压断路器的出线温度和配电室的温度和湿度信息。视频图像信息可以帮助还原事故现场，调查故障原因。非法入侵报警系统可以有效避免事故。

参考文献

{1}王君明.电力工程安装的相关安全技术措施分析[J].科技创新导报,2017(34).

{2}岳玉山.10kV配电室远程在线监控改造技术方案.

{3}企业微电网设计与应用手册2022.05版.