淺談基於Web的配電室監控報警係統的設計與實現

摘要：設計基於(yu) 當前Web應用係統開發中流行的5層架構B/S模式，提出了配電室電能質量監測軟件的總體(ti) 設計方案和實現方法，規範報警信息和提升報警效率的方案。

關(guan) 鍵詞：配電工程，監測，報警，配電監控。

0 引言

隨著經濟迅速發展，當前企業(ye) 對電力依賴性逐漸增強，企業(ye) 對電能質量的要求也越來越高。為(wei) 保證有良好的電能質量，現使用網絡及計算機技術設計一套配電室監控係統。當前國內(nei) 有些係統通過采取監控信息“定值式"管理、屏蔽幹擾信息、消除常亮光字牌、采用遠程工作站驗收監控信息等綜合措施來實現對配電室的監控。但這些方案通常僅(jin) 具有監控功能，而無法對異常情況進行分析與(yu) 處理。另外，很多係統在數據處理，報警標準和報警方式等方麵也存在一些問題[1-7]。為(wei) 解決(jue) 上述問題，本文提出一種基於(yu) Web的配電室監控報警係統。

1 電能質量監測和分析係統

本文設計的是一種基於(yu) 互聯網的電能質量監測和分析係統。多功能儀(yi) 表能夠對電網中的無功、負序分量及諧波進行監測和分析，並且還能將每個(ge) 電能質量參數的檢測結果與(yu) 設定值進行比較。在電能質量參數的檢測結果越報警，同時通過光電隔離後驅動繼電器，保護電網中的設備。此外，本文設計的監控係統采用Web技術將監測分析係統進行組網，從(cong) 而實現了對不同配電室的電能質量參數進行統一管理。

2 係統架構

本文設計的監控係統中，電能質量信息發布的模式采用了當前流行的Web應用係統開發中5層架構B/S（瀏覽器/服務器）模式。配電室以Web瀏覽器作為(wei) 運行平台，所有開發、升級和維護都集中在服務器端，這樣可以為(wei) 以後係統維護提供方便。基於(yu) B/S模式的監控報警係統，可以允許客戶在計算機上不安裝任何軟件，僅(jin) 通過互聯網即可實現對配電室的監控功能。

配電室監控係統可以實現同時監測多條線路的電能質量參數。由於(yu) 本係統的硬件設計使用模塊化結構，可移植性強，也為(wei) 以後接口擴展提供便利。遵照“麵向對象和分層分布"的原則，分布式多通道電能質量監測和分析係統統硬件分為(wei) 5層結構：展現層、服務層、儲(chu) 存層、傳(chuan) 輸層和感知層。（1）感知層：感知層主要是接在配電室的電力測量多功能表、傳(chuan) 感器、攝像頭等設備。（2）傳(chuan) 輸層：本層次主要是用來把感知層采集的數據信息傳(chuan) 輸到雲(yun) 端數據庫。（3）儲(chu) 存層：本層根據數據類型和數據采集時間建立數據庫,將數據存儲(chu) 到數據庫對應表格中。（4）服務層：J2EE的Web組件包括JSP頁麵和Servlet兩(liang) 種。JSP頁麵是一個(ge) 嵌入Java程序的網頁文件，它在服務器端被編譯成Java，運行在J2EE服務器上。（5）展現層：主要作用是將各類操作功能提供給用戶，使用戶能夠有效地運用係統。

3 係統報警功能

配電室電能質量和運行環境出現問題及時維護，否則將影響整個(ge) 配電室供電，甚至造成巨大損失。本文設計的報警係統分為(wei) 電能質量不合格報警和配電室運行異常報警兩(liang) 部分。當係統監測數據達到預設標準，報警係統會(hui) 發出報警，主動以聲音、彈出對話框的形式告知用戶，並記錄相關(guan) 事件供今後查詢統計。

3.1電能質量報警設置標準

電能質量的概念非常廣泛，電能質量出現問題可能會(hui) 產(chan) 生諸多影響。例如電壓過低可能導致供電設備無法正常使用、電壓閃變可能造成燈光不停閃爍，頻率和諧波的電能質量問題還對一些精密儀(yi) 器產(chan) 生影響。本文設計的監控係統所涉及的電能質量問題的報警限值均采用國家標準。

3.2事件報警

配電室除了有電能質量問題，還對配電室的溫濕度，煙霧濃度等環境參數有嚴(yan) 格要求。當係統監測數據超過預設值，報警係統便會(hui) 報警。配電室運行環境參數主要分為(wei) 以下兩(liang) 個(ge) 方麵。（1）環境參數采集係統。采集配電室環境信息，如：溫度濕度、煙感、溢水報警、門狀態等。通過檢測配電室環境參數，可有效地監測配電室內(nei) 各設備的運行環境。（2）紅外探測係統。紅外探測係統由聲光報警器和探測器構成，用於(yu) 監測配電室內(nei) 是否有動物闖入。當紅外探測裝置探測到配電室內(nei) 有貓、鼠等小動物闖入時，隨即在配電室和監控中心發出報警信號，監視主機自動調出相應配電室的視頻畫麵，以提醒運行維護人員配電室內(nei) 有動物闖入。同時，發出聲光報警警示動物，盡量避免動物闖入造成配電室內(nei) 設備發生故障。

4 應用案例

本文提出的配電室監控報警係統已經在北京市東(dong) 直門某配電室投入使用。本文提出的基於(yu) 報警規範，統一通信協議、多層模塊設計、數據集及混合計算技術的監控配電室運行數據分析係統，在配電室監控的運行過程中取得了預期的運行效果，係統運行情況如圖所示。

配電室出線電路圖

配電室監控報警係統投入運行後，有效解決(jue) 了配電室運行環境異常、報警信息混亂(luan) 的現狀。以東(dong) 直門配電室試點應用情況為(wei) 例，通過對覆蓋區域的電壓、電流、功率因數等電網運行指標在正常範圍內(nei) 的實時監測與(yu) 分析，若發現電網異常運行，則可以迅速報警和做出相應處理。

5 安科瑞配電室環境監控係統

5.1概述

配電室綜合監控係統包括智能監控係統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子係統（雲(yun) 台球機、槍機）、環境監測子係統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控製子係統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子係統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子係統（雙鑒檢測器）。

5.2應用場所

適用於(yu) 軌道交通，工業(ye) ，建築，學校，商業(ye) 綜合體(ti) 等35kV及以下用戶端供配電自動化係統工程設計、施工和運行維護。

5.3係統結構

5.4係統功能

5.4.1實時監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關(guan) 故障、告警等信息。

5.4.2數據查詢

在人機界麵中，可以直接查看配電室中各個(ge) 設備的運行數據。

5.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

5.4.4運行報表

查詢配電室內(nei) 設備的運行數據報表。

5.4.5實時告警

具有實時告警功能，係統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體(ti) 、設備故障或通信故障等事件發出告警。

5.4.6曆史事件查詢

能夠對產(chan) 生的所有事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和進行曆史追溯、查詢統計、事故分析。

5.4.7用戶權限管理

設置了用戶權限管理功能，可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

5.4.8網絡拓撲圖

支持實時監視並診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構。

5.4.9遙控功能

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。

5.5係統硬件配置

6 結語

本文研究配電監控係統主要意義(yi) 在於(yu) ：通過計算機計算、通信技術及數據庫技術的運用，可以規範現有的報警信息，優(you) 化報警方式，設計與(yu) 現有配電室需求相符的配電室智能監控係統。並且可以根據數據傳(chuan) 輸采集、實時分析、雙向互動及精準計算等方法，使係統對配電室的遠程控製與(yu) 監測得以實現。該係統對企業(ye) 供電實現配網自動化具有很好的促進作用，對供電公司降低配電室運營成本、提高企業(ye) 用電管理水平起到了積極的作用。

安科瑞侯文莉