淺談配電室智能監控係統的設計與實踐探索

摘要：配電室智能監控係統可以運用計算機技術將配電工程的各個(ge) 環節有機結合起來，全麵控製配電係統工作狀態，科學測量係統工作信息，提高配電工作的可靠性與(yu) 安全性，確保電力係統順利運行。通過部署設計智能監控係統，可以遠程監控配電室工作狀態，提高配電網工作的信息化與(yu) 自動化程度，明確係統工作需求，及時發現係統工作以外狀況，提高係統工作效率。文章主要闡述了配電室智能監控係統的設計與(yu) 實踐方案。

關(guan) 鍵詞：配電室智能監控係統；功能設計；實踐意義(yi)

0 引言

作為(wei) 電力係統的基礎設施，配電室工作的穩定性具有重要意義(yi) 。人工管理方式錯誤率較高、實時性較差，影響了配電網絡的作用。因此，運用信息技術、網絡通信技術等方式監控配電室是電力部門發展的關(guan) 鍵所在，需要增大研究強度，做好軟件開發工作，為(wei) 電力係統正常運行提供強有力保障。

1 配電室智能監控係統設計與(yu) 實踐意義(yi)

1. 配電室管理的信息化程度不高，仍然使用人工的方式進行管理。人員對於(yu) 專(zhuan) 業(ye) 的新設備、新技術、新結構特征掌握不足，處理水平差，消耗時間較長，難以準確定位係統故障，影響了故障排查質量。

2. 配電室中的電力設備種類較多，連接線路錯綜複雜，需要使用大量的人力、物力完成管理任務。

3. 配電室所在地理位置比較分散，多位於(yu) 較為(wei) 偏僻的地區，增加了管理與(yu) 監控配電室的難度，影響了電力係統的管理工作水平。

設計低壓配電室智能監控係統具有重要意義(yi) 。

1. 可以提高電力管理效率與(yu) 管理質量，滿足電力管理工作的基本資源需求。配電室是電力係統中的基礎性設備，對於(yu) 係統正常穩定運行具有重要意義(yi) 。遠程監控係統工作狀況可以準確定位故障發生位置，掌握配電室實時運行狀況，有利於(yu) 提高電力管理水平。

2. 配電室智能監控係統可以排除設備維護與(yu) 檢修過程中存在的安全隱患。電力設備檢測工作的危險程度較高，容易發生重大安全事故，從(cong) 而導致嚴(yan) 重的經濟損失與(yu) 人員傷(shang) 亡狀況。配電室智能監控係統可以減少檢修工作量，排除安全隱患，提高電力係統檢修工作效率與(yu) 工作質量。

3. 提高電力係統的信息化程度，符合當前電網建設的發展方向。配電室智能監控係統給區域電網建設提供了有效技術保障，對於(yu) 國家電網的平安發展具有重要意義(yi) 。

2 配電室智能監控係統總體(ti) 設計

2.1係統組成

在進行配電室智能監控係統的設計過程中，實現監控智能化需要以通訊網絡為(wei) 核心，對配電室的工作狀況進行實時監測，並將信息傳(chuan) 遞至控製室以便根據實際情況調整。其中，通用無線分組業(ye) 務作為(wei) 配電室智能監控係統的主要通訊操控係統，能夠適應配電室各個(ge) 組件的工作需要，滿足不同領域的需求。

綜上，由通訊網絡進行信息數據傳(chuan) 遞，使得係統輸入輸出設備能夠將數據傳(chuan) 遞至控製鏈中的主站，主站將其傳(chuan) 遞至各個(ge) 分站，細化到不同功能模塊，該控製係統的工作流程清晰，工作效率較高，能夠保障信息數據的傳(chuan) 遞質量。此外，在對配電室智能監控係統進行設計過程中，幫助工作人員了解該智能監控係統的設計結構與(yu) 功能，通過配電室的應用場所明確其工作需求，來進行智能監控係統的設計，提高該監控係統的應用價(jia) 值。

2.2軟件設計

在完成配電室智能監控係統的結構設計後，分析該係統的整體(ti) 運行狀況，該係統的結構組成較為(wei) 複雜，包含模塊與(yu) 功能較多，各個(ge) 組成部分之間聯係緊密，在該智能監控係統運行過程中，需要對每一模塊的運行狀況進行分析，來得到係統整體(ti) 運行數據分析報告。當前對該監控係統進行檢測的方式為(wei) 定期檢測或將輸入輸出設備所傳(chuan) 遞的數據進行總結分析，來達到對該智能監控係統的整體(ti) 運行狀況的了解，若配電室出現異常，可自動報警，工作人員根據報警定位信息迅速到達現場維修，保障配電室運行效率。

2.3硬件設計

針對配電室智能監控係統設計中的硬件設計部分，需要分析各個(ge) 硬件的組成，本文主要針對內(nei) 核、直流模擬量采集、交流模擬量采集進行分析。

內(nei) 核決(jue) 定智能監控係統運行的穩定性，內(nei) 核包含眾(zhong) 多功能，選擇用於(yu) 計量的電子芯片，對配電室供電配電狀況進行計量，同時對產(chan) 生的數據信息進行記錄處理。

直流模擬量是指緩慢變化的連續量，直流模擬量采集是利用通訊網絡將電路運行中產(chan) 生的多個(ge) 節點的模擬數據轉化為(wei) 數字信號傳(chuan) 遞至主機中，能夠對配電室智能監控係統的整體(ti) 運行情況進行實時監測，提高係統運行的穩定性與(yu) 數據傳(chuan) 遞質量。

交流模擬是指周期性變化的模擬量，交流模擬量采集係統能夠對配電室多項運行參數進行監測，例如電壓、電流、頻率、功率等。通過檢測得到的數據進行總結分析，分析出當前配電室智能監控係統運行方案中存在的不足並進行優(you) 化調整，保障係統穩定運行。

3 配電室智能監控係統技術與(yu) 理論體(ti) 係分析

3.1以太網通信技術與(yu) 理論分析

配電室智能監控係統屬於(yu) 分布式係統，包括多個(ge) 功能模塊，各個(ge) 模塊之間可以通過以太網發送與(yu) 接收數據信息。以太網是當前使用*為(wei) 廣泛的局域網技術，主要包括總線型以太網、星型以太網等。以太網將CSMA/CD作為(wei) 基礎訪問控製協議，有效解決(jue) 了網絡傳(chuan) 輸介質的衝(chong) 突性問題，提高了網絡線路訪問的有序性與(yu) 數據傳(chuan) 輸質量。以太網技術可以實現多台計算機與(yu) 服務器互聯的目標，提高數據共享效率。

3.2信息化建設相關(guan) 技術

信息技術在配電室智能監控係統項目中發揮著重要作用。其中，基於(yu) UML的建模技術屬於(yu) 麵向對象的建模技術，提供了完整的標記與(yu) 定義(yi) 方法，展現出了軟件係統的建模過程，提高了軟件項目開發的工作效率與(yu) 工作質量。UML在軟件係統開發中具有重要應用，可以給複雜軟件係統提供技術支撐。

4 配電室智能監控係統的功能設計

4.1配電室智能監控係統的設計原則

配電室智能監控係統的工作環境比較特殊，需要在設計過程中遵循以下原則。

1. 需要提高係統的工作效率。配電室的工作效率對於(yu) 電力係統的正常運行具有決(jue) 定性意義(yi) 。智能監控係統不能影響配電室的正常運轉，使得配電室原計劃正常工作。

2. 需要遵循可靠性原則。配電室工作對於(yu) 可靠性的要求較高。智能監控係統需要監控電力係統設備的實時運行狀態，及時發出故障警告信息，自動尋找故障發生位置，有效應對外界環境因素變化。

3. 需要遵循兼容性原則。電力係統基礎設施種類較多。智能監控係統需要具備較高的兼容性，順應未來工作發展趨勢。在向係統添加設備時，不能對係統做出較大改動。

（4）需要遵循模塊性原則。詳細分析係統功能，模塊化設計係統工作，降低各個(ge) 功能模塊之間的耦合性，降低後期維護工作的複雜程度。

4.2係統總體(ti) 框架設計

4.2.1硬件部署模塊

該模塊包括電力基礎性設施及傳(chuan) 感器設備。電力基礎設施主要包括高壓配電室、低壓配電室中的硬件設施。傳(chuan) 感器設備可以提高電力基礎設備的互聯程度，獲得設備各項指標參數，如電壓、電流、溫度等。

4.2.2現場監控模塊

現場監控模塊可以搜集傳(chuan) 感器中電力設備的運行信息，將其傳(chuan) 輸到網絡通信係統中，將信息交給係統管理模塊處理，提高係統通信效率。

4.2.3網絡通信模塊

網絡通信模塊中有較多以太網接口芯片、網絡接頭、集線器等設備，可以傳(chuan) 輸電力設備中的監控數據信息，將其反饋給單片機。

4.2.4係統管理模塊

係統管理模塊主要安裝在中心服務器及管理PC機上，主要包括服務器模塊、客戶端模塊及後台數據庫等信息。服務器是係統管理模塊的核心，也是操縱後台數據庫的關(guan) 鍵所在。客戶端模塊可以給管理人員提供可視化的管理數據信息，將管理人員的請求發送給服務器，在後台顯示係統運行狀態。

4.3係統功能層次設計

配電室智能監控係統主要包括4個(ge) 功能模塊，需要在設計過程中確定硬件設備型號、模塊內(nei) 部框架結構、基本業(ye) 務流程等信息。

4.3.1係統硬件部署情況

硬件部署模塊工作內(nei) 容主要是部署測量傳(chuan) 感器信息、處理搜集到的信息等。

1. 需要設置交流數據采集電路。在測量交流電壓及電流數值時，需要保證二者數值不存在時間差，減少測量誤差。

2. 需要設置溫度測量電路。為(wei) 了測量電力係統所在環境的溫度，可以將數字式溫度傳(chuan) 感儀(yi) 作為(wei) 主要檢測設備，在工作時間給係統提供工作電源。傳(chuan) 感器可以將搜集到的溫度數據信息轉變成為(wei) 計算機可以直接處理的數字信號信息，無需額外參數即可加以計算。

（3）需要設置功率數據測量電路，將變壓器的頻率參數轉化成係統工作的功率參數。

4.3.2現場監控現場

監控是配電室智能監控係統的核心部分，承擔著原始數據轉換任務，可以將轉換後的數據信息交給網絡通信中心，需要計算電流及電壓的有效值、係統工作效率等數值，給係統分析數據提供有效支撐，提高係統配電工作的可靠性與(yu) 有效性。

4.3.3網絡通信

網絡通信過程可以將處理後的數據信息傳(chuan) 輸給服務器，需要在單片機內(nei) 實現通信的網絡協議信息。

4.3.4係統管理

根據響應方式進行功能劃分，可以將管理服務器分為(wei) 以下幾個(ge) 功能。①數據庫處理功能，接收通信模塊的監控信息，根據服務器請求查找或修改數據庫信息。②網絡通信功能，需要設置專(zhuan) 門的通信子模塊，判斷用戶端的係統發送請求，明確故障發生位置。

4.4係統管理模塊

係統管理模塊需要管理用戶權限信息、登錄單位信息及運行參數信息等多個(ge) 部分，有效管理配電室業(ye) 務，保證電力係統正常運行。底層傳(chuan) 感器設備可以管理係統的基礎數據信息，統計分析各項業(ye) 務數據信息。視頻監控管理模塊需要在配電室安裝攝像頭，檢查其運轉情況，管理拍攝畫麵，查詢用戶工作狀態。測溫管理模塊需要監測環境異常情況，及時發出警告信息。

4.5係統功能與(yu) 特點

配電室智能監控係統含有較多功能：

（1）遙測遙信功能。遙測是指通過近距離觀察被測對象的各參數數據並將數據傳(chuan) 遞至遠距離達到較遠距離測量的目的，在配電室智能監控係統應用中，主要針對電流、電壓、電流頻率、直流電流等信號進行采集並將其傳(chuan) 遞至監控室。遙信是監測物體(ti) 的物質的係統狀態，監測線路開關(guan) 、刀閘的位置並將其位置信息傳(chuan) 遞至監控室。

（2）綜合監控功能。該功能較為(wei) 全麵，如傳(chuan) 遞配電室實時數據、自動監控、危險預測與(yu) 自動報警、配電室運行數據記錄與(yu) 查詢、數據分析總結等。其中，自動監控功能幫助工作人員實時掌握配電室運行狀況，實現遠程監控與(yu) 操作。配電室數據記錄與(yu) 查詢需要重點關(guan) 注配電室運行中變壓器、低壓配電設備的電壓、電流、頻率等數據。需要根據現階段配電室工作需求，結合以往需求並分析以往工作數據，對現階段配電室工作進行調整。

配電室智能監控係統設計結構為(wei) 分層分布式，能夠為(wei) 不同崗位的工作人員提供便捷服務。通過瀏覽器/服務器模式將配電室監控管理內(nei) 容進行拓展，得到更加全麵的監測數據信息。

5 配電室智能監控係統實踐價(jia) 值

5.1管理效率顯著提升

在完成配電室智能監控係統的設計並將其投入使用後，產(chan) 生的經濟效益與(yu) 社會(hui) 價(jia) 值取決(jue) 於(yu) 該係統設計的創新程度，且應用過程中智能監控係統需要加強對配電室供電配電狀況的監控與(yu) 管理，並實時傳(chuan) 遞信息，節約工作人員現場巡查的時間，借助通訊網絡將信息傳(chuan) 遞至監控室或控製電腦，減少人工管理配電室存在的隱患，提高對配電室的管理效果。

5.2管理成本顯著降低

配電室智能監控係統設計是以係統創新為(wei) 前提，以提高供電配電效率為(wei) 目的，避免人工監控管理因工作流程複雜、耗費時間較多造成的管理成本較高，簡化對配電室的監控管理流程，優(you) 化人力資源配置，減少成本，在安裝並使用配電室智能監控係統過程中能夠縮減管理成本。

5.3管理方式便捷

配電室智能監控係統是以遠程實時監控、通訊網絡傳(chuan) 遞數據、掌握配電室整體(ti) 情況為(wei) 管理監控方式，改變傳(chuan) 統人工監控管理中掌握信息不全麵、不及時、管理效率較低的問題。智能監控係統能夠檢測配電室各個(ge) 線路的運行狀況，並定期對某條線路進行檢查，及時將檢測數據傳(chuan) 遞至控製室，降低配電室智能監控係統應用過程中存在的安全隱患。

6 安科瑞配電室環境監控係統

6.1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）。

6.2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。

6.3係統結構

6.4係統功能

6.4.1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。

6.4.2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。

6.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

6.4.4運行報表

查詢配電室內(nei) 設備的運行數據報表。

6.4.5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。

6.4.6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。

6.4.7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。

6.4.8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。

6.4.9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。

6.5係統硬件配置

7 結束語

綜上所述，配電室智能監控係統可以提高空間利用效率，有效監控配電室工作狀況，降低工作風險，及時發現故障位置並發出警報信息，減少工作人員的維護工作量，提高設備保護功能，減少管理成本，保障供電配電的穩定，同時保障電力係統順利運行。

安科瑞侯文莉