電力配電房設備狀態遠程自動監視的研究

羅步升

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 512611）

電力配電房設備狀態遠程自動監視的研究

羅步升

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 512611）

目前，我國很多地區的電力設備維修及其平臺仍在使用手動檢查和定期維護，時間和人工成本高，所以，平臺迫切需要一種快速、安全、有效的監測系統，可以實現相關設備的安全狀態實時監控，并能及時提出相應的應急處置措施。綜合檢測系統應用于電力配網終端，可實現配電房內各種監測數據的查詢、分析、預警和綜合顯示，從而達到在線監測設備和電源狀態的目的。提出了未來智能配電房設備的總體框架和總體技術方案，并展望了智能配電房設備的應用前景。

配電網；電氣監控；配電設備；技術方案

1 配電房監控內容

1.1 配電設備電氣監控

在實現配電房三遙功能的過程中，配電自動化監控終端的基礎上應包括保護功能，及時實現故障隔離，保證線故障不會造成變電站出口開關跳閘，從而縮小停電范圍，提高供電可靠性。因此，配電自動化監控終端是集保護、測量、控制、通信為一體的變電站綜合自動化設備。

1.2 配電房安全監控

一般無人值守的配電房除了具備電監測功能外，還應同時實現視頻監控功能，具備防火、防水、防入侵安全監控功能，實現全面的可視化操作和安全監控。因此，有必要在配電房設備安裝智能綜合監控設備，通過視頻監控和集成平臺，實現視頻監控、煙霧報警、洪水控制監測的綜合監測功能。此外，其他智能監測功能也有必要具備，包括遠程照明控制、語音通話等。

1.3 視頻環境監控系統

智能環境監測系統由終端系統、層級和主站系統三部分組成。終端系統由視頻傳感設備、環境監控、安全、火災報警、智能控制和集成報警系統組成，主要負責配電房的視頻、音頻、環境容量、開關報警、信息采集、編碼、存儲和上傳，并根據規則自動連接；對配電站層級系統主要負責傳輸網絡電力集成數據網絡，實現了配電房和主站之間的通信；主站系統管理區域下屬配電房的所有設備，具有配電房的環境報告相關的管轄權，報警信息可滿足區域用戶視頻、環境信息視圖、主要配電設備控制的要求。

1.4 系統框架方案

系統由數字式溫濕度傳感器、各參量數據采集電路、控制器、顯示面板、串行通訊部分組成。系統框架圖見圖1.

該系統的主要任務為：①數字式溫濕度感應器完成柜內空間溫濕度的測量；②參量數據采集電路獲得各開關量、面板按鍵、高壓帶電指示、加熱指示等參數數據；③單片機控制器將得來的參數進行轉換運算，儲存在寄存器里并利用LED將信息直觀可靠地顯示到控制面板上；④串行通訊部分通過串行總線向上位機發送開關柜溫濕度數據及各參量數據，并接收上位機傳來的控制信號，實行遠程操控。

2 配電房設備的軟件監控設計

本系統軟件部分由單片機數據采集程序和RS485串行通訊程序兩部分組成。前者主要負責實時讀取開關量的狀態信息和溫濕度數據，實現開關量輸出控制，還負責將數據顯示在面板上；后者則接收來自上位機串口的數據和命令，并按照命令將數據上傳給上位機，實現遠程控制。主體程序采用定時處理子程序的方式調用單片機數據采集程序，利用串口中斷處理串行通訊程序。

2.1 溫濕度采集子程序流程

主程序定時啟動溫濕度采集子程序。溫濕度傳感器SHT1x開始一段傳輸需要一段開始序列，包括1個當SCK=1時的DATA線的下降沿，1個當SCK=0時的DATA線的上升沿；傳輸開始，單片機向傳感器發送3位地址碼（目前只支持000）和5位命令代碼，接下來等待傳感器完成測量任務。由于我們選擇采用12 bit測量結果，因此，測量時間大概需要55 ms，這段時間內傳感器通過DATA線一直向單片機輸出高電平。直到DATA降至低電平，測量完成，再經過4個SCK時間，DATA保持低電平，接下來開始傳輸12位二進制溫度或濕度數據。數據傳輸結束后是CRC校驗。CRC如果校驗無誤，二進制數據經過前文所述的轉換公式計算后乘以10取整（保留3位有效數字），轉存到單片機RAM中，采集完成。

2.2 其他參量采集與控制

2.2.1 開關量、面板按鍵指示與加熱指示

這幾個參量都是采用觸點高低電平直接接入單片機I/O口，所以，數據是實時采集的，不需要另外編程采集。在控制方面，設置1個子程序控制加熱開關，定期讀取加熱指示數值。當手動加熱狀態位數值為1時，處于手動加熱狀態，單片機自動加熱電路不啟動；當自動加熱狀態位數值為1時，處于自動加熱狀態時，單片機將溫度測量值實時與設定溫度最低值比較（或將濕度測量值與設定濕度最大值比較），一旦溫度（濕度）超過臨界值，則自動接通加熱電路直到溫濕度反向達到另一個設定臨界值。如果加熱一段時間后（比如5 min），測得溫度與原始溫度變動不大，說明加熱不成功，單片機控制加熱電路斷線指示燈亮。

2.2.2 高壓帶電指示AI

將3個ADC獲得的電壓信號模數轉換后，得出的數值按相應倍數放大，就得到對應母線上的測量電壓U，將這個電壓與額定電壓的0.15倍、0.65倍比較：當U小于母線額定電壓×0.15時，該相不帶電；當U∈母線額定電壓×（0.15、0.65）時，該相帶電；當U大于母線額定電壓×0.65時，該相帶電且電磁鎖閉鎖。當三相都不帶電時，閉鎖解除，閉鎖解除燈亮。實際運用中，上述比較辦法稍顯麻煩，可將額定電壓按比例縮小后的0.15倍與0.65倍事先計算好（比如a和b），然后，可將ADC轉換后得出的數據直接與a，b比較，從而得出判斷。

2.2.3 斷路器遠程操控RMT

接收上位機命令來操控斷路器動作，只有處于遠程操控狀態下方有反應；處于本地操控時，命令無效。

3 結束語

數字化、網絡化的開關量遠程控制是工業遠程控制的必然趨勢，也是工業遠程控制的最佳選擇，然而，開關量遠程控制是發展瓶頸。因此，本文設計出了一套完整的開關量和溫濕度的采集、監控系統，實現了配電房設備智能化的本地操控和遠程操控。

［1］陳堂.配電系統及其自動化技術［M］.北京：中國電力出版社，2014.

［2］郭培源.電力系統自動控制新技術［M］.北京：科技出版社，2011.

TM73

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.21.073

2095－6835（2017）21－0073－02

〔編輯：張思楠〕