智能配電房監控系統的技術分析

梁小明

【摘 要】智能化系統建設改變了傳統配電房監控管理的方式和策略，極大限度提高了監控自動化和精確度，為現代化監控管理提供了便利。本文將從智能化平臺系統建設的角度出發，結合modbus總線協議技術，對配電房監控系統架構設計和實際運行方式進行歸納分析，幫助智能化配電方管理提高技術水平。

【關鍵詞】智能；配電房；監控系統；總線

前言

配電房是我國電網線路控制的中樞區域，受到電網環境、高低壓成套裝置等影響，配電房環境復雜、管理困難。傳統電網系統管理當中，配電房一般采用人工管理方式進行運行和維護，這種管理方式既不利用管理工作的高效開展，同時也無法保證管理人員的人身安全。隨著信息技術的發展，依托現場總線實現遠程監控的智能化系統逐漸取代了傳統配電房管理方式，成為管理重點，

一、智能化配電房監控系統架構設計

（一）系統層級劃分

遠程監控的方式解決了以往現場管理存在的種種弊端，作為智能化系統平臺的應用方式，現場信息獲取、數據傳輸和數據分析應當作為配電房監控系統建設當中的根本內容，以此來形成完善的遠程監控渠道。因此本文在進行系統框架和層級設定時，根據不同階段的數據信息獲取特點，設定了現場、通信和主站三個重要的層級。其中現場層主要是以獲取配電房現場環境和現場資源作為主要的控制方式，其內部應當以智能型通信設備為主，例如運用智能低壓傳感器，完成配電房現場信息的實時采集，再由總線完成向上一級的輸送；通信層主要負責現場層信息的獲取、處理和傳輸。在這一層級當中，應當以通信管理和通信網絡作為核心單元，與總線系統完成通信模塊的構建，例如采用與配電中心相結合的通信管理單元，實現現場-通信-中心三者的通信聯絡，完成現場信息的實時傳輸；主站層則有主站計算機系統構成，利用主站計算機對所獲取到的數據內容進行分析和處理，從而完成對于配電房現場的精準、實時監控。管理人員能夠直接借助主站計算機顯示窗口，對所獲取到的配電房現場信息做出分析和判斷，進而完成對于配電房運行方式的調整。

（二）系統硬件設計

配電房監控系統的硬件部分主要集中在對于配電房現場內容的設計方面，筆者在結合了相關現代化配電房工作要求和設計需要后，將柜體設計作為了主要的配電房硬件設計內容。

在現代電網配電房當中，抽屜柜、進線柜、工控機柜以及饋電柜等，都是配電房內部必須進行配備的柜體硬件。其中抽屜柜應當充當反饋電路當中的智能電機保護裝置，通過對回饋開關、回路開關的控制和安裝，實現高強度、高安全性的智能電機保護能力。進線柜則負責進行系統內部電力儀表和數采系統的安裝。在本文所設計的配電房監控系統當中，進線柜需要完成總線系統的結構控制，并假裝專門的通信式框架斷路器，保證通信穩定、安全。工控機柜是重要的UPS電源供給裝置，因此工控機柜應當依托配電房的實際供電需求設定專用保護電器，提升其電源不間斷能力。同時工控機柜內部的UPS電源還需要為監控系統當中的通信裝置提供電能支持，保證數據傳輸精準無誤[1]。饋電柜主要應用在配電房內部的饋電回路當中，需要負責對饋電回路開關的操控工作。

為了保證配電房內部各柜體的穩定運行，現場安裝調試人員還需要結合主站計算機的實際應用需求，對系統內部的各元件進行調整，避免出現突發問題，影響系統的實際應用。

首先需要合理調控電壓和電流，在配電房現場，設備當中所選擇的熔斷、接觸、空氣開關等裝置，需要保證擁有同等規格的電流和電壓；其次，應當明確配電房的供電路數，足夠的供電路數可以保證柜體的穩定運行。在系統架構當中可以借助供電槽盒的方式，保證柜體協同工作；最后，在儀表使用時，應當選用新型的智能儀表裝置，避免后期應用和讀數存在麻煩。

二、Modbus現場總線系統設計

（一）Modbus現場總線的硬件構成

總線系統的構成是智能化監控系統通信能力的重要保證，需要強調質量、安全和效率等方面的根本性要求。本文所采用的標準化設計modbus協議是廣泛應用于智能系統建設當中的總線通信協議，該協議能夠借助RS232構建通信網絡環境。不過協議本身的應用受到具體環境限制較為嚴重，其中系統連接總線電纜總長度不宜超過15米，否則信息傳輸容易出現失真和延遲。部分智能系統為了保證系統控制距離，將總線電纜長度設置在50米以上，還會導致其抗干擾能力不足，使用壽命不高。為了解決這些問題，本文在進行總線硬件設計當中選用了更具優勢的RS485方案，這一方案主要通過分布式控制策略改變前者在通信距離方面的弊端，解決總線距離和質量不足所造成的困擾[2]。

（二）Modbus現場總線的軟件設計

Modbus現場總線系統主要借助設定串口初始化的方式，來實現通信功能。系統在進行通信時，會首先進行串口初始，再借助各個層級之間的輪詢，形成信息發送的參數幀。因此在設定當中，需要設定初始化方案以及具體的輪詢時長，借助語句選擇和跳出彼此循環，實現多個周期下的參數幀傳輸，完成信息傳遞。本文在設定當中結合主站層計算機系統對于數據傳輸的實時要求，設定了0.5秒周期輪詢方案，借助這一設定，可以保證在協議進行信息內容讀取時，兩組信息設定時間間隔能夠小于1.5個字符。同時在modbus協議當中，運用RTU設備能夠完美控制參數幀在輪詢過程中的時間間隔問題，提高總線系統信息傳輸的質量和運行能力水平。在實際應用中，總線RTU設備完成通電，串口進行初始化，并對信號是否終端進行監測。系統在接收消息后，會通過輪詢方式進行下一步解析，再借助校核策略，對目標地址進行檢驗。當目標地址符合后，方進行信息傳輸。

結論：綜上所述，配電房智能化監控系統設計主要滿足復雜場景下的遠程監控要求，因此智能系統需要借助信息傳輸來完成遠程的現場信息采集，以此形成配電房監控方案。多層級、現場總線方式是目前智能系統平臺建設當中主要采取的設計方案，可以作為配電房智能監控系統設計，應用到實際的遠程監控作業之中。

參考文獻：

[1]唐琪，何艾容，賈新偉等.開閉所在線監測系統APN專網接入實施方案[J].電腦編程技巧與維護，2018（09）：41-43+47.

[2]田瑾.基于Modbus和GPRS的配電監控系統[D].浙江理工大學，2018.

（作者單位：廣州南方電力集團科技發展有限公司）