淺談住宅小區供電信息化管理

張德圳

（中國石油天然氣管道局有限公司礦區服務分公司）

1 住宅小區供電系統發展變化

隨著我國經濟建設的持續、穩定、高速發展，人們對住宅小區供電系統的要求日益提高。改革開放40年來，隨著技術進步和居民生活水平不斷提高，住宅小區供電系統變化顯著。

80年代初，我國改革開放伊始，供電重點在于工業，民用用電經常采取限電措施。當時，住宅負荷較低，家庭用電需求主要集中在照明上，80年代末逐步增加了電風扇、電視、冰箱等家用電器，少數家庭擁有了空調，用電需求具有負荷小、可靠性要求低等特點。供電企業發電量不足，限制了用電需求發展。民用建筑通常采用鋁線、閘刀開關、保險等初級供電設施，線路漏電、火災等事故隱患比較嚴重。住宅小區供電管理主要集中在防止用銅絲代替保險、防止偷電、防止線路老化過熱等方面，技術手段落后，安全保障低。住宅小區采用單路供電，無斷路器保護，無漏電保護，供電處于三級負荷水平。

90年代初，人民生活水平逐步提高，供電能力不斷增長，國家為促進需求，改善人民生活，供電逐步由保工業向保民用發展，對民用用電限電措施大幅減少，對供電可靠性要求有了大幅度提高。居民用電量大幅增加，出現了空調等高能耗電器。住宅小區仍大量采用單路供電，部分進行了銅線代替鋁線的改造，用斷路器替代了保險，出現了“保安器”漏電保障電器，但是供電仍處于三級負荷水平。斷路器和漏電“保安器”具有體積大、故障率高、安全性低的特點。供電管理重點變為減少用戶停供、及時處理維修、電能質量達標過渡。

2 供電系統信息化應用技術基礎

90年代以來，隨著科學技術發展，供電系統出現了新的保護措施：微機保護。該保護采用模塊化設計，具有分立元件少、抗干擾、精度高、調試方便等優點，繼電保護的選擇性、可靠性、靈敏性與快速性“四性”均有大幅度提高，很快在高中壓配電保護上替代了原有繼電器式保護。由于保護對電流、電壓、故障信息等采用了數字化處理方式，通過CPU計算實現保護目的，所以保護附加了通信功能，使微機保護具備遙信、遙測、遙控、遙調“四遙”功能，能夠滿足供電系統信息化遠端測控需要[1]。

近20年來，計算機、通訊系統迅猛發展，各類服務器、通信可靠性不斷提高，數據庫、軟件開發日趨成熟，網絡帶寬不斷增加，軟、硬件滿足供電系統信息化開發要求。

3 供電系統信息化必要性、可行性

由于用戶供電可靠性要求逐步增加，小區變電所普遍采用雙電源進出線方式，部分變電所配有發電設備，變電所間聯系越發緊密，供電系統故障判斷轉變為必須以整個供電系統為中心判斷，這就要求必須采取集中式調度管理。

同時，由于技術發展，設備品質、可靠性不斷提升，故障率不斷降低，變電所運行值班人員處理故障的機會很少，一方面降低了運行值班人員運行經驗和處理故障能力，另一方面減少了變電所配置人員值班的必要性。集中調度、操作、維修，能夠增加調度、操作、維修人員經驗，加強處理能力，減少運行人員，節約運行費用。

另外，由于企業QHSE管理要求越來越高，對職工健康、安全的要求越來越高。為節約占地，部分變電所設置在地下，對職工健康造成影響；一個小區通常有一個開閉所、多個變電所，原有單人值班單人操作的管理模式無法實現單人對多個變電所管理、操作，現行管理規范要求電氣操作必須兩人操作，一人操作、一人監護，要滿足現行管理要求勢必要增加人員及費用。

最后，實行集中調度、操作、維修，能夠節約運行成本，據測算，筆者所在企業10個變電所，實現遠程調度、集中巡檢、集中檢修，軟硬件投入與減少人員綜合比較，項目實施前后，需一次性增加固定資產投資約500萬元，運行費用每年減少約200萬元，不到3年收回投資，具有很強的經濟性。

4 供電信息系統應具備的基本功能

4.1 供電信息系統應具備對設備的遙控、遙測、遙信、遙調功能

供電信息系統要實現對供電設備的遠程監控，首先要實現對設備的遙控、遙測、遙信、遙調功能。一般擁有微機保護的系統模塊均有此功能接口，要實現功能一般只需增加通信管理機及通信線路[2]。

1）遙控

壽司最傻了，比我傻多了！有一次它在玩跑輪，跑得賊快賊快，過了一會兒，可能是累了，忽然停了下來。它不知道有慣性，一下被甩了出來，前腳和后腳在空中動來動去，叭的一聲摔在地上，成了一塊餅！我在那里笑，沒想到我傻，它比我更傻！我以為它在跑輪里面吃了虧，會怕這個跑輪，不敢再上去了。沒想到，它直接跑到跑輪上面上廁所，上完還在上面跑。傻是不是我們倆的亮點？就在我想這個問題的時候，鷯哥的飯沒了，烏龜被太陽烤著，水被曬得滾燙滾燙的……

即通過遠程對開關操作，實現遠程停送電。遙控操作在操作對象顯示界面上進行，具有操作人、口令、權限和多重內部校核功能，保證遙控操作正確性。對操作進行自動記錄存檔，記錄包括操作人、時間、內容、結果等。同時具有控分、控合邏輯支持和雙席監督執行功能。

2）遙測

是將對象參量近距離測量值傳輸至遠距離測量站來實現遠距離測量的技術，實現電氣基本參數，如電流、電壓、有功功率、無功功率、電量、變壓器溫度等信息的遠傳記錄。同時，還要要實現遙測值工程量變換，變換系數在線修改，數據物理性檢查、合理性檢查，遙測量兩級越限報警，旁路替代處理，變送器殘差處理，遙測值歸零處理，遙測越限時間自動統計，最大值、最小值、平均值自動計算，遙測遙信相關性檢查，遙測值跳變濾波處理，平均值/積分值計算，數據更新處理，電度脈沖計數及工程量變換等功能。

3）遙信

實現對變電所設備運行狀態開關量、事故、預告信號的遠程檢測，以毫秒級分辨率記錄廠站的開關、繼電保護動作時間順序并存檔，為準確判斷故障提供良好幫助。系統還能夠對通道報警、主機狀態報警信息、系統進程報警信息、服務器切換信息、網絡事項、系統硬件報警、數據庫容量報警等系統運行報警信息和開關變位、刀閘變位、保護信號動作/恢復、遙測越限、電壓越限、頻率報警、變壓器分接頭動作信息等電力系統報警信息實現聲光報警。系統應對所有事項記錄，報警信息具有不同事件類型和等級，各種事項報警應能存入歷史數據庫供日后分析及查詢使用。

4）遙調

能夠實現對各種保護參數的即時調整，可以根據運行狀況，遠程投退保護。

4.2 供電信息系統應具備遠程消防功能

變電所無人值守，為保證變電所發生火災時，變電所能及時滅火，變電所應設置自動消防裝置。目前，自動消防裝置比較成熟的是七氟丙烷氣體滅火系統，該系統通過煙霧探測器檢測火災，可遠程手動或自動噴發七氟丙烷氣體隔絕空氣達到滅火效果。

4.3 供電信息系統應具備視頻監控功能

設備參數往往不能準確反映設備運行狀態，供電信息系統必須通過視頻監控作為判斷、查詢設備狀態的依據。設備參數僅能反映設備故障結果，當設備發生如火災、爆炸等較大故障時，必須用視頻作為輔助措施來判斷是否誤報。另外，在監控中心設置大屏幕監控各變電所運行狀況，還能夠記錄操作、維修人員、外來人員的情況，方便及時發現不安全行為和隱患。

4.4 供電信息系統應具備巡檢功能

遠程監控替代了有人值守，通過視頻輔助監控設備狀態，但仍需人員定時巡檢。利用安防巡檢功能，設置巡檢點，用巡檢棒定時巡檢后，監控中心通過記錄的方式約束人員定時巡檢，用技術和制度約束人的行為。

5 供電信息系統發展趨勢

實現設備遠程調度集中監控以后，供電系統的安全性、可靠性得到了很大提高[3]。運行、檢修、故障處理均有執行記錄，在筆者單位運行實踐上得到了很好的體現，節約了人員費用，加強了調度、檢修力量，取得了很好管理效果。但用戶的需求是發展的，新的管理需求會不斷出現，為滿足新的管理要求，筆者認為，供電信息系統應補充幾種功能。

1）供電信息系統會補充低壓遠控功能

單就變電所而言，由于高壓設備歷史故障率高、停電范圍大、可靠性要求高，所以行業把解決此問題作為供電系統改進重點。在實現高壓保護自動化條件下，實現以高壓為主的供電信息系統自動化，更進一步解決了以往高壓設備存在的問題。高壓側故障率的降低，必然導致低壓側管理成為變電所的管理重點。所以，應該有一批成熟低壓遠程監控設備、模塊的出現，來解決變電所管理問題。目前，已有少數廠家研發了類似產品，但以國外產品為主，價格較高，不利于推廣使用。隨著管理要求的提升，會有更多以低壓側管理為主的應用出現，推動類似產品研發、生產進度，降低成本滿足推廣需要。

2）供電信息系統會加強住宅智能電網應用

變電所可靠性增加，會導致住宅側可靠性成為管理重點，對遠程抄表、核算，住宅側遠程停送電管理均可期待。

3）供電信息系統會實現在線檢測功能

我國供電檢修管理模式以定期檢修為主，一般在春、秋負荷低峰期間，對電氣設備進行試驗、檢修，試驗一般為預防性試驗和破壞性試驗。試驗本身會對設備產生傷害，檢修也會造成機械、電氣磨損，西方先進國家一般采取“免維護”管理方式，很多設備不進行檢修。筆者認為，我國實際不能完全實現“免維護”管理，另外設備運行狀態需要定期確認。這就需要實現設備不停電檢測功能，根據實時檢測數據，智能預判設備故障，實現對有缺陷設備的針對性維修，不旦能夠增加設備壽命，減少停供電時間，還能夠減少運行成本，必然成為供電信息系統研究方向。