智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

萬(wàn) 彪, 齊存方, 胡承超, 魏樂(lè)欣

(1.國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司 紹興供電公司,浙江 紹興 312000;2.寧波永耀供電服務(wù)有限公司 奉化分公司,浙江 寧波 300202;3.杭州華春科技有限公司,浙江 杭州 311121)

0 引 言

低壓供用電系統(tǒng)中為了減小發(fā)生人身電擊事故和接地故障切斷電源時(shí)引起的停電范圍,剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置應(yīng)采用分級(jí)保護(hù)。分級(jí)保護(hù)方式的選擇應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷和線路具體情況、被保護(hù)設(shè)備和場(chǎng)所的需要設(shè)置,形成由總保護(hù)、中級(jí)保護(hù)、末端保護(hù)組成兩級(jí)或三級(jí)保護(hù)。各級(jí)剩余電流動(dòng)作保護(hù)裝置的動(dòng)作電流值與動(dòng)作時(shí)間應(yīng)協(xié)調(diào)配合,實(shí)現(xiàn)具有動(dòng)作選擇性的分級(jí)保護(hù),避免越級(jí)跳閘,造成大面積停電[1-2]。

隨著電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn),部分地區(qū)已裝設(shè)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng),可用于監(jiān)測(cè)總保護(hù)處智能漏保。但農(nóng)村用戶廣泛存在因線路、設(shè)備年久老化,私拉亂接,漏電頻發(fā),致使末端保護(hù)頻繁跳閘,直接影響正常用電。為此,很多農(nóng)村用戶自行拆除末端保護(hù),換成普通小型斷路器,直接造成漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)越級(jí)跳閘,引起大面積用戶停電。為保障臺(tái)區(qū)日常供電,總保護(hù)處智能漏保不得不采取退運(yùn)強(qiáng)送的措施,導(dǎo)致主站系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)監(jiān)控智能漏保,存在較大的安全隱患[3-4]。

還有部分地區(qū)尚未架設(shè)智能漏保監(jiān)控平臺(tái),無(wú)法掌握智能漏保的實(shí)時(shí)狀態(tài),難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理故障,安全隱患極大。因此,需要一種可靠的智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置及系統(tǒng),監(jiān)控智能漏保,掌握智能漏保實(shí)時(shí)狀態(tài),對(duì)各類(lèi)異常及時(shí)作出反應(yīng),提高用電安全環(huán)境。

1 智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,設(shè)計(jì)一種智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),有效監(jiān)測(cè)智能漏保。該系統(tǒng)包括監(jiān)測(cè)終端、手機(jī)APP和后臺(tái)主站3部分。系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

監(jiān)測(cè)終端主要包括4G模塊、采集模塊和主控模塊,采集模塊通過(guò)RS-485通信接口抄讀智能漏保的狀態(tài)字、剩余電流及各相電流/電壓值,由主控模塊打包通過(guò)4G模塊上傳至后臺(tái)主站。另外,監(jiān)測(cè)終端可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇主動(dòng)抄讀模式或避重抄讀模式。

手機(jī)APP用于隨時(shí)查看智能漏保的狀態(tài)、剩余電流及各相電流/電壓值,并接收后臺(tái)主站的推送信息,并且手機(jī)APP可以設(shè)置監(jiān)測(cè)終端的抄讀模式。

后臺(tái)主站用于解析智能漏保的狀態(tài),根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)格式顯示智能漏保的當(dāng)前狀態(tài)、剩余電流及各相電流/電壓值,并且將異常狀態(tài)推送至手機(jī)APP。另外,后臺(tái)主站也可以設(shè)置監(jiān)測(cè)終端的抄讀模式。

2 基本原理

監(jiān)測(cè)終端內(nèi)部URAT的波特率固定9 600 bps,無(wú)校驗(yàn),監(jiān)測(cè)終端4G模塊與后臺(tái)主站通信采用透明數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

后臺(tái)主站通過(guò)4G模塊通信口發(fā)送讀取目標(biāo)漏保通信地址命令幀給監(jiān)測(cè)終端,監(jiān)測(cè)終端收到此命令幀后返回確認(rèn)幀給后臺(tái)主站。后臺(tái)主站收到確認(rèn)幀發(fā)送設(shè)置目標(biāo)漏保通信地址命令幀給監(jiān)測(cè)終端,監(jiān)測(cè)終端收到此命令幀后綁定目標(biāo)漏保資產(chǎn)編號(hào),并返回確認(rèn)幀給后臺(tái)主站。

后臺(tái)主站通過(guò)4G模塊通信口發(fā)送抄讀漏保數(shù)據(jù)命令幀給監(jiān)測(cè)終端,監(jiān)測(cè)終端收到此命令幀后漏保數(shù)據(jù)(漏保數(shù)據(jù)包括各相電流/電壓值、狀態(tài)字等)給后臺(tái)主站。后臺(tái)主站解析監(jiān)測(cè)終端上傳的數(shù)據(jù),判斷智能漏保的狀態(tài),根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)格式顯示智能漏保的狀態(tài)及電流、電壓值、剩余電流值等,然后做響應(yīng)處理,如狀態(tài)字解析為漏電跳閘,則推送漏電跳閘的信息。智能漏保狀態(tài)及剩余電流界面如圖2所示。智能漏保各相電流、電壓值界面如圖3所示。

圖2 智能漏保狀態(tài)及剩余電流界面

圖3 智能漏保各相電流、電壓值界面

后臺(tái)主站采用云服務(wù)器,簡(jiǎn)單高效,通過(guò)云服務(wù)器計(jì)算、存儲(chǔ)上傳的數(shù)據(jù),方便日后查看。

為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)終端長(zhǎng)期在線,監(jiān)測(cè)終端具備外接電源的功能。每臺(tái)監(jiān)測(cè)終端都有唯一身份碼,與智能漏保資產(chǎn)編號(hào)綁定,實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。監(jiān)測(cè)終端抄讀模式可選,根據(jù)不同的現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行設(shè)置,主動(dòng)抄讀模式,適用于無(wú)其他監(jiān)測(cè)平臺(tái)的智能漏保,避重抄讀適用于有其他監(jiān)測(cè)平臺(tái)的智能漏保。監(jiān)測(cè)終端還具有GPS定位模塊,方便工作人員處理異常時(shí)快速定位漏保位置。

3 裝置優(yōu)勢(shì)

智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置可在智能漏保不斷電的情況下進(jìn)行安裝,安裝過(guò)程不影響智能漏保正常工作。智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置還可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇抄讀模式,模式包括主動(dòng)抄讀與避重抄讀,對(duì)于無(wú)其他監(jiān)測(cè)平臺(tái)的智能漏保選擇主動(dòng)抄讀模式,抄讀時(shí)間間隔可以設(shè)置,默認(rèn)是5 s,對(duì)于有其他監(jiān)測(cè)平臺(tái)的智能漏保則選擇避重抄讀模式,監(jiān)聽(tīng)其他監(jiān)測(cè)平臺(tái)上下行報(bào)文,報(bào)文結(jié)束后進(jìn)行抄讀,實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)共同監(jiān)測(cè)的目的。

智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置還設(shè)計(jì)有定位模塊,能精確地定位監(jiān)測(cè)終端的安裝位置,通過(guò)手機(jī)APP隨時(shí)隨地查看現(xiàn)場(chǎng)智能漏保的位置、狀態(tài)、剩余電流和各相電流/電壓值,便捷性更高。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

溫州瑞安某臺(tái)區(qū)智能漏保頻繁跳閘,測(cè)試人員使用智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試人員到場(chǎng)后,勘察現(xiàn)場(chǎng)并安裝智能漏保在線監(jiān)測(cè)裝置,通過(guò)多天的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),各相電流、電壓值界面如圖4所示。剩余電流曲線如圖5所示。

圖4 各相電流、電壓值界面

圖5 剩余電流曲線

5 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于部分因故退運(yùn)的智能漏保和未裝設(shè)配電自動(dòng)化主站系統(tǒng)的智能漏保,通過(guò)智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),及時(shí)掌握智能漏保實(shí)時(shí)狀態(tài),避免人員長(zhǎng)期值守,極大地節(jié)約了人力和物力的成本。

智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集頻率越高,數(shù)據(jù)上傳越快速,并擁有異常推送的功能。智能漏保在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)時(shí)掌握漏保運(yùn)行狀態(tài),以便于及時(shí)處理各類(lèi)異常狀態(tài),如漏電跳閘、過(guò)載跳閘等,改善居民用電環(huán)境,有效保障人身安全。