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基于无线公网的新型小区变电所远程监控系统
[ 通信界 / 孙海渤 江苏省电力公司 / www.cntxj.net / 2009/6/24 16:29:57 ]
 

  摘  要:探讨了小区变电所运行管理难题,介绍了基于无线公网的新型小区变电所远程监控系统的构成、工作原理、主要功能、实际应用状况和效果 
  关键词:小区变电所 无线公网 监控系统  
 
  小区变电所(简称小区变)是居民住宅非常重要的供电配套设施,小区变的安全稳定运行是用户可靠用电的基本保障。随着高层住宅的大量出现和居民生活水平的提高,对电力系统安全可靠供电的要求也越来越高。由于小区变分布广、数量大,供电企业往往难以及时发现小区变运行中出现的问题,造成设备损坏,故障或事故发生,用户停电。本文系统地阐述了一种基于无线公网的新型小区变电所远程监控系统,该系统能实现安保、消防、监控等多项功能,解决了长期以来困扰电力系统的小区变电所难以有效管理的难题,并已经在实际应用中取得了良好的效果。
1 小区变运行管理的主要难题
  ⑴目前电力系统对小区变采取的是无人值守、定期巡视的管理方式,经常会发生小偷破门(窗)闯入盗窃以及外来人员误入的现象,对设备的安全运行以及人身安全都构成了重大威胁。
  ⑵一般小区变没有停电后的备用电源,至使其部分防误联锁功能不能实现,给安全操作埋下了重大隐患。例如小区变电源进线检修,需要合进线接地刀闸或挂接地线时就没有任何防止带电合地刀闸(挂接地线)的防误装置。
  ⑶部分小区变使用了SF6开关,但没有检测SF6气体含量是否超标的报警装置。
  ⑷小区变变压器负荷状况不能及时掌握,冷却风机无法及时开停。
  ⑸小区变无远程通信通道,无法将检测到的数据上传实现远程在线监测。
2系统的组成和工作原理
2.1系统的组成
  小区变电所远程监控系统由现场传感器检测单元、现场监控工作站单元、通讯工作站单元以及管理终端单元等几部分组成,如图1所示。
  ⑴现场传感器检测单元由烟雾传感器、人体感应传感器、SF6气体传感器、氧气传感器等组成,负责采集现场各项检测信号。
  ⑵现场监控工作站单元由信号处理器、高速中央处理器(CPU)、自存储器等多个部分组成,分别负责对采集到的现场检测信号进行数模转换、信号放大、参数补偿、分析运算以及暂存等处理。

  ⑶通讯工作站单元由无线公网(GSM、GPRS)通讯模块、抗干扰模块等组成,负责将经过处理的数据或实时的报警信号通过无线公网上传。

  ⑷管理终端单元主要由监控计算机和监控管理软件组成,一台管理终端单元可对数十个小区变电所进行集中监控,可对各种监控数据进行分类管理,并可实现相应的遥测、遥信和遥控功能。

图1  小区变电所远程监控系统结构示意图
2.2工作原理
  根据现场监控的需要,可分别设置多种类型的检测传感器,在日常的监控管理中,传感器能实时采集到相应的检测信号,传感器能定时采集到相应的信号,通过通讯总线传送至现场监控工作站单元,信号经过处理、运算、分析后,传送至通讯工作站单元,并通过无线公网向管理终端单元上传各项数据。当现场发生报警状况时,如发生火灾、人员闯入、SF6气体泄漏超标、氧气含量偏低等,报警信号将同步向预先设置的维护人员手机和管理终端单元发送报警短信。
 
2.3系统可行性保障
  (1)GSM和GPRS通讯网络在我国已有多年发展时间,其技术已经相当成熟,且整个网络覆盖区域也十分普遍,系统利用该平台作为信息传递的主要途径。
  (2)采用国外最新的红外感应和微波感应技术,在防盗功能中将两者完美的进行结合,同步感应确保检测的准确性。
  (3)由于系统是在变电所强电磁场干扰的环境中工作,因此,对抗干扰的要求很高,在设计中充分利用硬件屏蔽与软件智能补偿的方式有效的解决了这一问题。
3 系统的主要功能
  小区变电所远程监控系统在综合了电力系统日常管理要求的基础上,具备下列功能:
(1)火灾报警
(2)防盗报警
(3)SF6气体泄漏超标报警
(4)缺氧超标报警
(5)布防、解警、启停风机(现场人工操作和远程遥控操作)
(6)远程数据上传及报警
(7)自动巡检(自检)
(8)信息管理(定向手机号码设置、小区变电所命名、报警记录管理、上传历史数据管理等)
4 系统的主要特点及解决的问题
  (1)解决了小区变无远程通信通道的问题
由于现有的小区变与监控中心之间没有相应的通信网络存在,采用GSM手机模块,利用成熟的GSM公共网络的手机短信方式去实现远程遥测、遥信、遥控功能。
  (2)完善了防误联锁的问题
在所用电停止时,为高压带电显示闭锁装置提供不停电电源,可以确保其防误联锁功能仍能可靠实现。
 
(3)将安保和消防等功能融为一体
  针对当前小区变无人值守的状况,通过增加防盗报警、火灾报警、SF6气体泄漏报警、缺氧报警等功能,及时将小区变异常的情况告诉运行维护人员,消除事故隐患,提高运行管理水平。
(4)提供配网自动化平台
  根据实际情况,还可增加对开关量的遥信、断路器的遥控、相关电气参数及变压器超温的遥测功能,使运行维护人员及时掌握各小区变设备运行状态,实行远程操作,提高了配网自动化水平。
(5)解决了电力系统对小区变难以集中管理的难题
  实现对多个小区变无线组网,用一台终端监测网内所有的小区变,对所辖小区变集中遥信、遥测和遥控。
 
5 系统的实际应用及前景
  小区变电所远程监控系统于2007年起在常州、镇江等地区得到了部分应用,目前在数十个站内运行,由管理终端进行集中管理。投运至今,数据上传准确,报警及时,盗窃、误入等事件的发生比率明显下降。维护人员能够在不到现场的情况下,对现场进行可靠的实时监控,节约了大量的人力、物力和财力,提高了小区变电所整体的安全运行管理水平。应用实例证明小区变电所远程监控系统能够有效解决小区变安全运行管理难题,为大面积推广打下了坚实的基础,具有较为广阔的发展前景。
6 系统发展的方向
  目前的小区变电所远程监控系统主要通过GSM网络进行数据传输,但该网络属于第二代无线通讯网络,具有传输数据量小,传输速度缓慢等痼疾。笔者考虑,可利用现有已经成熟的GPRS网络和即将投入运行的3G网络解决上述难题。同时,还可增加GPS电子地图功能,系统可最终实现故障地点的精确定位。
7 结语
  小区变电所远程监控系统的应用,构筑了小区变电所的安全防线,对保障供电系统的安全可靠供电,提高安全生产管理水平具有十分重要的意义。
 
 
参考文献:
  [1] 赵 龙,李仁俊,车仁飞. GSM应用于配变监测的研究[J].电力系统及其自动化学报,2003,15(4):55 - 57.
  [2] 栗玉霞,徐建政,刘爱兵. GPRS技术在自动超表系统中的应用[J].电力自动化设备,2003,23(12):1 - 7.

 

作者:孙海渤 江苏省电力公司 合作媒体:专网通信世界-中国电力通信网 编辑:顾北

 

 

 
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