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摘要：长期以来，低压电网的电源端及支（干）线路的负荷及漏电流一直处于无法远程监测和控制状态。0.4kV低压线路发生过负荷或漏电流超过设定值后造成空气开关跳闸后，无法自动记录并上报跳闸原因及时间等信息，造成故障原因分析解决困难，而且无法在远方操作空气开关快速进行故障的隔离及恢复供电。本文结合作者的实践，浅谈低压电网负荷及漏电流综合监控系统的研制。
关键词：低压电网 负荷 综合监控系统
1.低压电网漏保安装模式分析
长期以来，低压电网的电源端及支（干）线路的负荷及漏电流一直处于无法远程监测和控制状态。0.4kV低压线路发生过负荷或漏电流超过设定值后造成空气开关跳闸后，无法自动记录并上报跳闸原因及时间等信息，造成故障原因分析解决困难。长期的实践证明，此种漏保安装模式，无法让漏保正常投入使用。原因主要有以下几方面。
一是安全意识不到位。用电客户特别是农村客户，对于漏保的作用知之甚少，或虽明白，但由于长期存在的小漏电并未发生大事故的“经验”，使其心存侥幸，认为“原来用得好好的都不会出事，一装漏保就无法用电”，对于未装漏保的危害性没有深刻感受，而少投资及能用电的心态却影响着其行为。正因为如此，在漏电保护动作后，请人将漏保短接或拆除也就成了再“正常”不过的现象了。
二是用电管理跟不上。由于末端漏保装在客户端，当某个客户因未装漏保而引起分支漏保或总保跳闸时，很难查出是哪户漏电。此时，很多人首先想到的是管理不到位的问题，但却很少人去深究其为何管理不到位，那么其原因是什么？用电检查人员能否解决呢？首先，法律对于私权的保护，使得用电检查人员入户检查往往受到限制，如果哪个客户不愿配合，用电检查人员将无法入内检查，也就无法发现客户是否安装。其次是工作量太大，单是每户入户走一遍，每天也只能走上七八百户，如果加上漏保试跳以及记录、客户签字等，那么一天内只能完在200户左右的客户漏保检查。那么我司10几万客户一年一次的检查，需要多少人力物力大家可想而知了，更别说，客户不在家或客户阻挠检查所带来的工作量了。再次，客户整改的积极性及优质服务的压力，已严重影响漏保的投运，由于漏保安装在客户室内，且因国产电器绝缘技术存在不足，使漏电存在偶发性，客户是否积极整改，以及对用电的强烈需求，用电检查人员很难将整改原则坚持到最后。
三是抢修工作量大。由于末端漏保无法管理到位，势必使得分支漏保、总保经常因客户内部原因而产生动作，造成送电与查漏工作量大增，从而一线员工势必在心理上产生抵触心理，从而动摇了一线管理者的管理信心，最终从内部影响对漏保的管理基础。
要克服以上困难，必须装设带智能接口的漏保，并对漏保的运行情况进行监测，能自动采集负荷数据、漏电流以及记录故障跳闸的原因，同时通过远程遥控，控制断路器的分合闸，实现故障线路的隔离和非故障线路的恢复供电。对低压电网负荷及漏电流的远程直观监控与管理，对于提高低压电网负荷及漏电流的运行管理自动化水平将产生有益的作用。
2.系统设计原则
针对低压电网负荷及漏电流无法得到有效监控的现状，所研制的变电站端子箱防潮控温系统，其目的在于：通过有效的监测控制技术，智能监测低压电网线路运行状态，智能切除故障线路，从而确保供电的安全可靠。系统的设计原则是：
一是可靠性。监控终端与智能断路器采用分体结构，模块化设计，信息传输采用基于2.4GHz 的ZigBee无线传感器网络，不需要另外布线。
二是实用性。
实用性是本系统设计时要遵循的首要原则，一切功能都必须在为实际生产服务的过程中才能充分体现其价值。系统功能的实用化是衡量信息管理系统建设成功与否的基本标准，是本系统为电力企业创造经济效益的一个重要方面。本系统在设计初期就牢牢把握用户对系统的要求，以满足用户的现实需要为最终目的。
三是先进性。本着高定位、高起点的指导思想，使系统具有较强的生命力；同时能方便系统软件的升级和改版。系统采用浏览器/服务器的体系结构，具有安全性、并发控制、多用户操作等功能。
四是开放性。主站采用当今国内外最流行web方式来开发，采用面向对象技术、多线程技术，提高软件的可靠性、可继承性、可维护性和可扩充性。设计上采用多层结构设计模式，能够很方便的添加扩展功能需求。
3.系统总体设计
软件平台数据库：Access2007；数据服务器：UNIX操作系统或WINDOWS SERVER 2003操作系统或WINDOWS SERVER 2008操作系统；应用服务器：UNIX操作系统或WINDOWS SERVER 2003操作系统或WINDOWS SERVER 2008操作系统，Apache Tomcat V7.0；WEB客户端：WINDOWS 2000/2003/XP，Internet Explorer 6.0以上。
本套低压电网负荷及漏电流综合监控系统由四个部分组成：上位机软件平台、通信管理机、剩余电流监控终端及剩余电流断路器
低压电网负荷及漏电流综合监控系统要借助可靠的通信手段，将现场所采集的智能断路器的各种信息上传至后台监测中心，同时将监测中心的数据发到现场的智能断路器，但是由于通信规约互不兼容，彼此间无法互联，无法满足信息高速传递的现代化通信要求。通信管理及规约转换是实现监控系统互联的关键技术，而该系统的中心部件就是通信管理机。
通信管理机是基于RCM6710模块的嵌入式系统，可分为系统和接口两个部分。系统部分作为核心部件，在电路设计上充分考虑通用性，调试成功后，可作为通用模块用于其他项目，有效缩短开发周期。接口部分实现规约转换器的专门功能，按照需要进行规约转换的通信规约特点进行专门的设计。
监控终端是基于ZigBee无线传感器网络的低压电网负荷及漏电流综合监控系统的重要组成部分，其设计的目的在于改变目前低压电网负荷及漏电流无法得到有效监控的现状。微处理器用于信息处理，控制命令的数据，并管理其他模块。继电器输出模块、开关量采集模块为终端预留模块，可用于扩展功能。通信模块主要负责将电信号转换为无线电波信号，实现信息的无线传输。
4.小结
系统采用无线传感器网络作为数据传输的通道，各个终端成为网络上的节点，可以组网运行，在数据传输过程中，以加密形式传输，提高了网络运行的稳定性。实现远程监视智能断路器的运行状态并控制其进行分合操作，方便运行人员随时随地对设备的运行状态进行干预，真正实现信息的双向交互。通信管理机作为通信网络与监测设备之间的接口设备，承担着数据汇总的任务，需要从下层众多的终端ZigBee模块接收数据包。设计中采用基于RCM6710的嵌入式操作系统，网络通信上采用API操作模式，配合多对一路由方式，可有效提高ZigBee网络的路由效率，保证ZigBee网络的畅通。利用无线公网GPRS网络，实现与上位机高速互联互通。主站人机界面友好，其功能模块是按供电企业的职能部门的不同来设计，及易为用户所接受。采用先进的网络架构设计，易移植、易扩展，满足现代企业发展的需求。鉴于以上所述，该系统可以推广使用，可以作为老式的漏电保护器的替代品和提高低压电网自动化水平的首选设备。
参考文献：
1.沙聪华.基于3G技术的配电变压器远程监控系统的设计[J].广东电力，2011
2.杜浩东.配网自动化通信系统的研究[D].华南理工大学，2013