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摘要：针对配电环网柜凝露的成因及对配电可靠性的影响，提出了基于多要素相互作用的配电环网柜的防凝露控制算法，并构建了配电环网柜防潮控温的远程实时集散监控系统。该系统有效保证了设备的安全稳定的运行，提高了自动化水平，减少了安全隐患。
关键词：环网柜；凝露；设计；远程监控
引言
在中压配电网中，环网柜是最常用的终端配电方式，一般安装在户外，内部容易出现凝露。凝露会加速柜内设备的金属结构件的锈蚀，降低设备操作可靠性及机械强度，电气件的绝缘性能也会大大降低，造成电气设备爬电、闪络和跳闸等事故，从而给企业生产和居民生活带来不良的影响。本文提出的解决方案，能根据环网柜工作的各种环境条件，综合应用除湿、加热升温和启动排气扇等方法，尽最大程度保证环网柜不出现凝露。根据环网柜PT的负载能力，合理选取除湿器、加热器和排气扇等装置的工作模式，尽量降低系统运行的能耗，实现均衡负载，降低对原系统投切操作的影响，并且对电缆仓和二次仓采用不同的控制策略。利用远程测控技术，实现对环网柜运行的远程测控，实时掌握环网柜运行的情况，及时排除环网柜运行的安全隐患。
1.控制终端与通信管理机设计
环网柜内根据各个开关柜对除湿、加热、换气的需要，配置相应数量的控制终端。为了柜体内外通信的可靠性、通信规约转换、安全性以及GPRS接入费用等诸多因素考虑，环网柜内设置了一台通信管理机中继各控制终端的通信需求，链接各控制终端和远程监控管理中心间的双向通信。
1.1控制终端与通信管理机的硬件设计
控制终端主要功能包括限位开关检测、温湿度检测、凝露判别算法、设定工作模式、指示报警、控制除湿、加热和换气等执行机构以及通过通信管理机接收监控控制平台的指令与发送自身的状态与数据。依据这些功能需求系统选择80C52单片机作为控制终端的控制核心，以满足运算、存贮、I/0接口、通信的需求，环网柜内每个控制终端都有一个唯一的地址码以及与之对应的柜体信息，都可以独立与监控管理平台进行远程信息交互。
1.2防凝露控制算法分析
控制终端通过温湿度传感器实时地检测柜体的温度与相对湿度。绝对湿度为单位空气在一定压力及温度下所含的水汽的质量。饱和湿度为单位空气在该条件下所能包含的最大水汽质量，一般来说温度越高，空气中所能包含的水汽越多，饱和湿度越大。绝对湿度与饱和湿度的比值为相对湿度。如果湿度不变，当温度低至一定值后，水蒸气的分压力达到所对应温度的饱和压力，空气中的水汽就达到饱和。如果温度进一步降低，水汽就会从空气中冷凝析出形成露滴。此现象即为“凝露”。因此，温度和湿度的变化是凝露产生的重要因素。
由以上分析可知，当环网柜周围环境温度较低而柜内的空气湿度接近饱和值时，则首先应通过提高柜内环境温度的方式快速降低空气相对湿度，再通过加速抽湿的方式防止凝露产生；而当周围环境温度较高时，通过加热降低环网柜内相对湿度则会对设备运行造成不良影响，因在相对湿度达到某一设定阂值后进行抽湿，防止凝露现象的产生；而当柜内相对湿度高于其环境湿度时则可主要通过通风的方式降低环网柜内的空气湿度，因此整个系统除湿控制算法在以保证不产生凝露现象的前提下以最经济的方式运行。
2.远程监控管理平台设计
温湿度远程调节与管理软件采用B/S及C/S混合方式，基于NET标准多层应用架构的Wed框架开发平台搭建，具有较高的灵活性、健壮性、扩展性、安全性以及并发处理能力。提供与上一级自动化系统对接的接口，以标准的电力系统通信规约将数据上传；具有短信报警功能。在系统中可查询历史数据、报警信息等；具有通信断线报警、快速地理定位功能。
2.1平台架构
温湿度远程调节与管理软件系统平台主要由WEB服务器、应用服务器、数据库服务器构成，使用GPRS或者VPN网络，通过通讯管理主机对控制终端进行数据获取和控制，应用服务器方面，在Windows平台以服务方式运行，能够在系统重启后未登录的情况下，也能正常的启动服务。与通讯管理机采用基于TCP协议的Socket进行网络通信，双方采用一致的具有校验功能的通信指令格式，保证数据的准确性。通讯管理机先与应用服务器连接，之后定时把采集到的控制终端的实时信息成批发送给应用服务器，应用服务器接收到数据后及时更新内存中的实时信息，并定时存入数据库，作为历史数据。当应用服务器接收到WEB端发送的控制指令时，通过通讯管理机把指令发送到对应的终端上。
2.2关键技术
（1）多层技术架构
平台软件采用多层技术架构搭建，以提高系统的灵活性、可扩展性、安全性以及并发处理能力，适应集约化管理和业务发展的需要。采用B/S及C/S混合方式，按层次分成4层：表示层、业务逻辑层、数据访问层、数据库层。系统采用基于NET标准的多层应用架构Web框架的开发平台，采用分层式设计。这种设计方式具有松散祸合、逻辑复用、标准定义等优点，使系统具有较好健壮性、扩展性、可维护性，多层技术架构
（2）数据加密技术
目前流行的加密算法有MDS } MARS SHA等。考虑到数据库被非法入侵后可能导致所有的密码泄露问题，因此决定采用不可逆的MDS加密算法作为本系统的加密方案。系统使用MDS算法对用户密码加密后存储在数据库文件中，当用户登录时，系统把用户输入的密码计算成MDS值，然后再去和保存在数据库中的MDS值进行比较，进而确定输入的密码是否正确。通过这样的步骤，系统在并不知道用户明文密码的情况下就可以确定用户登录的合法性。这样不但可以避免普通用户的密码被系统管理员知道，而且还在一定程度上增加了密码被破解的难度。
（3）数据通信技术
以太网通信有UDP和TCP两种通信协议。UDP协议具有协议简单、开销小以及传输速度快等特点，但是可靠性较低，常常应用在速度和性能比可靠性要求更高的应用程序中。而TCP中提供了有保证的传输、错误校正和缓冲，保证了数据传输的可靠性，因此在设计中选用了TCP为传输层协议。SuperSocket是一个使用C#开发的开源的轻量级，跨平台而且可扩展的.Net/Mono Socket服务器程序框架。应用服务器底层的数据通信部分采用了SuperSocket框架，采用十六进制的指令格式，以BYTE数组形式进行数据通信。系统具备高性能的事件驱动通信，能够通过会话并发的发送数据，并保持高性能和可控性，自动进行粘包处理
（4）远程过程调用
RPC( Remote Procedure Call Protocol)—远程过程调用协议，它是一种通过网络从远程计算机程序上请求服务，而不需要了解底层网络技术的协议。RPC协议假定某些传输协议的存在，如TCP或UDP为通信程序之间携带信息数据。在OSI网络通信模型中，RPC跨越了传输层和应用层。RPC使得开发包括网络分布式多程序在内的应用程序更加容易。Apache Thrift是Facebook实现的一种高效的、支持多种编程语言的远程服务调用的框架。应用服务器与WEB服务器之间采用Thrift进行进程间的通信，WEB的实时信息都是从应用服务器的内存获取，控制指令也能通过RPC调用应用服务器的发送指令接口，最终把指令发送给对应的终端设备
结语
基于无线传输的配电环网柜防潮控温远程监控与管理系统的优势在于其能实现网络化的非接触式数据传输，不需要布线，不需要改变现有的配电环网柜结构，具有更强的环境适用能力和更高的性价比。通过科学、合理的控制方法，有效破坏柜内的凝露条件，使环网柜远离因凝露带来的损害，提高供电质量，减少由凝露现象造成的经济损失。
参考文献
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