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配电房智能化管理探索

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：董婷婷

[导读] 摘要：配电房是电力系统中的末端，它的运行稳定与否直接关系到供电可靠性。

        国网岚县供电公司山西省吕梁市岚县 033500
        摘要：配电房是电力系统中的末端，它的运行稳定与否直接关系到供电可靠性。为此，必须加大配电房的管理力度。基于此点，文章从配电房管理的现状分析入手，对配电房智能化管理系统的设计应用进行论述。期望通过文章的研究能够对促进配电房管理水平的提升有所帮助。
        关键词：配电房；智能化；管理系统
        引言
        在传统的配电房中存在着一些运行方面的问题，如对高低压开关柜带电是否存在隐患，配电房内是否存在电气火灾隐患，变压器温升、振动是否异常，电房温度、湿度、有害气体是否超标等难以掌控，需要在配电房中装设监控系统，实现对配电房运行状态的监控。进行实时设备监控，可根据后台设置和电房的实际情况，自动对配电房的突发情况进行预处理，做到及时、准确，保障配电房安全。
        1配电房智能化施工改造的必要性
        目前，配电房内一般均设有高压、变压和低压等设备，这些设备在使用的过程中会产生电流，发出热量，使得配电房内的温度比室外高出许多，这就给电子元器材带来较多的不确定的因素，甚至会引起火灾。另外，在雷雨天气，配电房也可能会因雷击或雨水进入配电房内而导致意外发生。故对配电房进行智能化施工改造具有较强的必要性，且可以提高配电系统的供电可靠性。配电房中的智能化功能包括实现对配电房的监控和报警等功能，应对这些功能加以实现。
        2配电房中存在的问题
        2.1在配电方面
        在配电方面，一般配电设备数量多，用电情况复杂，人为监测难以做到及时和精准。同时城市小区内的配电设备众多，影响范围大，用电设备情况复杂；单依靠人工操作和监测，难免会有疏漏。用电需求与日俱增，变压器及配电设备几乎满载运行，面对如此巨大负载的考验，任何一次突发性的设备故障出现都是一个灾难。而且配电设备中的某些故障人员监测难以发现，进而无法及时将故障处理，这就可能造成设备跳闸导致大面积停电，甚至引发火灾，造成巨大经济损失。如何防患于未然，是摆在眼前的必须解决的第一任务。
        2.2在人员方面
        配电房中的人员配备存在数量多、效率低、运维成本高等问题。变电设备负载重，必须配备大量的巡检人员定时对用电设备进行实地监控和操作，手动记录大量配电设备的电流、电压、温度等运行数据，还需要花费大量人力物力对数据进行统计。且小区人员密集，情况复杂，电房内随时可能出现诸如小孩闯入、抽油烟机导致烟雾浓度剧增以及噪声太大等问题，因此还需要配备轮流值班人员来对这些问题及时进行处理。随着技术人员薪酬的不断攀升，物管公司的管理成本提高，利润空间压缩。
        3配电房智能化管理系统的设计
        3.1系统的主要功能
        3.1.1监测功能
        配电房智能化管理系统能够按照数据信息的重要程度，对信息采集的优先级进行确定，具体包括如下信息：电网参数、计量参数、电能质量参数、工况信息等等。在上述信息当中，电网参数的优先级最高，系统会优先对此类参数进行采集和监测。
        3.1.2故障预警
        配电设备在运行的过程中，不可避免地会出现故障，该功能可以对配网故障进行预测和预警，并在故障问题发生之后，快速对故障原因进行诊断，并对故障点位进行确定。同时，可自动将故障从配电线路中隔离出去，使非故障区域的供电得以快速恢复，由此使配电网具备了自愈功能，运行稳定性和可靠性随之大幅度提升。此外，若是技术条件允许，可以借助网络重构的方法，对配电网的负荷进行均衡处理，实现降低线损的目标。
        3.1.3数据管理
        配电房智能化管理系统采用实时数据和历史数据字典功能，由此除了能够对现场电气设备的测量参数和运行状态信息进行实时监测之外，还能对历史数据进行查询，并且系统能够对数据存储时间进行自动配置。

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按照历史数据记录，系统可以准确绘制出某个参数在一时间段内的运行趋势图，从而为负荷分析提供依据。当配电设备发生故障后，系统会对故障的发生时间、成因、变量等信息进行记录，为工作人员分析故障提供可靠的数据支撑。随着管理系统运行时间的不断延长，数据量会随之不断增多，此时系统会对历史数据进行转存处理。
        3.2配电房环境监控平台
        终端将采集的数据初步处理后通过网络传送到监控平台，平台将设备状态信息在平台上具象化显示出来，便于管理人员直观、准确地获取相关信息，发现和排除隐患。平台与终端设备通过拟定好的规约将数据进行分类，并实时上传。平台将上传的历史数据进行智能分组，通过大数据、边缘计算等手段对数据进行不同维度的分析，完成设备状态统计、故障分析、供电可靠性统计等，并生成图表供运维人员查询。当发现设备存在影响运行的严重故障时，平台会通过短消息、邮件等方式通知管理人员，以便采取相应的处置措施。平台可以通过对设备使用情况进行阶段统计，完成对不同设备的使用、维护和保养建议，使运维管理人员有针对性地安排维护工作。当出现影响运行安全的紧急情况时，平台可下发远程控制命令完成区域断电、分合闸操作，防范事故的发生与蔓延。
        3.2.1数据通信系统
        智能配电房监控系统包含有智能网关。物联网解决方案基于Zigbee（LoRa）、4G等无线通信技术，实时采集配电房内设备运行的相关参数等。
        3.2.2智能化监测单元
        智能化监测单元包含各类数字、模拟量设备和特定功能的传感器，主要涉及两方面内容：（1）用于配电房整体安全的视频摄像头、防盗报警装置和进出门禁系统；（2）用于配电房内运行安全的温度传感器、湿度传感器、变压器测温传感器、开关柜局放检测传感器、水禁传感器、SF6/臭氧/氧气传感器等。
        3.2.3通信层
        可以按照配电网中智能终端的数量，在配电房内设置控制柜，利用控制柜对配电房的电气设备进行监控和管理，从而实现数据服务、就地通信、设备管理等功能。本系统的通信层采用的是双网冗余现场总线网络，由此使得网络通信的可靠性得到保障。
        3.2.4站控层
        在监控中心内设置相关的监控设备，如工程师站、操作员站、服务器等，借助组态软件完成以下功能的设置：界面、运行监控、数据应用以及设备维护等。为使管理系统能够保持可靠的运行状态，采用双网通信，即无线网络和离线访问。
        3.3实现配电房的智能运维
        通过电子标签、电子运维表格、远程视频等，指导运维人员有针对性地开展配电房运维工作，并根据设备状态评价结果、综合数据分析以及运维矩阵，确定设备年度运维等级及其运维策略的过程，合理调度抢修资源，高效指挥抢修工作开展，实现综合数据的智能分析、抢修高效管理、智能运维策略管理等智能运维管理。
        4系统的应用优势
        本次设计的系统采用的是分层体系，各层之间相互独立、互相联系，依托网络通信进行数据信息互传。系统的现场层采用的是智能终端设备，可将现场的电流、电压等电气量信号转换为A/D，并以数字量的形式传给智能化管理系统，由此使得中间环节得以简化，不但提升了设备的运行效率，而且还进一步增强了数据的精确度。智能终端能够对分布的工作进行集成，实现集中控制，促进管理水平的提高。同时系统能够对数据进行实时采集和处理，并对配电房的运行进行在线监测，发现故障问题能够给出解决对策，避免了长时间大范围停电给用户造成的影响。由此可见，该系统具有一定的推广使用价值。
        结束语
        综上所述，配电房智能化管理在提高电力系统运行安全性和稳定性，具有不可替代的重要作用。为此，应当结合实际情况，设计开发配电房智能化管理系统，通过对该系统功能和通信网络的合理设计，发挥出系统的作用，为电力系统的安全运行提供保障。
        参考文献：
        [1]杨东.智能配电房的建设方案分析[J].电力安全技术，2015（7）：31-33.
        [2]吴观龙.基于智能配电房的建设方案研究[J].科技创新与应用，2019（26）：121-122.