防盗降损在线监测综合管理系统

摘要：基于10kV载波通信技术的农网防盗、降损在线监测综合管理系统，是一套监控电网运行及电力设施防盗预警的系统，其目的是保障电力设施的正常运行，免遭破坏；同时，通过实现动态无功补偿，提高电压质量和降低线损。该文介绍了该系统的组成、特点及主要功能。

关键词：载波通信；农网；在线监测；综合管理；系统

中图分类号：TM764.1                文献标志码：B                文章编号:1003-0867(2007)01-0031-02

长期以来，偏远地区经常发生的一些电力设施被盗或被损坏现象，一直困扰着电力部门，实施电力设施防盗的有效措施已迫在眉睫。同时，随着社会主义新农村建设，农民生活和农业生产对用电需求将持续增长，对电能质量的要求也不断提高；实施对农用配电变压器的在线监测、无功优化管理以及降低线损等措施，正是保证电能质量的有效手段。农村电网防盗综合监测系统是一套电力设施防盗预警及监控电网运行的系统，对于保障电力的正常供应具有重要意义。

该系统利用10 kV载波通信技术传输和监测电力线路三相的供电状态和变压器位置状态，当电力线路和配电变压器状态异常时，立即向主站管理系统报警；利用配电综合测控仪来测量配电变压器的运行参数和动态无功补偿控制；利用GPRS（General Packet Radio System）新兴通信技术来传输监测线路各测量点的实时运行情况。实现了电流不平衡率分析、电压电流谐波及总畸变率的监测、电量统计、负载率统计分析、变压器运行状况综合分析、损耗统计等功能模块，使得用户异常用电行为能够及时发现、及时处理，降低损耗，实现配电变压器的综合管理，达到提高电能质量的目的。

1 系统组成

农村电网配电设施防盗预警、在线监测综合管理系统由10 kV载波通信及防盗预警子系统、配变监测及无功智能补偿子系统、基于GPRS的无线通信子系统和主站管理系统组成。在本系统中配变监测及无功智能补偿子系统和10 kV载波通信及防盗预警子系统，负责采集配变的电量参数和防盗预警信息，通过10 kV载波通信和GPRS无线通信将数据传输给主站管理系统。主站管理系统再将收集的信息进行分析处理。

2 系统特点

以自行开发的配电数字载波通信方式为基础，以变电站为子群，把10 kV的电网组成统一的开放“树状结构”通信网络；GPRS数据传输业务提供了一个可靠、经济、实用的通信网络，具有投资小、安装方便、覆盖范围广、接入速度快等优点，GPRS新兴通信技术的使用，实现了电力行业对配电网在正常及事故情况下的监测、计量、保护，为供电部门的工作管理提供了现代化的手段；运行在WINDOWS 98/2000/XP/NT 操作系统下面，具有友好的用户界面；系统管理员具有最高操作权限，并有密码保护，防止受限操作人员操作；系统参数设置、修改、删除操作简便、快捷；数据库管理细致、完善，能随时查询各网点变压器的运行状态；实时性强，安全性高。

3 系统功能

3.1 10 kV载波通信及防盗预警子系统

出线管理单元功能。接收该出线上所有配变监测单元所采集到的变压器状态信息，实时发送至后台管理系统；对所有配变监测单元的集中扫描；保存所有配变监测单元的状态数据。

配变监测单元功能。实时监测三相电压(配电变压器低压侧)的有无；实时监测电流环的开闭状态；随时应答出线管理单元的查询；保存所监测的变压器的各种状态。当查询命令到来时,将所保存的状态信息通过10 kV电力线传送至出线管理单元。

3.2 配变监测及无功智能补偿子系统

配电综合测控仪是配变监测及无功智能补偿子系统的核心部件，负责配电变压器运行参数的采集和补偿电容的投切控制。

配电综合测控仪采用高性能的16位DSP单片机和大规模FPGA电路，运用交流采样技术进行全数字化设计，是集数据采集、通讯、无功补偿、电网参数监测分析等功能于一体的新型配电测控设备，适用于交流50 Hz、0.4  kV低压配电系统的监测及无功补偿控制。

配电综合测控仪在软件、硬件上采用了高集成度的模块化设计；充分考虑电路的电磁兼容，抗干扰能力强；使用元件冗余系数高，运行可靠；大屏幕全中文液晶显示，操作方便，维护简单。

主要功能如下。

数据采集：三相电压/电流/功率因数；日电压/电流最大、最小值；有功功率/无功功率；停电时刻/来电时刻；有功电能/无功电能；累计停电时间；频率/谐波电压/谐波电流；电压超上、下限/缺相时间；日谐波电压/谐波电流最大、最小值。 数据存储为2个月。

数据通讯：具有RS232/485及红外通讯接口，通讯方式可采用现场采集或远程采集。可实现定时召唤或实时召唤，响应预置参数的修改及远程控制。

数据管理：基于WINDOWS9X操作平台，通讯数据自动生成各报表、曲线及棒图。谐波分析至15次。

无功补偿：取样物理量为无功功率，无投切振荡、无补偿呆区。△+Y的任意组合方式，既兼顾了三相共补的成本低，又吸取了分相补偿准确，功耗小、节能、利于散热等性质，是新产品补偿装置的理想补偿方式。参数按实际需要设置，无需编码。

运行保护：当电网某相电压超过过压保护限值，装置无延时逐一切除电容器；当电网某相电压超过过压闭锁限值或低于低压闭锁限值，和某相电流低于低流闭锁限值时，禁止投入电容器；谐波超限和零序超限时禁止投入电容器；当温升超限、装置故障时装置无延时逐一切除电容器。

显示：采用128×64 LED背光宽温液晶显示器。平时显示器自动关闭，按任意键可激活显示；全中文菜单显示，层进式目录；实时显示电网有关参数；直观显示预置参数；直观显示累计、统计及历史数据。

3.3 GPRS的无线通信子系统

软件防火墙：系统存在安全隐患，由于通信经过INTERNET网和中国移动的GPRS无线通信，存在潜在的安全性问题，目前系统采用软件防火墙技术，报文的特定格式等来保证。

系统数据自动恢复：存在转接时延，GPRS分组通过不同的方向发送数据，最终达到相同的目的地，那么数据在通过无线链路传输的过程中就可能发生一个或几个分组丢失或出错的情况，为了避免数据频繁丢失的情况发生，系统采用问答式的通信模式。同时，在采集终端保存历史数据，在通信中断或数据丢失的情况下，主站系统数据可以自动恢复。

3.4 主站管理系统

主站管理系统自动实现数据的采集和存储，通过对实时数据、历史数据的统计分析，实现配变运行监测、无功补偿优化管理、电能表数据采集、配电数据分析、负荷控制、统计数据查询及报表打印及WEB数据服务等功能。

4 结束语

基于10 kV载波通信技术的农网防盗、降损在线监测综合管理系统在配网管理AM/FM系统、集抄系统、配网自动化系统、用电营销系统、SCADA系统、电能量计费系统之间架起了桥梁，使配电网的数据在应用系统中构成了闭环，为供电公司现有的计算机应用系统建立了一个完整的数据平台，使现有的数据信息资源得到了综合充分的利用和共享，充分发挥了现有计算机应用系统在生产管理中的作用。

参考文献

郝印涛,等.配网管理与调度间的信息交换.农村电气化,2004,(10):13~14.

艾茂民.变电站电能质量的监测与分析.农村电气化,2005,(7): 23~24.

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