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更新時間：2023-11-01 
瀏覽次數：759摘要：設計基于當前Web應用系統開發中流行的5層架構B/S模式，提出了配電室電能質量監測軟件的總體設計方案和實現方法，規范信息和提升效率的方案。
關鍵詞：配電工程，監測，，配電監控。
0 引言
隨著經濟迅速發展，當前企業對電力依賴性逐漸增強，企業對電能質量的要求也越來越高。為保證有良好的電能質量，現使用網絡及計算機技術設計一套配電室監控系統。當前國內有些系統通過采取監控信息“定值式”管理、屏蔽干擾信息、消除常亮光字牌、采用遠程工作站驗收監控信息等綜合措施來實現對配電室的監控。但這些方案通常僅具有監控功能，而無法對異常情況進行分析與處理。另外，很多系統在數據處理，標準和方式等方面也存在一些問題[1-7]。為解決上述問題，本文提出一種基于Web的配電室監控系統。
1 電能質量監測和分析系統
本文設計的是一種基于互聯網的電能質量監測和分析系統。多功能儀表能夠對電網中的無功、負序分量及諧波進行監測和分析，并且還能將每個電能質量參數的檢測結果與設定值進行比較。在電能質量參數的檢測結果越限，同時通過光電隔離后驅動繼電器，保護電網中的設備。此外，本文設計的監控系統采用Web技術將監測分析系統進行組網，從而實現了對不同配電室的電能質量參數進行統一管理。
2 系統架構
本文設計的監控系統中，電能質量信息發布的模式采用了當前流行的Web應用系統開發中5層架構B/S（瀏覽器/服務器）模式。配電室以Web瀏覽器作為運行平臺，所有開發、升級和維護都集中在服務器端，這樣可以為以后系統維護提供方便。基于B/S模式的監控系統，可以允許客戶在計算機上不安裝任何軟件，僅通過互聯網即可實現對配電室的監控功能。
配電室監控系統可以實現同時監測多條線路的電能質量參數。由于本系統的硬件設計使用模塊化結構，可移植性強，也為以后接口擴展提供便利。遵照“面向對象和分層分布”的原則，分布式多通道電能質量監測和分析系統統硬件分為5層結構：展現層、服務層、儲存層、傳輸層和感知層。（1）感知層：感知層主要是接在配電室的電力測量多功能表、傳感器、攝像頭等設備。（2）傳輸層：本層次主要是用來把感知層采集的數據信息傳輸到云端數據庫。（3）儲存層：本層根據數據類型和數據采集時間建立數據庫,將數據存儲到數據庫對應表格中。（4）服務層：J2EE的Web組件包括JSP頁面和Servlet兩種。JSP頁面是一個嵌入Java程序的網頁文件，它在服務器端被編譯成Java，運行在J2EE服務器上。（5）展現層：主要作用是將各類操作功能提供給用戶，使用戶能夠有效地運用系統。
3 系統功能
配電室電能質量和運行環境出現問題及時維護，否則將影響整個配電室供電，甚至造成巨大損失。本文設計的系統分為電能質量不合格和配電室運行異常兩部分。當系統監測數據達到預設標準，系統會發出，主動以聲音、彈出對話框的形式告知用戶，并記錄相關事件供今后查詢統計。
3.1電能質量設置標準
電能質量的概念非常廣泛，電能質量出現問題可能會產生諸多影響。例如電壓過低可能導致供電設備無法正常使用、電壓閃變可能造成燈光不停閃爍，頻率和諧波的電能質量問題還對一些精密儀器產生影響。本文設計的監控系統所涉及的電能質量問題的限值均采用標準。
3.2事件
配電室除了有電能質量問題，還對配電室的溫濕度，煙霧濃度等環境參數有嚴格要求。當系統監測數據超過預設值，系統便會。配電室運行環境參數主要分為以下兩個方面。（1）環境參數采集系統。采集配電室環境信息，如：溫度濕度、煙感、溢水、門狀態等。通過檢測配電室環境參數，可有效地監測配電室內各設備的運行環境。（2）紅外探測系統。紅外探測系統由聲光器和探測器構成，用于監測配電室內是否有動物闖入。當紅外探測裝置探測到配電室內有貓、鼠等小動物闖入時，隨即在配電室和監控中心發出信號，監視主機自動調出相應配電室的視頻畫面，以提醒運行維護人員配電室內有動物闖入。同時，發出聲光警示動物，盡量避免動物闖入造成配電室內設備發生故障。
4 應用案例
本文提出的配電室監控系統已經在北京市東直門某配電室投入使用。本文提出的基于規范，統一通信協議、多層模塊設計、數據集及混合計算技術的監控配電室運行數據分析系統，在配電室監控的運行過程中取得了預期的運行效果，系統運行情況如圖所示。
配電室出線電路圖
配電室監控系統投入運行后，有效解決了配電室運行環境異常、信息混亂的現狀。以東直門配電室試點應用情況為例，通過對覆蓋區域的電壓、電流、功率因數等電網運行指標在正常范圍內的實時監測與分析，若發現電網異常運行，則可以迅速和做出相應處理。
5 安科瑞配電室環境監控系統
5.1概述
配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子系統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。
5.2應用場所
適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。
5.3系統結構
5.4系統功能
5.4.1實時監測
能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關故障、告警等信息。
5.4.2數據查詢
在人機界面中，可以直接查看配電室中各個設備的運行數據。
5.4.3曲線查詢
可以直接查看各電參量曲線。
5.4.4運行報表
查詢配電室內設備的運行數據報表。
5.4.5實時告警
具有實時告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。
5.4.6歷史事件查詢
能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。
5.4.7用戶權限管理
設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。
5.4.8網絡拓撲圖
支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。
5.4.9遙控功能
可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。
5.5系統硬件配置
| 名稱 | 型號 | 圖片 | 功能 |
| 系統 | ACREL-2000E |
| Acrel-2000E配電室綜合監控系統，可實現開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、母線及電纜測溫監測、環境溫濕度監測、有害氣體監測、安防監控，可對燈光、風機、除濕機、空調控制等設備進行聯動控制。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，優化動力環境，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，實現配電動力環境的分布式遠程管理。 |
| 智能通信管理機 | Anet-2E4SM |
| 通用網關，2路網口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。 |
| 主機 | Acrel-2000E/A |
| 數據采集、狀態監測、設備控制、事件記錄查詢，可以根據采集到的設備數據或狀態聯動啟動風機、聲光器、空調、水泵等設備。 |
| Acrel-2000E/B |
| 參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、事件記錄查詢、圖片和視頻查詢功能。 | |
| Acrel-2000E/M |
| 參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、事件記錄查詢、圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。 | |
| Acrel-2000E/G |
| 參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、事件記錄查詢、圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝 | |
| 環境監測硬件 | RS-WS-NO1-8 |
| 用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC 85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0%RH～99%RH |
| BRJ-307 |
| 光電式煙霧傳感;電源正極（DC 12V）：+12V，繼電器輸出：常開觸點 | |
| RS-SJ-N01R01-2 |
| 接觸式水浸傳感器，監測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況，工作電源：DC 10-30V工作溫度：-20℃~+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應時間：1s繼電器輸出：常開觸點 | |
| 環境監測硬件 | T35-II-5.6 |
| 風量4800，帶溫控器，帶消聲段，電機變頻 |
| AT8002 |
| 常開型；感應距離：30-50mm材質：鋅合金，銀灰色電度干接點輸出 | |
| DS-2DC6120BY-A |
| 視頻監控 | |
| ARTU-KJ8 |
| 8路開關量輸入,8路繼電器輸出 |
6 結語
本文研究配電監控系統主要意義在于：通過計算機計算、通信技術及數據庫技術的運用，可以規范現有的信息，優化方式，設計與現有配電室需求相符的配電室智能監控系統。并且可以根據數據傳輸采集、實時分析、雙向互動及精準計算等方法，使系統對配電室的遠程控制與監測得以實現。該系統對企業供電實現配網自動化具有很好的促進作用，對供電公司降低配電室運營成本、提高企業用電管理水平起到了積極的作用。
參考文獻：
金芬蘭,王昊,范廣民,余建明,米為民.智能電網調度控制系統的變電站集中監控功能設計[J].電力系統自動化,2015,39(01):241-247.
周志強,唐云峰,袁明飛.基于Web的配電室監控系統的設計與實現.
安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.
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