淺談低壓配電監控裝置的功能及作用

摘 要：電力企業為提高供電質量和服務水平，需要一套用電側電能管理系統。本文主要介紹低壓配電監控裝置在用電側電能管理中的應用、功能和其作用。

關鍵詞：低壓配電；監控裝置；應用；功能；作用

1概述

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對電力的需求已經不僅僅滿足于有電用，良好的供電質量和服務水平，成為社會對供電企業要求的重要部分。在電力管理發展過程中，原來以拉閘限電為目的的負荷控制正逐漸向用電管理方向過渡，電力企業為提高供電質量和服務水平，需要有一套完善的用電側電能管理系統，對與用戶直接相關的低壓電網運行狀態進行實時監測，及時掌握低壓配電網運行的情況，適時根據供電需求的增長調整電網負荷，及時發現和定位電網故障，發現異常供電和異常線損，杜絕供電隱患。低壓配電監控裝置是整套用電側電能管理系統中的最重要的一個環節，它一般以低壓網中的配變為監測對象，使電力部門及時了解設備運行狀況，為線損分析、負荷預測、電壓合格率、配電規劃等提供科學的依據。

2配電監控裝置在用電側電能管理中的應用

長期以來，低壓配電網絡一直是供電系統運行可靠性的薄弱環節之一，一些配電變壓器和配電線路因過載發熱、線損率高、電壓質量合格率低等，既容易燒毀設備，也容易危及低壓電網安全可靠運行，而這些故障卻常常被人們忽視，為此，原能源部規定各基層單位要定期上報電壓質量合格率和作配電網的可靠性統計，并在“用電管理信息技術規范”中明確提出要掌握配電網絡負荷情況及重點用戶的年、季、月、日各種負荷曲線等重要信息。但多年來，由于低壓配電網絡缺乏這方面的自動化檢測手段，一般都在每年或每季的幾個典型日，由工作人員用鉗式電流表逐個測量配電裝置負荷的簡單方法，結果是費時費工，既不能反映真實情況，也不能解決實際問題。為此，研發、推廣一系列低壓配電網絡的監控裝置儀表是十分必要的。

2.1配電監控裝置硬件構成與工作原理

該類儀表的系統構成一般由電源模塊、數據采集模塊、數據處理及控制模塊、顯示模塊、CPU模塊和通訊模塊五大部分組成。模塊化的設計使得該系統結構簡單、便于維護與升級。儀表在工作時，對低壓配電房內低壓配電柜的三相電壓、三相電流分別取樣后，送到放大電路進行緩沖放大，再由A/D轉換器變成數字信號，送到CPU進行處理，CPU將處理過的數據根據需要送至顯示部分、通訊部分等數據輸出單元。

2.2配電監控裝置的功能描述

測量、顯示及存儲功能：在工作中，配電監控裝置對低壓配電柜內的各種電壓、電流進行采樣后，經過計算模塊，將電流、電壓、頻率、有功和無功功率、功率因數、電能量、環境溫度等各類數據傳輸給CPU或DSP，進行數據處理，這樣最終得到的電網狀態信息將會通過顯示模塊反映給工作人員進行數據的讀取，對于那些需要存儲的數據，系統會將其存儲在大容量的存儲器中。

數據的現場采集及遠程通訊功能：目前，這類儀表除了可以利用手抄機對測量所得數據進行手工抄表外，一般還可以擴展各種通訊接口，支持RS232、RS485、ISDN等多種通訊協議，從而實現了數據采集效率更高、操作更簡單。隨著USB技術的日漸成熟，利用電子盤進行數據的現場采集已經成為可能。這種方式具有傳輸誤碼率低、采集速度快、成本低廉等優點，比較適合于目前我國電力系統的需要。在實現數據的遠程通訊方面，可以利用監控裝置的RS232、RS485通訊接口與光端機聯系，通過光纖實現數據的遠程通訊；還可以在監控裝置表內置一個modem通訊模塊，通過固定電話網絡撥號連接的方式訪問監控裝置，進行遠程數據采集；更新的技術是在監控裝置內置GPRS通訊模塊，使監控裝置成為一個GPRS終端，管理中心便可以利用移動通訊的GPRS網絡進行遠程數據采集。

停電抄表和電路保護功能：在停電或設備電源模塊發生故障時，工作人員仍然可能需要對測控儀數據存儲器進行讀取操作，因此監控裝置應設有備用電源接口，從而實現測控儀存儲的數據在任何時候都可以供讀取。此外存儲器還應具備靜態存儲功能，保證在停電時，數據可以有效的保存在內部存儲單元，而不會丟失。測控儀應配置過流、過壓保護元件，可以對短路、過載或過壓狀況進行自動保護。

動態無功補償功能：在低壓配電網中，尤其對公用配變臺區，由于負荷的分散性和用電的不定期性等因素，決定了其三相電流及無功功率很難分配得完全平衡，在此方面，利用低壓配電監控裝置的動態無功補償功能，可實現對電容器組的智能投切。監控系統的控制軟件可以在配電網的多種接線方式下，通過中央處理器來控制電容器的投切開關，實現補償功能。當需要進行無功補償時，配變運行的三相無功電流及三相電壓輸入到無功補償控制器的模塊，無功補償控制器根據配變當時需要補償無功量，決定補償電容的投入或切除。

數據綜合處理功能：配電監控裝置還應具備配套的后臺管理軟件，幫助用電管理中心的工作人員對采集到的數據進行處理和分析。目前此類管理軟件的主要功能一般包括報表分析(日報表，月報表，年報表)；采集記錄數據的統計；電壓、電流等參數曲線的繪制；無功補償的電容器投切狀態分析等。

通過后臺管理軟件對數據的統計與計算，工作人員可以根據軟件分析結果，及時調整配電網的運行狀態，保證電網的安全運行。

2.3監控系統的控制軟件設計

配電監控軟件的設計一般包括兩個部分：配電監控裝置控制軟件和后臺管理軟件。本文重點介紹配電監控裝置控制軟件的設計流程和實現功能。系統的軟件設計部分遵循模塊化的設計方法，以便于調試。

系統復位以后，硬件電路便開始對電網數據進行采集，根據GB檢驗規范采集到的數據應該在規定范圍以內，CPU根據此標準來判斷數據是否達到規范，若采集數據不準確，程序返回到初始化部分重新開始。若這樣循環一定的次數，那么系統便會發出報警信號來提示技術人員檢修，否則，CPU便對得到的準確數據進行各種計算并存儲。接下來顯示程序便將準確的數據通過LCD或數碼顯示模塊顯示出來。系統監測到電網電壓、電流的不平衡，便會通過程序進行自動補償。這樣，一次操作完成后，程序便返回到采集部分，進入循環狀態，直到系統被重新復位。

3配電綜合監控裝置在用電側電能管理系統中的作用

隨著電力工業的飛速發展，電力供需矛盾發生了很大的變化，特別是隨著電力企業改革的進一步加速，如何利用高新科技手段來適應市場經濟，如何提高效率，降低成本，實現高效優質服務，已經成為實現用電營銷現代化的重要任務。利用現代化的配電監控手段對用電網絡進行實時監測與控制，可給用電管理提供直接的、便利的技術支持，為負荷預測、電網規劃、電力調度、用電營銷管理、營銷服務水平、用電檢查、電能計量管理等提供科學的分析依據。在此，我們把配電綜合監控裝置在電能負荷管理系統中的作用歸納為以下6點：為及時了解電力市場需求，合理進行電力資源配置提供了有效的數據資料。幫助電力企業更好地為客戶服務，從而制定長遠的營銷策略，提高電力資源的配置效率。利用遠程通信功能，可以推動用戶遠程抄表的普及工作。利用軟件管理系統，為配網管理系統提供實時的用戶用電信息，提高配網管理水平，為配網運行、維護和用戶接入提供分析、決策依據。配套使用的管理軟件，可以強化計量裝置的工況監視，防止竊電和因裝置故障而漏抄電量。提供真實線損，為電力企業商業化運營服務。

結束語

利用監控裝置形成完整的低壓配電網信息采集系統，為供電企業的用電側電能管理提供科學可靠的決策依據，其經濟效益和社會效益是不言而喻的。與此同時，我們也應該注意到目前該類監控裝置尚無統一的國家或行業標準，配套軟件功能也有待提高。希望各生產企業與供電企業緊密協作，在實際運行中發現問題，及時改進，進一步完善和提高監控裝置的各項功能，也希望有關部門加快該類監控裝置國家或行業標準的制定工作，規范企業生產標準，使低壓配電監控裝置在用電側電能管理中切實發揮作用。