智能臺區實施方案闡述

王文利

廈門宏發電氣有限公司

智能臺區實施方案闡述

王文利

廈門宏發電氣有限公司

1、系統方案概述

智能化配電臺區是新型農網智能配電臺區安全監控系統，本系統以智能JP柜為載體，集成各種控制設備，實現智能化臺區設備的標準化制造；以臺變終端為中心，結合遠方主站實現智能臺區各種功能的集合；以低功耗長距離無線通訊技術為聯絡手段，實現各種智能設備的信息融合。

智能JP柜柜體內配置有智能臺區監控主機、各種現場電力傳感器、智能漏電保護開關、智能電容器、智能電表等，使JP柜實現電能測量、計量、控制、保護、電能分配、動態無功補償、配變監測等功能的同時，具備變壓器運行狀態在線監測、變壓器防盜報警、變壓器及主回路過負荷或故障引起的溫度保護并報警、JP柜內溫濕度監測與報警、剩余電流保護等功能，并將數據與報警信號傳送至配電臺區值班人員和上級調度中心，從而為農網臺區的安全運行提供全方位的監控保護。

通過智能化臺區的建設實現農村電網用電自動化和配網自動化的一體化建設，減少用戶停電時間、提高供電可靠性、降低線損、增加售電量；實現農網臺區設備的信息化管理和遠程運行維護，減少維護人員，提高維護水平，提高安全生產能力，降低運行維護成本。

2、智能系統結構與組成

系統采用三層結構，臺區數據采集層、電氣設備層、主站層。各層的主要特點如下：

（1）采集層的電力物聯網技術

運用電力物聯網豐富系統底層數據采集內容，延伸系統至全臺區的數據采集，大量采用無源、無線的傳感器設備，形成即插即用的使用方式，使傳統基于配變本體的小范圍擴大到整個臺區范圍，完全突破了傳統的配變監視概念。

（2）設備層的智能電氣技術

應用物聯網技術改造落后的傳統低壓配電箱，成為臺區智能化的控制中心和系統平臺。具備電氣設備運行狀態全監視、設備功能模塊化、檢修維護方便化、信息傳輸遠程化的特點；是新一代的智能化臺區控制中心，完全有別傳統的配電開關設備。

（3）主站層可配置后臺監視系統

便于供電維護人員對采集數據、防盜防災、運行狀態、運行維護為一體進行監視，整體解決整個臺區的多種業務需求。

①主站系統由七大功能模塊組成：

臺區運行工況監視：變壓器監測、高壓熔斷器狀態監視、總保監測、綜合實時監測、門禁管理、無功補償管理、視頻監控、開關設備管理。

二級設備管理：電流、電壓、功率、漏電流、開關狀態、故障信息。

歷史事件：保護開關動作記錄、故障數據查詢、保護器事件查詢；曲線、報表、統計。

采集管理：實時召測、任務編制、任務配置、數據檢查、數據錄入。

終端管理：終端參數設置、終端對時復位、終端升級。

檔案管理：臺區設備檔案錄入、查詢、修改。

系統管理：角色管理、賬號管理、密碼管理、日志管理。

通訊管理：GPRS通訊（通訊協議104）、短信報警。

②主站系統登錄

打開IE瀏覽器，在地址欄中輸入系統的訪問地址，即可進入系統用戶登錄界面。在該頁面輸入正確的登錄用戶名和密碼，點擊“登錄”按鈕或按回車鍵，即可登錄系統。

③主站頁面說明

地圖定位界面顯示當前單位轄區內的運行臺區，在線為綠色、掉線為灰色；紅色閃爍為告警。

3、智能低壓綜合配電箱（又稱智能JP柜）

智能低壓綜合配電箱是智能臺區的核心設備和載體，配電開關設備、電容補償、臺區智能控制主機均安裝在箱體內部。箱體內部空間按功能區域劃分，分隔成四個各自獨立的單元區，分別為：低壓進線開關室、配電出線室、電容補償室、計量室。各室功能模塊明確、界線清晰、方便檢修維護。

（1）關鍵部件

①智能開關設備

主進線開關采用帶有低壓斷路器；饋電單元采用高分斷自動重合閘智能型剩余電流動作斷路器。

智能型剩余電流動作斷路器具備過載、短路保護、漏電保護、自動重合閘功能、通信功能、報警功能、故障查詢等功能，并對線路電壓、電流、漏電電流實現實時監控和采樣，通過智能化微處理技術對負載側實時監測和保護；智能可通訊：內置RS485通信接口，與智能監控主機建立通訊功能，實現遠程參數的調整、信息查詢及下載故障信息等功能，實現對開關設備的遠程管理。

②智能無功補償單元

采用集成制造的一體化智能電容模塊替代由常規智能控制器、熔絲、復合開關、熱繼電器、低壓電力電容器、指示燈等散件組成的自動無功補償裝置。改變了傳統無功補償裝置體積龐大、接線復雜、不可維修更換的結構模式。

實時測量并顯示電網電壓、電流、功率因數、無功功率、電網諧波、電容器本體溫度等參數；具備過壓、欠壓、失壓、過諧波、過溫度等保護功能；具備失電保護功能，且失電數據不丟失。多臺智能電容器聯網使用時形成智能網絡，故障時會自動退出，不影響其余工作。具備和臺區智能主機通訊的功能。

③計量室

主要安裝由電流互感器、電能表組成的計量單元，單獨設門并設觀察窗；計量室裝設門禁開關——開關傳感器，監視計量箱開門信號，具備防竊電功能。

④智能主機

智能監控主機是智能配電臺區整個系統的核心處理及控制單元。它采用最新的微電子技術、電力物聯網技術，大大拓展了傳統配變的監控范圍和防護空間。可以對臺區變壓器、剩余電流動作保護器、智能電容器、電能表、現場傳感器等設備運行信息實時采集和用戶用電信息匯總收集，并通過數據分析處理，對配電臺區運行異常做出及時響應，實現智能化臺區的一體化建設。

（2）臺區通訊網絡

突破目前無線物聯網的距離范圍，基于ZIGBEE、2.4GHz技術的無線物聯網通訊距離限制在200米以內，且受障礙物阻攔。我們采用最新的無線擴頻技術，郊區通訊距離高達3KM，可以支持在整個臺區范圍（半徑3KM）內的設備組網通訊，完全突破現有物聯網的應用范圍，從而為智能臺區的設備聯網奠定了可靠的技術基礎。全部無線傳感器和控制裝置即插即用，具備聯網功能。

①有線通訊

采用RS485通訊，可與智能電容器、智能型剩余電流動作斷路器、集中器、有線傳感器之間進行通訊連接。

②無線通訊

通過RS232通信口外接一個無線裝置，實現對下級各種無線傳感器數據信號的采集。采用小無線組網，避免了布線的不便。

③遠程通訊

采用GPRS通訊，通訊規約使用國網376.1規約。