客戶側用電安全的數字化巡檢平臺

錢學成，潘 峰，顧 挺，吳笑農，華 凱，劉宏波，馮 馳

（國網江蘇省電力公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

近幾年隨著城市用電客戶規模的增大，客戶側用電安全也受到極大重視。常州地區高壓用檢員人均負責800 余戶高壓客戶的安全檢查巡視工作。用檢員的工作強度較大，急需創新工作方法，提高工作效率。

為了解決高壓用檢員工作中管轄區域零散、客戶數量多、用檢員配置數量少等問題，本文提出在客戶配電房內加裝視頻巡檢裝置和信號采集終端，將用戶側的視頻信號、電氣量和環境量信號傳送到主站，并具備語音對講功能。具有主站（控制中心）和分布在各客戶變電站的數字化巡檢裝置兩級控制結構，將標準化的模型、用能策略等控制軟件嵌入到物理設備中，實現數字化巡檢，實時監控、就地控制、靈活響應，分散區域自治和分層控制。由此，用檢員可以實時觀看客戶配電站房內的電氣運行情況，可以指導客戶電工巡檢，提升巡檢效果。

1 信號傳輸方案

通過在客戶側設備、電纜線路的關鍵節點安裝電壓、電流采集裝置，融合營銷系統、用電信息采集系統、PMS2.5系統中客戶數據，匯總到高壓客戶數據監控平臺進行數據分析[1]，分管用檢員可通過該平臺隨時查詢、監測客戶側系統運行數據，系統也會及時向分管用檢員反映異常情況。在客戶配電室安裝傳感器，在開關柜等封閉式電氣設備設置智能監控、溫控裝置，用檢員在遠方登錄高壓客戶設備監控控平臺即可實時遠程查看設備運行狀態、用戶電氣值班人員情況。通信系統整體方案框架如圖1所示。

圖1 系統框架拓撲圖

系統整體框架分為站控層（主站），網絡通信層和現場設備層（子站和終端），融合后大數據的流向為從現場設備層通過網絡通信上傳至站控層。

監控主機根據客戶變電站具體情況部署相應數量的攝像機、RFⅠD 標簽/讀寫器以及相應的監測模塊，通過客戶變電站數字化巡檢平臺實現站內設備狀態圖像、設備溫度、環境數據、安全工器具信息、人員出入信息的采集上傳和監控。

1.1 鏈路傳輸規則

采用平衡和非平衡兩種傳輸方式。由營銷主站啟動的傳輸服務，采用窗口尺寸為1 的非平衡傳輸方式[2]。由用戶子站啟動觸發的傳輸服務，采用鏈路服務級別S1（發送/無回答）的服務方式。

遙信變位、遙測變化、SOE 事件、操作結果、循環傳送的測量量和狀態量等采用子站啟動觸發的傳輸服務規則。

子站無數據變化或無事件發生時，不主動發生事件啟動觸發傳輸服務，只按非平衡式鏈路傳輸規則進行傳輸。子站循環傳送的測量量和狀態量，也可由主站總查詢。

1.2 鏈路傳輸過程

鏈路傳輸過程包括控制系統（營銷主站）和I/O前置單元（用戶子站）初試化時的鏈路建立，如圖2 所示，正常情況下的基本鏈路傳輸、參數修改、擾動數據傳送、總查詢與103規約相同[3]，子站有變化數據和突（自）發事件時相應報文主動上傳，全遙信和全數據報文循環主動上傳。

圖2 主站與子站鏈路傳輸通信棧路圖

2 用戶側信號采集模塊

由于客戶設備存在數量多、種類多、信息采集、規約轉換的難點，可以通過通信管理機將不同的設備信息統一采集形成103規約，或者104規約統一上送集控站。采集的信號分為以下幾個模塊：“三遙”模塊、用電信息模塊、二次模塊、視頻監控模塊、運行環境模塊、變壓器采集等主要模塊，采集的信號分別如下[4]：

遙信采集。采集微機保護的SOE 事件以及開關柜的工作狀態。實時監控高壓柜的運行情況，發送告警信號以及告警故障事件SOE。

遙測采集。各高壓柜的實時運行數據包括U、I、P、cosφ、f。對于功率以及功率因數設置閾值值，達到閾值告警，針對性重點監控。

遙脈采集。進線柜以及出線柜的Ep+（正向有功電度），Ep-（反向有功電度）等電能參數。

用電概況。通過采集日最大需量、月最大需量等，保證企業經濟用電。通過日負荷曲線、月負荷曲線，分析用電情況。

直流二次屏。采集直流屏的控母、合母、充電信號和告警信號，實現直流屏的全天候巡視。

視屏監控：在35 kV高壓室，10 kV中壓室，變壓器室以及10 kV 電容器室等重點部位，安裝實時視屏監控系統。監控火災、開關異常變位、變電站活動人員等。具備遠程巡視關鍵參數、實時監控的功能[5]。

變電所運行環境。變電所對于環境較為敏感，配置溫度傳感器、濕度傳感器、以及電纜溝積水傳感器，在線監控變電所的運行環境，并且進行必要的除水除濕功能。

變壓器監控。采集變壓器各繞組鐵芯的溫度，并監控變壓器輔助風機的運行狀態，溫度高自動啟風機并降溫。

整套系統大大節省了巡檢時間和次數，降低了維護費用和非計劃停電率。能夠準確將開關柜內分/合狀態、帶電顯示、溫濕度實時數值和歷史曲線等數據顯示在后臺系統中，方便巡檢人員遠方查看和記錄；自動加熱、通風除濕功能，能減少柜內潮氣，杜絕因潮濕導致的絕緣下降問題；準確測量柜內母排、刀閘觸頭、電纜觸頭等設備溫度，若高溫異常，達到設定的溫度值時會報警并將數據自動傳至主站，用檢監控人員能夠第一時間發現異常并進行處理，預防事故擴大，減少設備停運時間，降低企業經濟損失。

數字化運檢平臺運行的大數據分析的方法為最直接的采集導入法，主要是統計所有的相關大數據，然后將同一個類別的大數據全部收集起來，使用模擬式公式全部導入在一起聚類，每隔一定的時間上傳，對于各類數據有一個剔除無效值的檢驗過程。

未來對已建立數據監測平臺的高壓客戶，設計相應的客戶側客戶端，客戶可以在該平臺按需求自定義相應模塊，包括查詢設備的運行數據，查看設備運行工況，電網側對應的運維管理人員、計劃停電信息、故障搶修單位信息等。一旦客戶設備發生故障時，立即向用檢、調度等專業部室發出警報，及時生成搶修工單，同時減輕用檢員到現場巡視的工作負擔，提高工作效率。擴展電網側與客戶側溝通渠道，使溝通方式更加人性化、智慧化，進一步減少以往雙方信息不對稱造成的經濟損失和客戶投訴。

3 結束語

在客戶配電房內加裝視頻巡檢裝置，將視頻信號傳送到主站，并具備語音對講功能，用檢員可以實時觀看客戶配電房內的電氣運行情況，可指導客戶電工巡檢，提升巡檢效果。用檢員也能遠程對客戶設備開展巡視檢查，助力查看客戶設備正常，無異響冒煙、無進水受潮、保護裝置無告警燈亮起等異常情況。該智能化巡檢平臺，實現了高壓客戶巡檢的數字化、高效化，提升了用電客戶的滿意度。