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摘要：无线监控技术是利用无线传感器网络采集数据的一种技术，其主要组成部分是集成有采集模块、传感器、处理单元和通信模块。通过采集配电网变压器电压和电流、功率因素、有功无功电度，配电网各路低压出线的电流，配电网温湿度，门禁状态等数据，经处理单元优化后通过无线网络传输给供电部门监控系统，实现用户侧配电房远程实时监控，提高了电力系统配网管控水平。本文就配电房无线监控终端系统如何设计与应用进行了分析探讨。
关键词：无线监控；配电网；配变
随着智能电网推进建设，配电网的智能化建设尤为重要，配电网处于供电系统网络的末端，但是直接为千家万户提供电能，保证配电网的电能质量稳定可靠运行是供电企业的重要任务。由于配电网的配电变压器、高低压进出线设备等关键配网设备投放数量点多且分散，不易维护管理，因设备维护不及时、监测不到位等导致的设备故障引起非正常停电的情况时有发生。因此，利用先进的无线监控技术，建立配电网监控终端系统，对配电网的配电变压器、高低压进出线设备等进行实时监控，势在必行。
1终端数据采集器功能及设计
配电房是配电网当中的重要组成部分，配电房内部的配电变压器，高低压进出线设备等关键配网设备。而用户的性质多样，进出线的负荷情况经常发生变化，往往出现负荷不均衡等不良情况，而PDJ-2000配电测控系统可以很好的优化配电房配电变压器系统运行。PDJ-2000配电测控系统主要包括配电变压器监控终端（PDJ-2K）、无功补偿电容器组及其控制开关、总出线开关、电流互感器、通信控制器、其他功能模块（温湿度、门禁系统）等，为配电房内配电变压器提供良好的运行环境。一方面是其优化运行方式，通过控制无功电容器组的投切，就地保持系统的无功平衡，提高配电变压器总负荷的功率因数，降低技术线损；另一方面PDJ-2000配电测控系统是自动监测、存储及传输配电变压器的运行数据，为电力企业提供负荷预测、线损分析等数据分析。
上述图1中，配电房综合监控箱的核心设备是配变监控终端（PDJ-2K），它包括交流采集模块和通信模块。交流采集模块是一块三相多功能电能表，具备计量功能；通信模块完成油温采集、数据统计分析、电容器组投切控制、缺相保护、组网通信和现场通信等功能。通信控制器挂接在终端的音频口上，组成外部无线网。直接将电话线接入终端的电话模块通信口上，可以利用程控电话组网。现场的RS-485总线上还可以挂接其他功能模块，如温湿度、门禁等。巡检人员通过手掌机接入红外接口、RS-232接口或无线接口抄录终端包括电容器组及其控制开关和保护器件、出线开关、接线端子和三相电流互感器等监测数据。上述模块可以根据不同地区用户需求灵活配置，解决了电网公司不同地区的实际需求应用问题。
2配变监控终端设计功能及应用
2.1统计分析功能
终端统计油温、3U、3I、3P等的最大值、最小值及出现时间，电压越上限、下限时间，线路停电时间等；利用终端数据，还可统计电压合格率、供电可靠率、三相不平衡率等。
2.2计量、采集与存储
终端的交流采集由电子式三相多功能电能表完成，具备通用电能表的计量功能；采集、存储的交流量包括每15min、30min和1h的三相电压、三相电流、三相有功功率、三相无功功率、有功电量、无功电量、频率、油温等参数，采集量数据实时显示；时钟和基本整定值可远方设置、查询；能存储1~2个月的日曲线数据和统计数据、月统计数据。
2.3缺相保护
三相中某一相电压低于160V时系统判定缺相，在系统设定的延时后，输出一组无源接点，容量为5A、220V（AC），以控制总开关或用于报警。
2.4无功投切
将电容器组循环投切，以无功功率为投切依据，输出空接点，接点容量为5A，220V（AC），驱动交流接触器。
2.5遥信遥测
配电房内终端接四路遥信，遥信接点是有源的，若现场没有遥信电源，则可利用终端输出的+5V遥信电源。
2.6通信传输
终端设计具备RS-485通信功能，音频通信接口（或RS-232接口）和电话通信接口、RJ45电网口等用于组网；现场测试则使用红外手持式抄表器，或使用笔记本电脑通过音频（或RS-232）接口连接测试。
2.7智能控制
用户根据需求可预先设定采集、存储时间，控制器根据采集到的功率数据进行智能判断，是否进行无功投切。主站侧也可根据终端传输的功率数据进行人工判定，实时进行无功设备投切、补偿。
3环境监测设计功能及应用
配电房环境监测主要包括温湿度、水淹、烟感、入侵门禁。在配电房内安装温湿度传感器、水淹探测器、烟感探测器、入侵报警设备、门禁设备通过RS-485通信模式接入PDJ-2000配电监控系统，实现智能化与信息化监控，能够使运行单位及时了解配电网中重要单元配电房的运行情况，保障设备安全运行。
将带有高温导线高精度传感器测量配变变压器油温连接环境采集器，油温的变化引起PT电阻值的变化，采集器内部通过采集PT电阻值的变化模拟量经过A/D转换成对应温度值的数字信号量。而湿度采集也同样将模拟量经过A/D转换成数字信号量通过信号处理模块上传到采集器。
环境采集器通过与PDJ-2000配变终端级联通讯，将环境温湿度、水淹信号、烟感检测、入侵检测、门禁控制、设备状态监测等实时上传到PDJ-2000配变终端，再通过无线网络传输给主站前置机，通过主站应用系统就能实时、直观地查看配变现场的设备运行情况。设定相应的越限阈值，当配变现场环境告警阈值超过所设阈值时，即可报警，可以从根本上预防配电现场设备持续超负荷运行产生的各类灾害和损失。
上述图2中，环境温湿度、水淹信号、烟感检测、入侵检测、门禁控制等设备通过接入采集器将模拟信号转换成数字信号，所有接口使用RS-485进行通信。中央处理单元将收集的数据处理后上传到PDJ-2000配变监控终端。
4通信方式
通信功能包括终端设备与主站的组网能力以及终端设备与现场智能通信设备的连接功能。
完成配变综合监控箱与主站的通信，通信方式可以是无线、有线或电话线。目前，移动无线通信网络发展已经十分成熟，覆盖面广，GPRS可以满足监控数据的传输需求。采用无线通信具有灵活组网、建设容易和建造成本低的优点，是配电房监控改造的首选网络形式。另外，配变终端还备有两种向上组网的通信接口：一种是音频有线接口，另一种是电话Modem接口。音频有线接口可以挂接在通信控制器的音频接口上，通过无线电组网。终端引出音频测试端子，用于现场测试及现场读数。Modem接口可以直接连接电话线，或连接小型程控交换设备，通过公众程控交换系统组网。
完成当地模块之间的现场通信，包括通信模块与采集模块、集抄器以及其他功能模块之间的通信。现场通信一律由RS-485总线完成。
系统主站可以连接在系统的局域网上，也可以独立运行。主站系统可以与负荷管理系统共用负荷管理系统的主站通信设备和频点，此时配电监控系统的主站应连接在负荷管理系统的工作站上。主站系统软件对系统的运行进行监视，管理系统设备并生成各种运行分析报表。
5结束语
本文介绍了一种智能配变网中配电房无线监控系统。在该系统中，电源采用三相四线接入方式，可以保证供电在缺少1相、2相或零线开路时都能正常工作，大大提高系统可靠性。该系统对配电网中配电房监测数据计量、传输和存储，通过设定相应的越限阈值进行实时监控，提早发现设备隐患，延长供电设备的使用寿命，节省维护费用。而远距离采集数据与无线数据传输技术相结合摆脱了有线困扰，节省了数据传输的成本。该系统能从根本上预防配电网末端非正常停电事故，保障了社会生产生活质量，有利于提高运管水平与社会效益。
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