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淺談基于Web的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

 更新日期:2023-10-25 點(diǎn)擊量:327

王蘭

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要:設(shè)計(jì)基于當(dāng)前Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中流行的5層架構(gòu)B/S模式,提出了配電室電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)軟件的總體設(shè)計(jì)方案和實(shí)現(xiàn)方法,規(guī)范報(bào)警信息和提升報(bào)警效率的方案。

關(guān)鍵詞:配電工程,監(jiān)測(cè),報(bào)警,配電監(jiān)控。

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,當(dāng)前企業(yè)對(duì)電力依賴性逐漸增強(qiáng),企業(yè)對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來越高。為保證有良好的電能質(zhì)量,現(xiàn)使用網(wǎng)絡(luò)及計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)一套配電室監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)前國內(nèi)有些系統(tǒng)通過采取監(jiān)控信息“定值式"管理、屏蔽干擾信息、消除常亮光字牌、采用遠(yuǎn)程工作站驗(yàn)收監(jiān)控信息等綜合措施來實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室的監(jiān)控。但這些方案通常僅具有監(jiān)控功能,而無法對(duì)異常情況進(jìn)行分析與處理。另外,很多系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理,報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)和報(bào)警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(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)。

1 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)

本文設(shè)計(jì)的是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)。多功能儀表能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的無功、負(fù)序分量及諧波進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析,并且還能將每個(gè)電能質(zhì)量參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果與設(shè)定值進(jìn)行比較。在電能質(zhì)量參數(shù)的檢測(cè)結(jié)果越限的時(shí)時(shí)候報(bào)警,同時(shí)通過光電隔離后驅(qū)動(dòng)繼電器,保護(hù)電網(wǎng)中的設(shè)備。此外,本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)采用Web技術(shù)將監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同配電室的電能質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)中,電能質(zhì)量信息發(fā)布的模式采用了當(dāng)前流行的Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)中5層架構(gòu)B/S(瀏覽器/服務(wù)器)模式。配電室以Web瀏覽器作為運(yùn)行平臺(tái),所有開發(fā)、升級(jí)和維護(hù)都集中在服務(wù)器端,這樣可以為以后系統(tǒng)維護(hù)提供方便?;贐/S模式的監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng),可以允許客戶在計(jì)算機(jī)上不安裝任何軟件,僅通過互聯(lián)網(wǎng)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室的監(jiān)控功能。

配電室監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)監(jiān)測(cè)多條線路的電能質(zhì)量參數(shù)。由于本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)使用模塊化結(jié)構(gòu),可移植性強(qiáng),也為以后接口擴(kuò)展提供便利。遵照“面向?qū)ο蠛头謱臃植?的原則,分布式多通道電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)和分析系統(tǒng)統(tǒng)硬件分為5層結(jié)構(gòu):展現(xiàn)層、服務(wù)層、儲(chǔ)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(cè)量多功能表、傳感器、攝像頭等設(shè)備。(2)傳輸層:本層次主要是用來把感知層采集的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)皆贫藬?shù)據(jù)庫。(3)儲(chǔ)存層:本層根據(jù)數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)采集時(shí)間建立數(shù)據(jù)庫,將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫對(duì)應(yīng)表格中。(4)服務(wù)層:J2EE的Web組件包括JSP頁面和Servlet兩種。JSP頁面是一個(gè)嵌入Java程序的網(wǎng)頁文件,它在服務(wù)器端被編譯成Java,運(yùn)行在J2EE服務(wù)器上。(5)展現(xiàn)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(yùn)用系統(tǒng)。

3 系統(tǒng)報(bào)警功能

配電室電能質(zhì)量和運(yùn)行環(huán)境出現(xiàn)問題及時(shí)維護(hù),否則將影響整個(gè)配電室供電,甚至造成巨大損失。本文設(shè)計(jì)的報(bào)警系統(tǒng)分為電能質(zhì)量不合格報(bào)警和配電室運(yùn)行異常報(bào)警兩部分。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn),報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警,主動(dòng)以聲音、彈出對(duì)話框的形式告知用戶,并記錄相關(guān)事件供今后查詢統(tǒng)計(jì)。

3.1電能質(zhì)量報(bào)警設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)

電能質(zhì)量的概念非常廣泛,電能質(zhì)量出現(xiàn)問題可能會(huì)產(chǎn)生諸多影響。例如電壓過低可能導(dǎo)致供電設(shè)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(zhì)量問題還對(duì)一些精密儀器產(chǎn)生影響。本文設(shè)計(jì)的監(jiān)控系統(tǒng)所涉及的電能質(zhì)量問題的報(bào)警限值均采用國家標(biāo)準(zhǔn)。

3.2事件報(bào)警

配電室除了有電能質(zhì)量問題,還對(duì)配電室的溫濕度,煙霧濃度等環(huán)境參數(shù)有嚴(yán)格要求。當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)設(shè)值,報(bào)警系統(tǒng)便會(huì)報(bào)警。配電室運(yùn)行環(huán)境參數(shù)主要分為以下兩個(gè)方面。(1)環(huán)境參數(shù)采集系統(tǒng)。采集配電室環(huán)境信息,如:溫度濕度、煙感、溢水報(bào)警、門狀態(tài)等。通過檢測(cè)配電室環(huán)境參數(shù),可有效地監(jiān)測(cè)配電室內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境。(2)紅外探測(cè)系統(tǒng)。紅外探測(cè)系統(tǒng)由聲光報(bào)警器和探測(cè)器構(gòu)成,用于監(jiān)測(cè)配電室內(nèi)是否有動(dòng)物闖入。當(dāng)紅外探測(cè)裝置探測(cè)到配電室內(nèi)有貓、鼠等小動(dòng)物闖入時(shí),隨即在配電室和監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警信號(hào),監(jiān)視主機(jī)自動(dòng)調(diào)出相應(yīng)配電室的視頻畫面,以提醒運(yùn)行維護(hù)人員配電室內(nèi)有動(dòng)物闖入。同時(shí),發(fā)出聲光報(bào)警警示動(dòng)物,盡量避免動(dòng)物闖入造成配電室內(nèi)設(shè)備發(fā)生故障。

4 應(yīng)用案例

本文提出的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)在北京市東直門某配電室投入使用。本文提出的基于報(bào)警規(guī)范,統(tǒng)一通信協(xié)議、多層模塊設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)集及混合計(jì)算技術(shù)的監(jiān)控配電室運(yùn)行數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),在配電室監(jiān)控的運(yùn)行過程中取得了預(yù)期的運(yùn)行效果,系統(tǒng)運(yùn)行情況如圖所示。

配電室出線電路圖

配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)投入運(yùn)行后,有效解決了配電室運(yùn)行環(huán)境異常、報(bào)警信息混亂的現(xiàn)狀。以東直門配電室試點(diǎn)應(yīng)用情況為例,通過對(duì)覆蓋區(qū)域的電壓、電流、功率因數(shù)等電網(wǎng)運(yùn)行指標(biāo)在正常范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與分析,若發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)異常運(yùn)行,則可以迅速報(bào)警和做出相應(yīng)處理。

5 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測(cè)器)。

5.2應(yīng)用場(chǎng)所

適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

5.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息,實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

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5.4.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

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5.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

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5.4.4運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。

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5.4.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

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5.4.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

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5.4.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

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5.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

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5.4.9遙控功能

可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

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5.5系統(tǒng)硬件配置

名稱

型號(hào)

圖片

功能

系統(tǒng)

ACREL-2000E

Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測(cè)溫監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、安防監(jiān)控,可對(duì)燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測(cè)與設(shè)備控制,優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境,避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障,保證維護(hù)人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

智能通信管理機(jī)

Anet-2E4SM

IMG_5349

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。

主機(jī)

Acrel-2000E/A

數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制、報(bào)警事件記錄查詢,可以根據(jù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)或狀態(tài)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、聲光報(bào)警器、空調(diào)、水泵等設(shè)備。

Acrel-2000E/B

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。

Acrel-2000E/M

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。

Acrel-2000E/G

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝

環(huán)境監(jiān)測(cè)硬件

RS-WS-NO1-8

微信圖片_2020061110162115

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

d13e4630e9580684ca357a896686fa6

光電式煙霧傳感;電源正極(DC 12V):+12V,繼電器輸出:常開觸點(diǎn)

RS-SJ-N01R01-2

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接觸式水浸傳感器,監(jiān)測(cè)變電所、電纜溝、控制室等場(chǎng)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(yīng)時(shí)間:1s繼電器輸出:常開觸點(diǎn)

環(huán)境監(jiān)測(cè)硬件

T35-II-5.6

風(fēng)量4800,帶溫控器,帶消聲段,電機(jī)變頻

AT8002

73f8e53dac10808bef94c173541d15a

常開型;感應(yīng)距離:30-50mm材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度干接點(diǎn)輸出

DS-2DC6120BY-A

QQ截圖20180403144531

視頻監(jiān)控

ARTU-KJ8

d997e9e5fe11e5474fa82754dc2a10e

8路開關(guān)量輸入,8路繼電器輸出

6 結(jié)語

本文研究配電監(jiān)控系統(tǒng)主要意義在于:通過計(jì)算機(jī)計(jì)算、通信技術(shù)及數(shù)據(jù)庫技術(shù)的運(yùn)用,可以規(guī)范現(xiàn)有的報(bào)警信息,優(yōu)化報(bào)警方式,設(shè)計(jì)與現(xiàn)有配電室需求相符的配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)。并且可以根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸采集、實(shí)時(shí)分析、雙向互動(dòng)及精準(zhǔn)計(jì)算等方法,使系統(tǒng)對(duì)配電室的遠(yuǎn)程控制與監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)對(duì)企業(yè)供電實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化具有很好的促進(jìn)作用,對(duì)供電公司降低配電室運(yùn)營成本、提高企業(yè)用電管理水平起到了積極的作用。

參考文獻(xiàn):

  1. 金芬蘭,王昊,范廣民,余建明,米為民.智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2015,39(01):241-247.

  2. 周志強(qiáng),唐云峰,袁明飛.基于Web的配電室監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).

  3. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.