（国网浙江杭州市富阳区供电公司 311400）
摘要：“基于互联网技术的配电站一体化实时监控系统”能够实时采集并上传配电站内各出线开关、闸刀、接地闸刀的位置状态，对环境进行实时检测。此外，该系统拥有门禁、视频监控等功能，能够实现远程实时对配电站电气设备运行的全过程、全方位管理。并在开关位置发生变位时及时发送短信给相关管理人员。因此，对该系统进行应用研究能够解决目前配电站设备状态情况不能监视的情况，填补配电站集控管理的空白，对提高事故处理正确性和速度，提高安全生产，提高管理能力具有重要意义。
关键词：配电站、监控、实时、全方位、提高速度
The research and application of integrated real-time monitoring system of distribution station based on Internet plus Technology
Author: Lu Jiandong，Zhang Zhipeng
State Grid Zhejiang Hangzhou Fuyang District Electric Power Company;Address: Fuyang District, Hangzhou City，Guangming Road #5 311400
Abstract: “Internet Technology-based Real-time Monitoring System of Integration at Power Distribution Station” enables real-time acquisition and uploading of the position conditions concerning various outlet switches, switch blade and grounding switch within the power distribution station, as well as real-time detection of environment. In addition, this system could function as access control and video surveillance etc, and thus is able to implement the all-course and multi-faceted management of sub-station electric equipment operation almost in real time and from a long distance away, and even timely send text messages to related management personnel to inform about the position deflection of the switch involved. Therefore, it is of great significance to perform application research on this system in the sense that the current situation of non-monitored sub-station equipment status could be addressed; in the meantime, the blank of centralized-control management would be filled, and the accuracy and efficiency in terms of accident treatment could be enhanced. Further, it is of crucial importance to the overall improvement of safety production and advancement of management capabilities.
Key words:power distribution station, monitoring, multi-faceted, improve speed
引言：
电力系统由主网和配网构成，而配网中的核心就是配电站（开关站），其在10kV配电网中起到电能交换、分配电能的作用。
以杭州市富阳区为例：整个地区下辖350座配电站（开关站），中间联络线，支线柱上开关众多，现场情况管理复杂,特别是对于事故异常处理问题更为明显；运维班无配电站倒闸操作综合模拟图板，无能力实时反映开关设备运行状态和环境状况的设施，无法实时掌握现场设备运行情况。如遇线路改接新出线路等情况，配电站现场手动模拟图板不能及时修改，致使现场设备实际命名与模拟图板不符，且配电站与配电站之间的联络线无法实现区域五防，存在安全隐患。
随着现代人们对生活和生产质量的提升，对供电服务质量要求的也在不断提高，而配电站的安全运行直接影响着用户，一旦发生设备故障，将产生相当巨大的社会反响，社会利益和企业利益会造成不可估量的的损害。因此利用先进技术对其的设备状态和环境状况的实时监测管理，确保配电室的安全运行、提升配电站的管理水平是一项非常重要的工作。
1、整体结构
1.1 设计思路
1）系统整体设计分为硬件和软件两个部分，硬件部分主要是配电站内设备变位信息的采集与设备运行环境信息的采集，软件部分主要是将各功能通过数字处理进行分析与整合，实现远程监控目的；
2）软件采用C、C++语言开发，完成后可用于NT服务器4.0或以上版本，Windows XP, Windows7等操作系统，文件系统：FAT或者NTFS。搭建在以大屏幕液晶显示电脑作为主机的硬件平台上，数据传输利用内网或外网；
3）主画面以实际地图形式体现，例如：富阳区共计有350多座配电站，分布在各个区域，无法清晰显示在一张界面上，因此采用层层进入模式，根据各供电所管理和地域情况划分成区域图，点击区域图时则进入该区域地图，根据配电站地理位置的实际情况编制配电站的特定图标，并且编制配电站与配电站、配电站与变电站之间的相互连线关系，点击配电站特定图标后进入该配电站主接线图，从而实现配电站地理位置和主接线图一目了然的目标；
4）能采集配电站内开关、闸刀和接地闸刀的变位信息，传输到监控平台，以图符的形式实时的体现在监控系统的主接线图上。图板上的开关图标会随着开关位置的变化而变化，从而实现了对开关设备运行状态的监视。故障发生时，减少故障定位时间，提高工作效率。
5）当设备发生故障时，系统发生声音告警提示，在显示界面上自动弹出故障报告，地图自动定位到故障地点，及时告知运行人员事故发生地与故障信息，实现故障信息第一时间掌握，加强管控效率，减少抢修时间，实现“快响、快抢”目标。
1.2系统结构
对于单配电站模式：配电站实时远程监控系统采用分层分布式的配电站监控系统结构，分为管理层、汇控层、感知层、接入层、电源层。电源层将为监控装置提供电能，该装置考虑到全站停电，在其系统中增加了UPS不间断电源，以确保在失电2至3个小时间仍然能够实现远程实时监控；接入层将配电站内各设备位置状态上传至感知层的测控装置，并进行数据处理；然后将相关信息上传至汇控层的后台服务器，该服务器上采用C++语言编辑了配电站监控系统软件；通过管理层的直接显示使用。
图1 单个配电站实时远程监控系统结构图
对于集控站模式：该模式将多个配电站的数据通过其自身汇控层传入到统一的管理层，在管理层集中分析数据，可以实现区域五防等功能;可以实现多人远程浏览;实现开关站统一管理，数据统一采集，信号统一分析，遥测统一实现。
图2 集控站实时远程监控系统结构图
3）整体框架结构：该系统基于互联网技术，将监控系统与配电站实现融合、利用系统能实现配电站设备监控、环境监测、视频监视、门禁安防、位置显示、短信提示等功能。
2、主要功能和实现
2.1设备监控
变位信息采集
该系统利用开关、闸刀或接地闸刀的辅助接点的通断，采集设备的开合的位置状态与变位信息，并传输给传感器或感应器，从而输出0、1信号，在信息上传测控装置的回路中使用1.5mm2铜质单股绝缘线，传输到监控平台。
图4 采集数据的辅助接点
变位信息显示
设备的变位信息利用数模转换后以图符的形式实时的体现在监控系统图上，图板上的开关图标会随着开关位置的变化而变化，实现了对开关设备运行状态的监视。该监控系统由服务端和客户端组成，运维班属于服务端、配电站属于客户端，两者之间采用SQL Server数据库由网络进行联机，实现了远程实时监控配电站电气设备运行情况。
图5 监控界面
2.2环境监测
环境数据采集
在配电站内安装多类型环境变化采集仪。1、水位监测仪，能够在电缆沟水位过高时启动安装在电缆沟内的排水机器，并将报警信息传导到系统上。2、温度检测仪，当温度超过一般值时或低于一般值时，启动空调进行温度控制，温度超过报警值时，将报警信息传导到系统上。3、湿度检测仪，湿度超过一般值时，启动除湿机，湿度超过报警值时，将报警信息传导到系统上。
环境数据分析
配电站多个监测仪将数据采集后统一传输到系统上，系统能结合天气预报，分析配电站运行状态，提前做好温湿度预控。发生故障后，能记录当时室内环境，为事故原因分析提供数据支撑，了解设备运行和环境的影响。
2.3视频监视
技防监视
在配电站外安装高清摄像头，监视配电站周围环境变化，对人员进出、门外动态进行实时监控，有人员移动时，摄像头能自动跟随，关联门禁系统，对进出配电站内的人员进行抓拍。
设备区监视
对配电站内设备的运行进行全天候无死角监视，设备发生异常、系统接到报警时，监控画面能自动弹出配电站监控画面，提高抢修故障判断的效率。
2.4门禁安防
门禁卡
运维人员出入配电站使用门禁卡，门禁系统由主机、读卡器和电锁组成，读卡器装置于门边墙内，不影响其它工作。并通过通讯转接器（RS485）与电脑进行实时监控（可由电脑指令启/闭所有门，并可实时查看所有门的状况）、数据解决、查问、报表输入等。
识别抓拍
进入配电站时，主机先进行检验门禁卡的合法性，全部进程只要在有效的刷卡范畴内均可实现门禁管理功能。当人员进入时，系统能记录此门禁卡的信息，并利用门外摄像头抓拍人员照片，确保安防效果，防止意外发生。
2.5位置显示
界面分层显示
第一级界面能显示当地运维班所管管辖的总体范围；画面中将整体管辖区域用文字显示区分成若干个小区域；
图8 配电站主接线图
自动显示变位设备的地址
将相关开关站和柱上开关的地理位置进行定位，并对其进行信息标注，主要的信息包括此开关所带重要负荷、供电范围和此开关以下所接用户接线简图；地图定位系统实时采集开关站、柱上开关各出线开关位置状态，当发生开关跳闸时，地图定位系统会发出告警信息，并关联到开关地图定位图标，该开关的图标颜色发生变化，同时左边弹出对话框，显示该开关事先编辑的内容（重要用户、相关接线图），同时发送短信至重要用户和相关抢修管理人员，该抢修管理人员的手机也安装此系统，当抢修管理人员收到此信息时，一来可以提前做好抢修准备工作，二来可以根据地图导航功能进行一键导航（可以避开拥堵路段），并发送短信至重要用户。无论运检人员在监控屏幕前还是在户外，都能第一时间获得故障信息，对抢修工作做出指挥，减少抢修时间，达到快速抢修目标。
2.6短信提示
手机平台远程监控
系统兼容苹果IOS平台使用，在手机上设置此系统的APP，利用手机远程登入后台监控电脑，实现设备监控实时化，掌握情况随手化。
图10 短信提醒功能
2.7其他拓展功能
1）模拟操作及开操作票功能：设计一次设备模拟倒闸操作功能，用鼠标在后台监控机上点击设备，使设备根据要求进行模拟变位；并且加入相应的五防逻辑，检查模拟操作是否正确，模拟演练后，可一键复原。在模拟操作的基础上开操作票功能；根据操作任务，进行自动或辅助开票。
接地点（接地闸刀、工作接地）统计管理功能：采集配电站内接地线或接地闸刀的使用情况，利用接地桩头的开闭锁和接地闸刀的辅助接点统计接地线的使用数量，将两者的数量分别计入接地点统计管理功能内，反映配电站内总的接地点数量。
3、总结
随着客户与民用电日趋重要，国网公司对“优质服务”的强调和运维站管理模式的变化，顺应智能电网发展的潮流，该互联网+技术的配电站一体化实时监控系统完全满足了配电站应具有模拟操作图板的要求。
根据目前配电网无电气设备监控现状、配网自动化改造费用大和配电网管理水平受限的现实情况，如果在配电站和柱上开关推广应用，那么对配电站和柱上开关就起到了实时监控，就犹如变电站的集控模式，真正实现远程实时监控配电站电气设备运行情况，弥补当前对配电站的设备监控空白，大大提高了事故处理正确性和响应速度，提高了安全生产，大大提高管理水平；减小社会不良反响、社会利益和企业利益的的损害。
参考文献
[1] 国家电网公司. 国家电网公司电力安全工作规程配电部分 [Q] 2013.11
[2] 国家电网公司. 国家电网公司低压变配电站运行管理规范 [Q/SH1030] 2014.4
[3] 黄向. 变电站计算机仿真操作系统的实验研究 [J] 西安建筑科技大学学报 2011.05
[4] 段祥昌. 语音模拟图板防止误操作 [J] 河南电力 1998年第2版
[5] 陈昱、方莹斌、王丽蓉. 利用图像比对完善微机防误操作闭锁功能 [J] 《浙江电力》2014年第1期
[6] 徐宇、梅迪. 基于全网的智能调度防误约束系统的研究与应用 [J] 《电工技术》2014年第1期
论文作者:陆建东,张志鹏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/3
标签：设备论文; 实时论文; 闸刀论文; 系统论文; 监控系统论文; 站内论文; 图板论文; 《电力设备》2016年第15期论文;