概述:

　　随着城市电网的不断发展，10kV 配电线路中间的联络和分段不断增多，线路越来越复杂，10KV线路上安装的是整定电流为600A、400A、200A的开关，平时负荷均较重，这样当线路出现过负荷、瞬时故障、永久故障等任一种情况，开关均会自动跳闸，而目前线路上没有任何监控设备，所以当出现跳闸断电时，供电部门往往并不知道，这给调度和抢修人员提出新的要求，即必须要十分清楚配电网的实际运行方式，否则会造成扩大线路停电时间、增大故障巡线人员工作量，更有可能会发生误调度、误操作,轻则引起配网事故,重则发生人身伤亡事故。为解决上述问题供电公司对10KV配电线路柱上开关进行远程监测，以便解决当前面临的问题。

　　配网柱上开关远程监测系统是基于终端检测设备、GPRS、SCADA技术的一套自动化系统，系统将实时显示 10KV配电线路的柱上开关分/合闸状态，并显示电压、电流、功率、功率因数等数据，发现开关状态变位则配电终端主动上报，及时通知主站，主站自动通过GSM短信方式将信息通知给有关人员的手机上，使故障得到尽快解决。

　　实施该项目可以为供电企业带来如下好处：实时监视10K V线路的运行情况；减少停电时间，提高供电可靠性；减少检修工作量，提高工作效率；提高用户满意度；加强设备安全监视、预防事故；提高运行管理水平、提高运行的经济性；确保规划建设的科学性。

系统结构

近十年来，就有许多供电公司投运了配网自动化系统，一般是在配电变压器、柱上开关、开闭所安装相应的终端，通讯信道多为光纤方式，主站系统建设的庞大，包括传统的SCADA、GIS、高级应用软件等，这样就造成配网自动化系统投资大，系统建设复杂，利用率低，实用化程度不高，造成了高投资低效率的系统产品。

　　针对供电公司的现状，考虑通过较低的投入，来实时获得配电网的运行状态，以降低电网的故障率，降低电网的停电时间，保障电网运行的安全、可靠。在通讯方式上，屏弃光纤通讯方式，采用基于无线的GPRS通讯方式；在主站系统配置上，功能实用化，即构建一个系统投资小、简单、可行、实用的自动化系统。该系统由配网柱上开关采集终端、GPRS网络和主站构成，如图1所示。

　　           图1 配网柱上开关远程监测系统示意图

1、终端监测设备RS5011G

选用厦门瑞申的RS5011G型配电自动化远动终端，能采集交流输入电压，监视开关两侧馈线的供电状况；实时采集开关的正常电流和故障电流，并实现电流量的越限监测；采集状态量信息，具有重要状态量（如：开关位置、开关是否储能、保护动作或告警信号等）变位上报及时间记录功能；计算被测系统的频率、功率因数、有功/无功功率和统计电度；接受并执行遥控指令，控制开关的开、合等功能。

1.1产品功能

◎监测

    RS5011G监控终端支持RS232/RS485用户数据接口，可现场接入电压监测仪、电表、配变监测仪等电力参数监测设备，通过无线的方式进行远程监视，并通过主站管理软件汇总形成报表。

    RS5011G监控终端支持多路开关量，模拟量接入，可时实监测现场断路器工作状态，漏电保护器状态及现场温湿度状况等。

◎报警

    当电力设备发生故障时，RS5011G监控终端在第一时间自动发送报警短信到授权的手机及主站管理软件。报警信息可以支持：电网停电、保险溶断、漏电跳闸、缺相运行、零线故障、短路故障、非法开启计量箱，设备高温等故障报警。

◎控制

    RS5011G监控终端内设两只工业继电器，支持两组常开常闭接点输出，可以远程控制断路器、漏电保护器的分合闸。无需抢修人员到达现场也可轻松完成故障排除。

1.2产品特点

◎ 支持一路RS232/RS485方式的用户数据接口，可接入大用户电表等电参数监测设备；
     ◎ 采集传输控制一体化，提高了系统可靠性，降低了成本；
     ◎ 采用工业级超低功耗高性能的嵌入式处理器； 
     ◎ 用户可以编程的量程转换和报警上下限设定；
     ◎ 内设工业时钟，精确计时；
     ◎ 自动定时上报和事件触发上报功能；
     ◎ 内置大容量FLASH存储器，数据自动记录，支持历史数据检索；
     ◎ 通讯协议完善，组态软件支持，用户免开发；
     ◎ 板载GSM/GPRS/CDMA传输模块，方便用户选择GSM、GPRS或CDMA组网方式； 
     ◎ 提供用户设置软件，开放式接口，方便与组太软件及其它软件连接；
     ◎ 工业级设计，稳定可靠，坚固耐用；

1.3网络通讯方式

　　使用公用无线信道的GPRS通信方式，无须投资建设无线网络，通信覆盖范围大，客户端设备安装施工方便，总体造价低。通讯组网如图2所示，图中S，L，CB分别指负荷开关、联络开关、断路器。

　　图2 系统的通讯组网框架

2、主站系统

　　主站是监测系统的控制中心，主要负责控制对配电网络的实时监控；负责维护设备运行参数的设定；监视系统网络的通讯安全。

3、实施中的关键技术

　　电终端设备是监测的基础，其关键点有设备电源的供应和保证、故障的接地识别和处理。并实现及时主动告警，即配电线路运行异常一旦发生，告警事件必须立即通知到供电公司主站，并由主站通知到相关人员，以便及时进行事故处理。

　　GPRS通讯组网是实现集中监控的基础保证，系统的远程数据传输通过中国移动的GSM/GPRS网络，首先要保证数据准确及时，其次还必须可靠稳定。

　　系统借助GPRS网络进行通信时会产生相应的流量费，基于通讯要求的实时性和结点众多，减少流量能有效地节省费用。在保证满足需求的前提下，采用了一定的数据压缩的协议和算法。

　　配电线路现场监测数据采集到供电公司主站后，通过数据整合分析，可整合供电公司其它系统（用电MIS、AM/FM/GIS、关口计量系统）的数据，进行更全面更有价值的分析。

4、主站系统的主要功能简介

　　4.1 对线路等的选择监视

　　通过主站系统的主界面，可以选择监视各线路或站所，通过画面查看遥信、遥测信息，如图3所示。进一步可以查阅告警信息，如图4所示。在图3界面，通过点击相应图标，可以方便地切换到另外的线路或站所。

　　图3 城西一线监测图

　　图4 查询的告警信息

4.2 对终端设备的状态记录和表现

　　在主站存储设备中保存监测到的终端设备的状态及其变化信息。系统能提供基于表格的查询和基于曲线的实时信息显示，分别如图5、6所示。同时，在进行数据整合分析后，系统提供了数据信息与供电公司其它信息系统的共享，为检修、规划、决策等提供确实的信息。

                     图5 一线FTU的状态显示

　　图6 一线采用数据的动态显示

总结：

配网柱上开关远程监测系统的功能和性能完全能够满足供电公司对柱上开关远程进行实时监控的需求，有利于提高供电可靠性、降低运行维护费用、降低线损，提高设备利用率、降低基本建设投资，提高管理水平和工作效率，进而提高为客户服务的响应速度和服务质量，树立企业形象，增强电力企业的核心竞争力。