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智能配电房监控系统的技术分析

作者:未知

  【摘 要】智能化系统建设改变了传统配电房监控管理的方式和策略,极大限度提高了监控自动化和精确度,为现代化监控管理提供了便利。本文将从智能化平台系统建设的角度出发,结合modbus总线协议技术,对配电房监控系统架构设计和实际运行方式进行归纳分析,帮助智能化配电方管理提高技术水平。
  【关键词】智能;配电房;监控系统;总线
  前言
  配电房是我国电网线路控制的中枢区域,受到电网环境、高低压成套装置等影响,配电房环境复杂、管理困难。传统电网系统管理当中,配电房一般采用人工管理方式进行运行和维护,这种管理方式既不利用管理工作的高效开展,同时也无法保证管理人员的人身安全。随着信息技术的发展,依托现场总线实现远程监控的智能化系统逐渐取代了传统配电房管理方式,成为管理重点,
  一、智能化配电房监控系统架构设计
  (一)系统层级划分
  远程监控的方式解决了以往现场管理存在的种种弊端,作为智能化系统平台的应用方式,现场信息获取、数据传输和数据分析应当作为配电房监控系统建设当中的根本内容,以此来形成完善的远程监控渠道。因此本文在进行系统框架和层级设定时,根据不同阶段的数据信息获取特点,设定了现场、通信和主站三个重要的层级。其中现场层主要是以获取配电房现场环境和现场资源作为主要的控制方式,其内部应当以智能型通信设备为主,例如运用智能低压传感器,完成配电房现场信息的实时采集,再由总线完成向上一级的输送;通信层主要负责现场层信息的获取、处理和传输。在这一层级当中,应当以通信管理和通信网络作为核心单元,与总线系统完成通信模块的构建,例如采用与配电中心相结合的通信管理单元,实现现场-通信-中心三者的通信联络,完成现场信息的实时传输;主站层则有主站计算机系统构成,利用主站计算机对所获取到的数据内容进行分析和处理,从而完成对于配电房现场的精准、实时监控。管理人员能够直接借助主站计算机显示窗口,对所获取到的配电房现场信息做出分析和判断,进而完成对于配电房运行方式的调整。
  (二)系统硬件设计
  配电房监控系统的硬件部分主要集中在对于配电房现场内容的设计方面,笔者在结合了相关现代化配电房工作要求和设计需要后,将柜体设计作为了主要的配电房硬件设计内容。
  在现代电网配电房当中,抽屉柜、进线柜、工控机柜以及馈电柜等,都是配电房内部必须进行配备的柜体硬件。其中抽屉柜应当充当反馈电路当中的智能电机保护装置,通过对回馈开关、回路开关的控制和安装,实现高强度、高安全性的智能电机保护能力。进线柜则负责进行系统内部电力仪表和数采系统的安装。在本文所设计的配电房监控系统当中,进线柜需要完成总线系统的结构控制,并假装专门的通信式框架断路器,保证通信稳定、安全。工控机柜是重要的UPS电源供给装置,因此工控机柜应当依托配电房的实际供电需求设定专用保护电器,提升其电源不间断能力。同时工控机柜内部的UPS电源还需要为监控系统当中的通信装置提供电能支持,保证数据传输精准无误[1]。馈电柜主要应用在配电房内部的馈电回路当中,需要负责对馈电回路開关的操控工作。
  为了保证配电房内部各柜体的稳定运行,现场安装调试人员还需要结合主站计算机的实际应用需求,对系统内部的各元件进行调整,避免出现突发问题,影响系统的实际应用。
  首先需要合理调控电压和电流,在配电房现场,设备当中所选择的熔断、接触、空气开关等装置,需要保证拥有同等规格的电流和电压;其次,应当明确配电房的供电路数,足够的供电路数可以保证柜体的稳定运行。在系统架构当中可以借助供电槽盒的方式,保证柜体协同工作;最后,在仪表使用时,应当选用新型的智能仪表装置,避免后期应用和读数存在麻烦。
  二、Modbus现场总线系统设计
  (一)Modbus现场总线的硬件构成
  总线系统的构成是智能化监控系统通信能力的重要保证,需要强调质量、安全和效率等方面的根本性要求。本文所采用的标准化设计modbus协议是广泛应用于智能系统建设当中的总线通信协议,该协议能够借助RS232构建通信网络环境。不过协议本身的应用受到具体环境限制较为严重,其中系统连接总线电缆总长度不宜超过15米,否则信息传输容易出现失真和延迟。部分智能系统为了保证系统控制距离,将总线电缆长度设置在50米以上,还会导致其抗干扰能力不足,使用寿命不高。为了解决这些问题,本文在进行总线硬件设计当中选用了更具优势的RS485方案,这一方案主要通过分布式控制策略改变前者在通信距离方面的弊端,解决总线距离和质量不足所造成的困扰[2]。
  (二)Modbus现场总线的软件设计
  Modbus现场总线系统主要借助设定串口初始化的方式,来实现通信功能。系统在进行通信时,会首先进行串口初始,再借助各个层级之间的轮询,形成信息发送的参数帧。因此在设定当中,需要设定初始化方案以及具体的轮询时长,借助语句选择和跳出彼此循环,实现多个周期下的参数帧传输,完成信息传递。本文在设定当中结合主站层计算机系统对于数据传输的实时要求,设定了0.5秒周期轮询方案,借助这一设定,可以保证在协议进行信息内容读取时,两组信息设定时间间隔能够小于1.5个字符。同时在modbus协议当中,运用RTU设备能够完美控制参数帧在轮询过程中的时间间隔问题,提高总线系统信息传输的质量和运行能力水平。在实际应用中,总线RTU设备完成通电,串口进行初始化,并对信号是否终端进行监测。系统在接收消息后,会通过轮询方式进行下一步解析,再借助校核策略,对目标地址进行检验。当目标地址符合后,方进行信息传输。
  结论:综上所述,配电房智能化监控系统设计主要满足复杂场景下的远程监控要求,因此智能系统需要借助信息传输来完成远程的现场信息采集,以此形成配电房监控方案。多层级、现场总线方式是目前智能系统平台建设当中主要采取的设计方案,可以作为配电房智能监控系统设计,应用到实际的远程监控作业之中。
  参考文献:
  [1]唐琪,何艾容,贾新伟等.开闭所在线监测系统APN专网接入实施方案[J].电脑编程技巧与维护,2018(09):41-43+47.
  [2]田瑾.基于Modbus和GPRS的配电监控系统[D].浙江理工大学,2018.
  (作者单位:广州南方电力集团科技发展有限公司)
论文来源:《科学导报·科学工程与电力》 2019年5期
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