前言 在现代社会中,供电质量的好坏,不仅反映一个国家或地区人们的生活质量、水平和投资环境的好坏,更是影响经济发展的重要因素,它决定着工业发展的方向、规模。实际上,信息时代的到来,要求不间断供电的计算机设备越来越多,给供电提出了更高的要求。停电或限电会导致减产,而忽然的停电则会危害工厂的重要设备。中低压配电网作为输配电系统的zui后一个环节,其实现自动化的程度与供用电的质量和可靠性密切相关,只有实现中低压配电网的自动化,才可能zui大限度地提高供电质量,满足人们日常生活工作与生产的需要。 实现中低压配电网自动化,可提高供电的质量和可靠性。实现中低压配电网自动化,可减少故障次数,缩小事故范围,缩短事故时间,为恢复供电、快速分析、诊断、报告事故原因提供有效的依据。 实现中低压配电网自动化,可以提高整个电力系统的经济效益:减轻维护人员的劳动强度;减少操作人员;增强电力系统的免维护性;有利于提高设备的安全和健康水平,延长使用寿命。 实现中低压配电网自动化,可以提高整个电网的管理水平。主要包括:为电力系统计算机管理自动、准确、及时地提供更为详尽、丰富的数据和信地方、任何用户的计划停电、供电;可以方便、直观地监控全局内各个用户的用电、供电情况,实现总体控制。 我国配电网自动化的薄弱环节-中低压配电网 配电网自动化建设,在我国尽管起步较晚,但也已经进行了近20年的研究和实践,取得初步成效。但是研究与实践成果大多数都是在高压配电网(35 k V以上)层次上进行的,而在中低压配电网(配电房这一层次)的自动化问题上,还是一片空白,既没有总体的规划,也没有一个统一的技术原则。不仅如此,目前的纵向监控一般只限于变电站的出线以前,对于从变电站馈线到终端用户等属于用电管理范畴的监控,除少数大用户的负荷控制外,尚无其它监控手段。 中低压配电网自动化方案 1、电力系统自动化现有方案的比较 中低压配电网(主要指开关站、开关房、开闭所)的自动化和变电站的自动化具有一定的相似性。因此,分析一下变电站自动化的实现方法,对于正确确定中低压配电网自动化方案具有重要意义。 变电站自动化系统由5个部分组成:主站、远方终端单元(re mote terminal units,RTU)、线路传感器、远方控制SF6或真空开关、通信
电缆。其中,RTU装置位于变电站现场,可以自动采集各种开关状态量(遥信)、模拟量(遥测),并经专用通道传递到监控中心的主站系统;有的RTU还可以按监控人员的意图和指令执行特定的遥控操作,并将操作结果返送监控中心主站系统。 从变电站RTU可以实现的功能来看,变电站的自动化包括3个方面的内容:遥信、遥测、遥控。除此之外,有的系统还可以根据遥测的结果实现电能量总加功能。与此相应,变电站自动化系统可以分为两类:一类只实现了遥信、遥测的功能,即传统的SCADA系统;而zui新的SCADA 系统则属于另外一类,它应该可以实现所有“三遥”功能。这两类系统对应着电力系统自动化的不同阶段和水平。 从变电站RTU实现遥测的方法来看,RTU存在两种实现方案: a)直流采样方案 这种类型的RTU装置在采集模拟量之前,先利用变送器将交流转化成直流,然后再使用RTUA/D转换元件将直流量表示成数字量。其装置以模拟电路为主,辅以少量的数字电路。其特点在于需要变换器,无需的数字处理单元(CPU等),难以反映模拟量的瞬时变化,无法进行谐波分析,电能量总加功能的实现比较复杂困难。 b)交流采样方案 这种类型的RTU装置直接使用A/D转换元件对交流电量进行采集计算,无需变送器之类的转换设备,但需要快速的数字处理单元进行配合,以对采集到的数据进行分析、综合。它不仅可以反映电量的瞬时变化,而且可以进行谐波分析,计算频率,简单地实现电能量总加功能。它们多使用微型计算机(如8 X86等)配合多个单片机(如8051、8098等)、并加上大量的A/D转换电路,来实现开关量、模拟量的采集。 当前在数字技术得到充分发展和应用的情况下,交流采样方案是配网自动化的一个合理选择。它以数字电路为主,辅以少量的模拟电路,功能强大,扩充容易,可靠性较直流采样方案有较大提高,综合成本低。 2、中低压配网自动化的应用特点 中低压配网自动化系统由主站、远方终端单元(RTU)、线路传感器、远方控制SF6 或真空开关、通信电缆等五个部分组成。中低压配电网自动化的应用有自己不同的特点: a)传统的变电站RTU在功能上偏重遥信、遥测,但中低压配电网的自动化对象(开关房、开闭所和配电房)数目繁多,开关操作频繁,更注重遥信、遥控功能。 b)中低压配电网的自动化对象遍布城市、农村等各种不同环境,被不同层次的用电管理人员(包括农村电工)所操作。更要求其具有安装灵活、易操作、免专业维护、抗恶劣环境等特点。 c)应用于中低压配电网的RTU,在功能上应具有模块化结构,在硬件上要越简单、越可靠越好。zui好是同一套简单硬件,只要简单进行一下设置,就可以满足不同场合、不同规模的要求。 由此可见,有必要开发新型的、不同于传统结构的RTU,以适合中低压配电网自动化的特点和需要。 3、中低压配电网自动化RTU的RS6011G GPRS RTU实现 。 RS6011G远程智能监控终端是集成了模拟信号采集、过程IO控制和无线数据通信于一体的高性监控装置,可以直接接入标准传感器信号或仪表输出的模拟信号、电平信号、干触点、脉冲信号等,是小规模过程信号实施无线监控的zui佳手段。 RS6011G远程智能监控终端内部具有一个高性能的微处理器,可以完成模拟信号的采集、量值转换和滤波处理等,数据的存储周期和上报周期可以根据用户环境的要求而调整,多点组网的方式非常灵活,既可以选择简单方便的GSM SMS短消息方式,也可以选择实时的GPRS/CDMA网络方式。监控中心的建立也是非常容易,目前流行的组态软件都可以直接接入,同时我们提供基于互联网WEB发布的电网设备运行远程
监控系统,可以满足大多数电力用户的需求。 配备多种接口资源:包括模拟信号采集、开关量输入、输出、脉冲信号输入等; 1、 产品功能 ◎监测 RS6011G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。 RS6011G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,RS6011G监控终端在*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 RS6011G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。 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,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; 这样一种基于采集、传输、控制一体化RS6011G的中低压配电网自动化的RTU实现方案,完全可以满足中低压配网自动化的特殊要求。它具有以下特点和优势:硬件结构简单,完全免维护;规模可大可小,可以实现遥控点、遥信点、遥测点的增加;抗恶劣环境;高可靠性;编程实现各种功能,免硬件调试;费用低廉。 结论 实现我国中低压配电网自动化,是提高供电质量、用电可靠性和提高电力企业自身水平的需要。利用采集、传输、控制一体化RS6011G来实现中低压配电网的RTU功能,具有简单、可靠、易用等特点,是一个比较有应用前景的实现方案。