基于无线网络的中压配电网监视系统

　　0　引　言

　　随着社会经济的发展和城市化建设的不断推进,对城市配电网的规划和建设要求越来越高,配电自动化是电力系统的必然趋势。近几年配电站无人值守模式的不断推广应用,推动着配电站建设向着综合自动化方向发展。然而在实现自动化的同时也面临诸多新问题。在无人值守模式下,配电网的自动化涉及到故障的检测、故障的隔离、转移供电等。中低压配电网作为输配电系统的最后一个环节,其实现自动化的程度与供电的质量和可靠性密切相关。

　　城市中压配电站是将电能直接分配给低压用户的电力设施,其运行数据是整个配电网基础数据的重要组成部分。因此,在无人值守模式下,为了使配电站能安全、稳定地运行,建立一个配电站监视系统对其运行参数与状态进行监测是非常有必要的[1-2]。但由于配电站位置分布杂乱,建立一个时效性强、可靠性高、投资省的通信网络困难非常大。采用有线信道(如利用RS485接口)传输,虽然数据传输可靠性高、时效性强,但通道易损坏,且工程量大、投入高。

　　本研究所设计的城市配电网监视系统以西门子S7-200PLC各功能模块为基础构建配电站无线网络,数据传输稳定、可靠、实时性强,结合地理信息系统实时显示各配电站监测数据,可充分掌握配电站的运行

　　状态及安全状况。

　　1　监测参数的选取

　　SF6断路器是城市配电网中应用最多的高压断路器。利用SF6优异的绝缘、灭弧性能,实现配电站电路开闭。但在高压断路器运行中, SF6气体会在强烈的电弧作用下,发生分解反应。分解物中有极少部分反应能力较强的、有害的含硫低氟化物将与断路器内部电极材料、水份等发生化学反应,生成多种复杂的化合物。这些化合物有很强的腐蚀能力,会腐蚀断路器内部的绝缘部件及其他重要器件,影响断路器的性能。如果设备密封性出现问题, SF6气体及剧毒腐蚀气体发生泄漏,会对人体健康造成很大危害。SF6新气含水、设备部件带入或因设备密封不严、空气中的水气侵入是设备内部存在水分的主要原因[3-5]。

　　为保证配电站内部设备的正常运行,须将内部环境温度和湿度控制在设备安全运行允许范围内,使设备在规定年限内安全运行。同时为确保配电站内部主要电力设施在额定工作范围内运行,需对其进行监测。系统选取配电站内部温度、湿度、SF6浓度、配电设施负载等作为监测参数。

　　2　系统结构

　　本系统由主站监控中心和基站组成,总体结构框图如图1所示。基站包括数据采集和控制部分、数据处理和传输部分。主站监控中心则是对各基站统一管理、控制。在配电站无人值守模式下,基站作为远程终端控制系统,利用多组传感器采集各监测参数,经PLC各功能块将数据处理后,通过GPRS/CDMA无线网络将数据发送到主站监控中心。主控中心做出响应,对配电站实施远程操控,维持电站的正常运行[2]。基站通过无线网络时刻保持与主站监控中心的通讯,而监控中心为了防止通讯通道对下层控制设备及上层监控软件与设备的污染,为主站服务器加装了防火墙。