客戶側(cè)用電安全的數(shù)字化巡檢平臺

錢學成，潘 峰，顧 挺，吳笑農(nóng)，華 凱，劉宏波，馮 馳

（國網(wǎng)江蘇省電力公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

近幾年隨著城市用電客戶規(guī)模的增大，客戶側(cè)用電安全也受到極大重視。常州地區(qū)高壓用檢員人均負責800 余戶高壓客戶的安全檢查巡視工作。用檢員的工作強度較大，急需創(chuàng)新工作方法，提高工作效率。

為了解決高壓用檢員工作中管轄區(qū)域零散、客戶數(shù)量多、用檢員配置數(shù)量少等問題，本文提出在客戶配電房內(nèi)加裝視頻巡檢裝置和信號采集終端，將用戶側(cè)的視頻信號、電氣量和環(huán)境量信號傳送到主站，并具備語音對講功能。具有主站（控制中心）和分布在各客戶變電站的數(shù)字化巡檢裝置兩級控制結(jié)構(gòu)，將標準化的模型、用能策略等控制軟件嵌入到物理設備中，實現(xiàn)數(shù)字化巡檢，實時監(jiān)控、就地控制、靈活響應，分散區(qū)域自治和分層控制。由此，用檢員可以實時觀看客戶配電站房內(nèi)的電氣運行情況，可以指導客戶電工巡檢，提升巡檢效果。

1 信號傳輸方案

通過在客戶側(cè)設備、電纜線路的關(guān)鍵節(jié)點安裝電壓、電流采集裝置，融合營銷系統(tǒng)、用電信息采集系統(tǒng)、PMS2.5系統(tǒng)中客戶數(shù)據(jù)，匯總到高壓客戶數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺進行數(shù)據(jù)分析[1]，分管用檢員可通過該平臺隨時查詢、監(jiān)測客戶側(cè)系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，系統(tǒng)也會及時向分管用檢員反映異常情況。在客戶配電室安裝傳感器，在開關(guān)柜等封閉式電氣設備設置智能監(jiān)控、溫控裝置，用檢員在遠方登錄高壓客戶設備監(jiān)控控平臺即可實時遠程查看設備運行狀態(tài)、用戶電氣值班人員情況。通信系統(tǒng)整體方案框架如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架拓撲圖

系統(tǒng)整體框架分為站控層（主站），網(wǎng)絡通信層和現(xiàn)場設備層（子站和終端），融合后大數(shù)據(jù)的流向為從現(xiàn)場設備層通過網(wǎng)絡通信上傳至站控層。

監(jiān)控主機根據(jù)客戶變電站具體情況部署相應數(shù)量的攝像機、RFⅠD 標簽/讀寫器以及相應的監(jiān)測模塊，通過客戶變電站數(shù)字化巡檢平臺實現(xiàn)站內(nèi)設備狀態(tài)圖像、設備溫度、環(huán)境數(shù)據(jù)、安全工器具信息、人員出入信息的采集上傳和監(jiān)控。

1.1 鏈路傳輸規(guī)則

采用平衡和非平衡兩種傳輸方式。由營銷主站啟動的傳輸服務，采用窗口尺寸為1 的非平衡傳輸方式[2]。由用戶子站啟動觸發(fā)的傳輸服務，采用鏈路服務級別S1（發(fā)送/無回答）的服務方式。

遙信變位、遙測變化、SOE 事件、操作結(jié)果、循環(huán)傳送的測量量和狀態(tài)量等采用子站啟動觸發(fā)的傳輸服務規(guī)則。

子站無數(shù)據(jù)變化或無事件發(fā)生時，不主動發(fā)生事件啟動觸發(fā)傳輸服務，只按非平衡式鏈路傳輸規(guī)則進行傳輸。子站循環(huán)傳送的測量量和狀態(tài)量，也可由主站總查詢。

1.2 鏈路傳輸過程

鏈路傳輸過程包括控制系統(tǒng)（營銷主站）和I/O前置單元（用戶子站）初試化時的鏈路建立，如圖2 所示，正常情況下的基本鏈路傳輸、參數(shù)修改、擾動數(shù)據(jù)傳送、總查詢與103規(guī)約相同[3]，子站有變化數(shù)據(jù)和突（自）發(fā)事件時相應報文主動上傳，全遙信和全數(shù)據(jù)報文循環(huán)主動上傳。

圖2 主站與子站鏈路傳輸通信棧路圖

2 用戶側(cè)信號采集模塊

由于客戶設備存在數(shù)量多、種類多、信息采集、規(guī)約轉(zhuǎn)換的難點，可以通過通信管理機將不同的設備信息統(tǒng)一采集形成103規(guī)約，或者104規(guī)約統(tǒng)一上送集控站。采集的信號分為以下幾個模塊：“三遙”模塊、用電信息模塊、二次模塊、視頻監(jiān)控模塊、運行環(huán)境模塊、變壓器采集等主要模塊，采集的信號分別如下[4]：

遙信采集。采集微機保護的SOE 事件以及開關(guān)柜的工作狀態(tài)。實時監(jiān)控高壓柜的運行情況，發(fā)送告警信號以及告警故障事件SOE。

遙測采集。各高壓柜的實時運行數(shù)據(jù)包括U、I、P、cosφ、f。對于功率以及功率因數(shù)設置閾值值，達到閾值告警，針對性重點監(jiān)控。

遙脈采集。進線柜以及出線柜的Ep+（正向有功電度），Ep-（反向有功電度）等電能參數(shù)。

用電概況。通過采集日最大需量、月最大需量等，保證企業(yè)經(jīng)濟用電。通過日負荷曲線、月負荷曲線，分析用電情況。

直流二次屏。采集直流屏的控母、合母、充電信號和告警信號，實現(xiàn)直流屏的全天候巡視。

視屏監(jiān)控：在35 kV高壓室，10 kV中壓室，變壓器室以及10 kV 電容器室等重點部位，安裝實時視屏監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控火災、開關(guān)異常變位、變電站活動人員等。具備遠程巡視關(guān)鍵參數(shù)、實時監(jiān)控的功能[5]。

變電所運行環(huán)境。變電所對于環(huán)境較為敏感，配置溫度傳感器、濕度傳感器、以及電纜溝積水傳感器，在線監(jiān)控變電所的運行環(huán)境，并且進行必要的除水除濕功能。

變壓器監(jiān)控。采集變壓器各繞組鐵芯的溫度，并監(jiān)控變壓器輔助風機的運行狀態(tài)，溫度高自動啟風機并降溫。

整套系統(tǒng)大大節(jié)省了巡檢時間和次數(shù)，降低了維護費用和非計劃停電率。能夠準確將開關(guān)柜內(nèi)分/合狀態(tài)、帶電顯示、溫濕度實時數(shù)值和歷史曲線等數(shù)據(jù)顯示在后臺系統(tǒng)中，方便巡檢人員遠方查看和記錄；自動加熱、通風除濕功能，能減少柜內(nèi)潮氣，杜絕因潮濕導致的絕緣下降問題；準確測量柜內(nèi)母排、刀閘觸頭、電纜觸頭等設備溫度，若高溫異常，達到設定的溫度值時會報警并將數(shù)據(jù)自動傳至主站，用檢監(jiān)控人員能夠第一時間發(fā)現(xiàn)異常并進行處理，預防事故擴大，減少設備停運時間，降低企業(yè)經(jīng)濟損失。

數(shù)字化運檢平臺運行的大數(shù)據(jù)分析的方法為最直接的采集導入法，主要是統(tǒng)計所有的相關(guān)大數(shù)據(jù)，然后將同一個類別的大數(shù)據(jù)全部收集起來，使用模擬式公式全部導入在一起聚類，每隔一定的時間上傳，對于各類數(shù)據(jù)有一個剔除無效值的檢驗過程。

未來對已建立數(shù)據(jù)監(jiān)測平臺的高壓客戶，設計相應的客戶側(cè)客戶端，客戶可以在該平臺按需求自定義相應模塊，包括查詢設備的運行數(shù)據(jù)，查看設備運行工況，電網(wǎng)側(cè)對應的運維管理人員、計劃停電信息、故障搶修單位信息等。一旦客戶設備發(fā)生故障時，立即向用檢、調(diào)度等專業(yè)部室發(fā)出警報，及時生成搶修工單，同時減輕用檢員到現(xiàn)場巡視的工作負擔，提高工作效率。擴展電網(wǎng)側(cè)與客戶側(cè)溝通渠道，使溝通方式更加人性化、智慧化，進一步減少以往雙方信息不對稱造成的經(jīng)濟損失和客戶投訴。

3 結(jié)束語

在客戶配電房內(nèi)加裝視頻巡檢裝置，將視頻信號傳送到主站，并具備語音對講功能，用檢員可以實時觀看客戶配電房內(nèi)的電氣運行情況，可指導客戶電工巡檢，提升巡檢效果。用檢員也能遠程對客戶設備開展巡視檢查，助力查看客戶設備正常，無異響冒煙、無進水受潮、保護裝置無告警燈亮起等異常情況。該智能化巡檢平臺，實現(xiàn)了高壓客戶巡檢的數(shù)字化、高效化，提升了用電客戶的滿意度。