杨达伟+钱利宏

摘要：配电站的安全管理一直以来都是一个重要的问题，开关跳闸、温度过高、漏水等问题的出现很容易使配电站的电力设备出现故障而影响正常用电，而这些问题往往没有引起人们的重视。由于安全监测系统还未完善，所以只能通过人工定期巡检的方式逐个检查设备，效率比较低，所以加强对配电站的安全监测系统研究势在必行。

关键词：配电站；安全监测；系统组成；技术参数；监测方法 文献标识码：A

中图分类号：TM72 文章编号：1009-2374（2016）35-0021-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.010

配电站的安全监测系统是电力系统的重要组成部分，专门用来监测10kV线路、高压电力设备、变压器、配电站内部温度、湿度等，便于让电力部门了解配电站的具体情况，并利用安全监测系统来保护电力系统安全。本文通过对配电站安全监测系统的组成结构分析，提出了一些配电站安全监测系统的监测方法，对配电站的安全监测工作有一定的帮助。

1 安全监测系统组成

1.1 10kV高压监测部分

高压监测部分主要是监测断路器、搭接头等易引起故障的位置，包括湿度监测、温度监测、烟雾监测等方面，主要设备有温度传感器、湿度传感器、通讯设备、信号接收设备等，通过传感器获得监测数据，将监测数据经过通讯设备传输到中心处理系统，中心处理系统经处理后将指令发送到信号接收设备。

1.2 0.4kV低压监测部分

低压部分可以直接为供电，所以对于低压部分的监测是十分重要的。一般情况下，低压部分相比高压部分的温度会更高，所以对于低压部分的温度监测就显得尤为重要。低压部分主要监测断路器、刀闸、电容器温度、外界温度、湿度等。

1.3 变压器监测部分

变压器是配电站的重要组成部分之一，其内部结构比较复杂，所以对于变压器的安全监测要格外关注。变压器部分的监测除了监测内部线路的电压电流以外，还需要关注油温的变化。油温可以在一定程度上反映出内部线圈的温度，再结合外界温度和变压器的散热装置，可以大概地算出变压器的温度。

2 安全监测实施方案

2.1 电气连接点的监测

2.1.1 监测点的选取。电气连接点的监测点选取断路器、隔离刀闸、电容器等位置。

2.1.2 监测系统安装方式。将传感器的绑带和金属线接触，如图1所示：

2.2 变压器的监测

2.2.1 监测点的选取。低压侧将军帽的套管接线端以及散热板的油温，如图2所示：

2.2.2 安装方式。

2.3 外界环境监测

2.3.1 温度、湿度与烟雾监测。配电站需要安装温度传感器、湿度传感器以及烟雾浓度报警系统，以全面掌握配电站的环境情况。

2.3.2 安装方式。温度传感器与湿度传感器的安装可以利用支架支撑将其安装在墙壁上，然后将支架固定好；烟雾浓度报警系统一般是安装在天花板上；渗水检测器一般是安装在容易发生渗水或积水的位置，如图4所示：

2.3.3 移动监测报警法。移动监测报警指的是通过将之前的图像与当前图像进行对比，如果差异过大则视为入侵行为。这种方法只有监测系统处于防御状态，而且开启了这项特殊功能时才可以使用。

2.3.4 监测方法。可以将红外扫描与移动监测报警法相结合，实现对监测区域的有效监测。

将红外扫描探测器安装在视野比较开阔的位置，摄像头朝向监测区域内，一旦有带热辐射的人体进入监测范围内，10秒之后自动开启移动监测系统，并发出报警信号。这样可以有效减少系统误判断，提高监测准确度。

2.4 配电箱的设置

传感器采集到的数据通过通讯装置传输到配电器的接收模块，然后配电器根据需求分配电能。配电箱通常是设置在配电室的墙壁上，由室内220V的正常电源供电。安装效果如图5所示：

2.5 巡检专用手机软件

该软件有三个主要组成部分：工作任务部分、数据采集部分以及用户资料部分，所有任务清单都是根据客户指定的要求发送到任务发布平台，然后由配电站工作人员分配任务，将巡检过后的结果统一发送到后台处理中心。

2.5.1 用户资料部分。用户资料部分是用户通过正确输入账号密码即可登陆软件。该部分会立即显示用户资料，包括姓名、岗位职责、所属部门等。

2.5.2 工作任务部分。工作任务部分是指用户所接到的工作任务，并将工作任务的完成程度进行分类，分成“已完成任务”“未完成任务”以及包含两者的“全部”三大块。根据工作任务部分的情况可合理安排用户的工作进度和任务完成顺序，有效提高用户的工作效率。

2.5.3 数据采集部分。利用热成像技术对巡检现场的情况进行数据采集、储存，并通过设置调整数据信息的显示方式。

2.6 热成像技术

将热成像技术应用于配电站巡检当中，出现了小型化的红外热成像模块。这种模块占用空间比较少，而且能量消耗也比较低，便于移动。只需要将该模块通过数据线与手机连接在一起，就可以形成一个热成像装置，再结合手机专用的巡检软件，可以有效提高巡检效率，降低巡检人员的工作量。

当前市场上也出现过专业的手持热成像仪，但是手持热成像仪占用的空间比较大，所以移动起来也不太方便，使得巡检人员巡检效率降低。而新型热成像模块可以与手机连接在一起，只需要携带手机和模块以及数据线就可以完成热成像巡检工作，方便快捷，如图6所示：

3 后台处理系统

3.1 后台处理系统的组成

后台处理系统位于中心控制室内，里面包含了整个配电站运行系统的监测数据，利用这些监测数据就可以对配电站每个部分的运行情况进行分析、处理。

温度监测系统可以显示每个监测部位的实时温度数据，并可制作成温度曲线、报表等，具有很好的开放性；数据库内数据储存量十分庞大，可以再次对数据库进行开发。从温度监测系统的界面上可以观察到每个监测点所在的详细位置，并清楚地反映了各个监测点的温度变化状态。

温度监测报表可以将采集到的温度数据进行整理，自动生成报表，便于温度数据的储存以及历史记录的

查询。

温度曲线图则可以将各个监测点温度变化趋势直观地表示出来，使得监测人员对配电站各部位的温度变化情况有整体的把握，便于工作人员进行温度调整工作。

3.2 间接测温故障诊断技术

间接测温点所测得的温度会受到许多因素的影响，比如电路的回路发热功率、测温触头处电阻的热量、外界的温度、电柜的散热等。将间接测温点的温度变化与这些影响因素的变化规律进行比较研究，利用这种变化规律可以对设备的故障进行诊断。因为在设备正常运转状态下，各项参数变化都是很稳定、很规律的，所以温度变化也会相对稳定，如果温度变化规律出现了异常，那么就说明设备某一部分出现了故障。这个变化规律可以通过计算机模型的方式得到。将设备温度场分布情况模拟出来，最后得到各监测点温度升高参数。

故障诊断软件还包括其他部分：通讯部分、数据分析部分、报警部分、故障诊断部分、短信通知部分、系统管理部分、日志记录部分、用户授权部分、安全管理部分、服务中心部分等。

3.3 后台处理系统功能

（1）对配电站内部各项设备、露天电力设备以及设备环境等进行24小时实时监测；（2）对于各电气设备的接地设施的温度进行实时监测；（3）利用网络技术实现安全监测系统当中各计算机之间的正常通信；（4）自动在工作任务发布平台上定时发送工作任务，由巡检人员接受并完成以后，及时检查巡检结果；（5）利用通信系统将采集到的数据储存到计算机的总数据库内，以便于后期的数据分析和处理；（6）可将各个时间段的监测点温度数据调出，制作成温度曲线，通过比较各时间段温度曲线的变化，分析该时间段内设备的运行情况；（7）当监测点的温度超过预定上限、温度上升的速度超过预定最快上升速度时，立即开启自动报警功能，并以短信的方式通知负责该监测点所在区域的负责人，及时进行处理；（8）所采集到的温度数据储存到数据库内，可随时查询历史记录；（9）通过比较温度上升参数进行设备的故障诊断；（10）数据报表的生成打印；（11）用户权限管理分级，一共可分为三级。

4 系统技术参数设置

4.1 后台处理系统技术参数

（1）监测点数量的选择：一般是选择512个监测点，如果需要更多，可以设置1024个监测点；（2）系统可靠度参数：遥测不合格率要控制在0.01%以下；（3）系统实时性参数：遥测超越限度和遥信传送之间的时间不能超过5秒，所测数据的刷新时间也不能超过5秒；（4）系统画面的刷新时间也要控制在5秒以内；（5）储存到数据库内的数据信息至少要能保存一年以上。

4.2 数据采集设备技术参数

4.2.1 温度传感器技术参数。（1）准确度：测量误差控制在1℃以内；（2）最小分度值：0.1℃；（3）每次传输数据的间隔一般设置为4分钟；（4）测温范围：0℃～125℃。

4.2.2 电流传感器技术参数。（1）额定工作电压：小于35kV；（2）额定电流：10～1500A不等；（3）温度范围：40℃～110℃；（4）测温准确度：2℃以内。

4.2.3 热成像技术参数。（1）保证测温效果的最佳距离：5m以内；（2）热灵敏度控制：50mK以内。

5 结语

配电站正常运行直接关系到住户的正常用电，所以其安全控制必不可少。通过对配电站安全监测系统的研究，采取合适的监测设备安装办法，正确选取监测点，对配电站实行实时监测。同时将专业巡检软件应用到巡检当中，使人工巡检与设备监测相结合，提高监测的准确度。利用后台处理系统将所测得的数据收集整理入数据库，并制作成报表和曲线图，便于监测人员对设备运行情况的分析，及时处理故障，使安全监测系统发挥应有的作用。

参考文献

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[4] 陶燕，王庆华.基于GPRS/CDMA的配电站环境监控系统[J].电子科技，2014，27（6）.

作者简介：杨达伟（1985-），男，广东珠海人，广东电网有限责任公司珠海供电局工程师，研究方向：电气工程与自动化；钱利宏（1986-），男，江西上饶人，供职于广东电网有限责任公司珠海供电局，研究方向：配网自动化。

（责任编辑：黄银芳）