客户侧用电安全的数字化巡检平台

钱学成，潘 峰，顾 挺，吴笑农，华 凯，刘宏波，冯 驰

（国网江苏省电力公司常州供电分公司，江苏 常州 213000）

近几年随着城市用电客户规模的增大，客户侧用电安全也受到极大重视。常州地区高压用检员人均负责800 余户高压客户的安全检查巡视工作。用检员的工作强度较大，急需创新工作方法，提高工作效率。

为了解决高压用检员工作中管辖区域零散、客户数量多、用检员配置数量少等问题，本文提出在客户配电房内加装视频巡检装置和信号采集终端，将用户侧的视频信号、电气量和环境量信号传送到主站，并具备语音对讲功能。具有主站（控制中心）和分布在各客户变电站的数字化巡检装置两级控制结构，将标准化的模型、用能策略等控制软件嵌入到物理设备中，实现数字化巡检，实时监控、就地控制、灵活响应，分散区域自治和分层控制。由此，用检员可以实时观看客户配电站房内的电气运行情况，可以指导客户电工巡检，提升巡检效果。

1 信号传输方案

通过在客户侧设备、电缆线路的关键节点安装电压、电流采集装置，融合营销系统、用电信息采集系统、PMS2.5系统中客户数据，汇总到高压客户数据监控平台进行数据分析[1]，分管用检员可通过该平台随时查询、监测客户侧系统运行数据，系统也会及时向分管用检员反映异常情况。在客户配电室安装传感器，在开关柜等封闭式电气设备设置智能监控、温控装置，用检员在远方登录高压客户设备监控控平台即可实时远程查看设备运行状态、用户电气值班人员情况。通信系统整体方案框架如图1所示。

图1 系统框架拓扑图

系统整体框架分为站控层（主站），网络通信层和现场设备层（子站和终端），融合后大数据的流向为从现场设备层通过网络通信上传至站控层。

监控主机根据客户变电站具体情况部署相应数量的摄像机、RFⅠD 标签/读写器以及相应的监测模块，通过客户变电站数字化巡检平台实现站内设备状态图像、设备温度、环境数据、安全工器具信息、人员出入信息的采集上传和监控。

1.1 链路传输规则

采用平衡和非平衡两种传输方式。由营销主站启动的传输服务，采用窗口尺寸为1 的非平衡传输方式[2]。由用户子站启动触发的传输服务，采用链路服务级别S1（发送/无回答）的服务方式。

遥信变位、遥测变化、SOE 事件、操作结果、循环传送的测量量和状态量等采用子站启动触发的传输服务规则。

子站无数据变化或无事件发生时，不主动发生事件启动触发传输服务，只按非平衡式链路传输规则进行传输。子站循环传送的测量量和状态量，也可由主站总查询。

1.2 链路传输过程

链路传输过程包括控制系统（营销主站）和I/O前置单元（用户子站）初试化时的链路建立，如图2 所示，正常情况下的基本链路传输、参数修改、扰动数据传送、总查询与103规约相同[3]，子站有变化数据和突（自）发事件时相应报文主动上传，全遥信和全数据报文循环主动上传。

图2 主站与子站链路传输通信栈路图

2 用户侧信号采集模块

由于客户设备存在数量多、种类多、信息采集、规约转换的难点，可以通过通信管理机将不同的设备信息统一采集形成103规约，或者104规约统一上送集控站。采集的信号分为以下几个模块：“三遥”模块、用电信息模块、二次模块、视频监控模块、运行环境模块、变压器采集等主要模块，采集的信号分别如下[4]：

遥信采集。采集微机保护的SOE 事件以及开关柜的工作状态。实时监控高压柜的运行情况，发送告警信号以及告警故障事件SOE。

遥测采集。各高压柜的实时运行数据包括U、I、P、cosφ、f。对于功率以及功率因数设置阈值值，达到阈值告警，针对性重点监控。

遥脉采集。进线柜以及出线柜的Ep+（正向有功电度），Ep-（反向有功电度）等电能参数。

用电概况。通过采集日最大需量、月最大需量等，保证企业经济用电。通过日负荷曲线、月负荷曲线，分析用电情况。

直流二次屏。采集直流屏的控母、合母、充电信号和告警信号，实现直流屏的全天候巡视。

视屏监控：在35 kV高压室，10 kV中压室，变压器室以及10 kV 电容器室等重点部位，安装实时视屏监控系统。监控火灾、开关异常变位、变电站活动人员等。具备远程巡视关键参数、实时监控的功能[5]。

变电所运行环境。变电所对于环境较为敏感，配置温度传感器、湿度传感器、以及电缆沟积水传感器，在线监控变电所的运行环境，并且进行必要的除水除湿功能。

变压器监控。采集变压器各绕组铁芯的温度，并监控变压器辅助风机的运行状态，温度高自动启风机并降温。

整套系统大大节省了巡检时间和次数，降低了维护费用和非计划停电率。能够准确将开关柜内分/合状态、带电显示、温湿度实时数值和历史曲线等数据显示在后台系统中，方便巡检人员远方查看和记录；自动加热、通风除湿功能，能减少柜内潮气，杜绝因潮湿导致的绝缘下降问题；准确测量柜内母排、刀闸触头、电缆触头等设备温度，若高温异常，达到设定的温度值时会报警并将数据自动传至主站，用检监控人员能够第一时间发现异常并进行处理，预防事故扩大，减少设备停运时间，降低企业经济损失。

数字化运检平台运行的大数据分析的方法为最直接的采集导入法，主要是统计所有的相关大数据，然后将同一个类别的大数据全部收集起来，使用模拟式公式全部导入在一起聚类，每隔一定的时间上传，对于各类数据有一个剔除无效值的检验过程。

未来对已建立数据监测平台的高压客户，设计相应的客户侧客户端，客户可以在该平台按需求自定义相应模块，包括查询设备的运行数据，查看设备运行工况，电网侧对应的运维管理人员、计划停电信息、故障抢修单位信息等。一旦客户设备发生故障时，立即向用检、调度等专业部室发出警报，及时生成抢修工单，同时减轻用检员到现场巡视的工作负担，提高工作效率。扩展电网侧与客户侧沟通渠道，使沟通方式更加人性化、智慧化，进一步减少以往双方信息不对称造成的经济损失和客户投诉。

3 结束语

在客户配电房内加装视频巡检装置，将视频信号传送到主站，并具备语音对讲功能，用检员可以实时观看客户配电房内的电气运行情况，可指导客户电工巡检，提升巡检效果。用检员也能远程对客户设备开展巡视检查，助力查看客户设备正常，无异响冒烟、无进水受潮、保护装置无告警灯亮起等异常情况。该智能化巡检平台，实现了高压客户巡检的数字化、高效化，提升了用电客户的满意度。