淺談基于Web的配電室監控報警系統的設計與實現

摘要：基于Web應用系統開發中流行的五層架構B/S模式，提出了配電室電能質量監測軟件的總體設計方案和實施方法，規范報警信息，提高報警效率。

關鍵詞：配電工程、監控、報警、配電監控。

引言

隨著經濟的快速發展，企業對電力的依賴性逐漸增強，企業對電力質量的要求也越來越高。為了保證良好的電力質量，現采用網絡和計算機技術設計了一套配電室監控系統。目前，國內部分系統采取監控信息“定值”管理、屏蔽干擾信息、消除常亮光字牌、遠程工作站驗收監控信息等綜合措施，實現配電室監控。但這些解決方案通常只具有監控功能，不能分析和處理異常情況。此外，許多系統在數據處理、報警標準和報警方法方面也存在一些問題[1-7]。為了解決上述問題，本文提出了基于網絡的配電室監控報警系統。

1電能質量監測與分析系統

本文設計了一個基于互聯網的電能質量監測和分析系統。多功能儀表可以監測和分析電網中的無功率、負序分量和諧波，并將每個電能質量參數的檢測結果與設定值進行比較。電能質量參數檢測結果報警時間越限，光電隔離驅動繼電器，保護電網中的設備。此外，本文設計的監控系統采用網絡技術對監控分析系統進行網絡化，實現對不同配電室電能質量參數的統一管理。

2系統架構

在本文設計的監控系統中，電能質量信息發布模式采用了流行的Web應用系統開發中的五層架構B/S（瀏覽器/服務器）模式。配電室以Web瀏覽器為運行平臺，所有的開發、升級和維護都集中在服務器端，為未來的系統維護提供了便利。基于B/S模式的監控報警系統允許客戶在計算機上不安裝任何軟件，只能通過互聯網實現配電室的監控功能。

配電室監控系統可同時監控多條線路的電能質量參數。由于該系統的硬件設計采用模塊化結構，可移植性強，也為未來接口擴展提供了便利。分布式多通道電能質量監測分析系統硬件按照“面向對象、分層分布”的原則分為五層：顯示層、服務層、存儲層、傳輸層和感知層。(1)感知層:感知層主要是連接在配電室的電力測量多功能表、傳感器、攝像頭等設備。(2)傳輸層:本層主要用于將感知層采集的數據信息傳輸到云數據庫。(3)存儲層:本層根據數據類型和數據采集時間建立數據庫，將數據存儲在數據庫對應的表格中。(4)服務層:J2EE的Web組件包括JSP頁面和Servlet。JSP頁面是一個嵌入Java程序的網頁文件，它被編譯成Java，并在J2EE服務器上運行。（5）顯示層：主要功能是向用戶提供各種操作功能，使用戶能夠有效地使用系統。

3系統報警功能

配電室的電能質量和運行環境問題應及時維護，否則會影響整個配電室的供電，甚至造成巨大損失。本文設計的報警系統分為兩部分：電能質量不合格報警和配電室異常報警。當系統監控數據達到預設標準時，報警系統會發出報警，主動以聲音和彈出對話框的形式通知用戶，并記錄相關事件，供今后查詢統計。

3.1電能質量報警設置標準

電能質量的概念非常廣泛，電能質量問題可能會產生許多影響。例如，低電壓可能導致供電設備不能正常使用，電壓閃爍可能導致燈光不斷閃爍，頻率和諧波的電能質量問題也對一些精密儀器產生影響。本文設計的監控系統所涉及的電能質量問題的報警限值均為國家標準。

3.2事件報警除了電能質量問題外，配電室還對配電室的溫度、濕度、煙霧濃度等環境參數有嚴格的要求。當系統監測數據超過預設值時，報警系統會報警。配電室的運行環境參數主要分為以下兩個方面。（1）環境參數采集系統。收集配電室的環境信息，如溫度、濕度、煙霧、溢流報警、門狀態等。通過檢測配電室的環境參數，可以有效地監測配電室內各設備的運行環境。（2）紅外探測系統。紅外探測系統由聲光報警器和探測器組成，用于監測配電室內是否有動物進入。當紅外探測裝置檢測到貓、老鼠等小動物進入配電室時，立即在配電室和監控中心發出報警信號，監控主機自動調出相應配電室的視頻圖片，提醒運維人員進入配電室。同時，發出聲光報警，盡量避免動物進入配電室內設備故障。

4應用案例

本文提出的配電室監控報警系統已在北京東直門的一個配電室投入使用。基于報警規范、統一通信協議、多層模塊設計、數據集和混合計算技術的監控配電室運行數據分析系統，在配電室監控運行過程中取得了預期的運行效果，如圖所示。

配電室出線電路圖

配電室監控報警系統投入運行后，有效解決了配電室運行環境異常、報警信息混亂的現狀。以東直門配電室試點應用為例，通過對覆蓋區域電壓、電流、功率因數等電網運行指標在正常范圍內的實時監測分析，如發現電網異常運行，可快速報警并進行相應處理。

5安科瑞配電室環境監控系統

5.1概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏幕、通信管理機、UPS電源、視頻監控子系統(云臺球機、槍機)、環境監測子系統(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統（照明、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子系統(讀卡器、開門按鈕、磁鎖)、安全監控子系統(雙檢測器)。

5.2應用場所

適用于軌道交通、工業、建筑、學校、商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統的工程設計、施工和運行維護。

5.3系統結構

5.4系統功能

實時監測；數據查詢；曲線查詢；運行報表；實時告警；歷史事件查詢；用戶權限管理；網絡拓撲圖；遙控功能

5.5系統硬件配置

6 結語

本文研究配電監控系統主要意義在于：通過計算機計算、通信技術及數據庫技術的運用，可以規范現有的報警信息，優化報警方式，設計與現有配電室需求相符的配電室智能監控系統。并且可以根據數據傳輸采集、實時分析、雙向互動及精準計算等方法，使系統對配電室的遠程控制與監測得以實現。該系統對企業供電實現配網自動化具有很好的促進作用，對供電公司降低配電室運營成本、提高企業用電管理水平起到了積極的作用。

參考文獻：

金芬蘭,王昊,范廣民,余建明,米為民.智能電網調度控制系統的變電站集中監控功能設計[J].電力系統自動化,2015,39(01):241-247.

周志強,唐云峰,袁明飛.基于Web的配電室監控報警系統的設計與實現.

安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.