基金项目：广东电网有限职责公司员工创新项目，项目名称：主动化设备直流双电源智能监控电源体系；项目编号：031400KZ23070010

摘要：受环境要素、技能要素、操作要素等影响，主动化终端电源在运用过程中或许出现失压、过压、缺相等状况，致使供电反常，构成自愈维护瘫痪和通讯事务中止。针对上述问题，本项目研发主动化设备直流双电源智能监控电源体系，选用新式双沟通输入-稳压体系-双直流回路切换-双直流输出-双后备电源切换供电形式，使用“串口通讯+微机监测”精准评价电源运转状况，值得深入研究和推行。

关键词：直流双电源；串口通讯；微机监测；主动切换

进入21世纪以来，我国配电网由主动化终端反常引起的操作拒动、维护误动等毛病率逐年上涨，严峻威胁了配电体系的安全性、牢靠性和安稳性。尤其是在直流电源供电环节，其设备老化状况严峻、充放电不安稳、积尘积潮问题显着，均加大了后备供电危险。如何转变主动化设备直流供电形式，构成双后备、全监测、自切换的直流供电体系已经成为新时期人们重视的焦点。

1 毛病现状

柱上主动化终端设备部件属精细元器件，但因配网运转环境限制，主动化设备大多在室外设置，不能完成跟变电二次设备相同，有良好的运转环境。而且厂家供给的设备良莠不齐，品牌不一，适用环境和运用条件存在较大差异，若规划规划不合理很简单构成终端毛病，然后导致大面积断电，影响用户侧安全用电。以主动化终端电源为例，当直流电源产生毛病时主动化终端根本无法正常投切，此刻二次维护“失效”，一旦配网短路、接地或断线，将引起严峻电力事端，给配网带来严峻经济损失。

查询数据显现：2022年本单位主动化终端电源模块毛病累计97套，构成辖区内主动化终端连续不在线，对开关维护存在极大隐患。如2022年6月6日10kV支线Ⅰ段柱上主动化终端电源受雷击损坏，主动化终端掉电，10kV支线过负荷运转时开关维护缺失，致使全线瘫痪6h，部分配电设施击穿损毁，直接经济损失超越10万元；2022年12月17日10kV支线Ⅱ段丘陵地区支线部分断电，经拉手排查为主动化终端误动导致，现场拆检承认该区域气候较为恶劣，沿线主动化终端电源积潮覆冰状况严峻，电源电压反常波动致使开关误动，最终构成本次事端。

鉴于2022年度本单位主动化终端电源毛病频发，由电源反常引起的维护误动作、拒动、和自愈维护策略误判别等事端约占悉数配电事端的1/7，归于紧迫缺点需立即改造优化和防控处治。

2 技能计划

2.1 体系架构

主动化终端部件毛病在当时配电体系中较为常见。尤其是电源体系，确保着整个终端运转的电源供给，一旦出现问题，设备就失掉维护及通讯功用，有构成维护误动作、拒动、和自愈维护策略误判别等多重危险，在技改过程中应在直流电源基础上设置后备电源，构成主动化设备直流双电源智能监控电源体系，如图1所示。

图1 主动化设备直流双电源智能监控电源体系架构

上述体系由市电输入为直流双电源充电，其间主后备电源选用铅蓄电池或锂电池，辅佐后备电源选用超级电容或锂电池。依据安全供电需求，运用锂电池时电源典型值不可超越主后备电源的1/3，运用超级电容时可与主后备电源一致。主后备电源和辅佐后备电源进出线均装备防反接维护回路。

2.2 主回路规划

本次规划的主动化设备直流双电源智能监控电源体系选用新式双沟通输入-稳压体系-双直流回路切换-双直流输出-双后备电源切换供电形式，可构成安稳自投切终端供电结构。该辅佐后备电源可依据主后备电源电气参数及运转状况，在两层Boost转化中合理充电，一起依据监测评价成果合作主动开关，在主后备电源供电反常时转为临时主供，然后避免由主供反常引起的监控掉电、通讯掉电、开关断电等多重问题，全面进步直流电源体系的安全系数和牢靠功能。

上述主动化设备直流双电源智能监控电源体系以MOS管、继电器为主设置开关回路，合作监测仪、操控器和反应回路，构成主动投切体系。该回路中废弃繁琐的二次接线，多余的部件，完成接线回路明晰、简洁，减少中间毛病点，便利毛病查找、消缺。

2.3 通讯规划

本次规划的主动化设备直流双电源智能监控电源体系选用串口通讯方法，删除传统选用硬接点方法进行信息判别，增加微机监控功用，通过串口技能展开新式电源实时监控形式，使电源体系和终端坚持实时通讯。

上述通讯环节主要通过RS485和RS232接口进行通讯装备，不仅支撑IEC103、PTU、MODBUS、CDT等多种通讯方法，还能够帮助用户在现场进行参数校准，从根本上进步了数据双向传输的牢靠性、准确性和有效性。为进一步确保通讯质量，通讯时还选用阻隔技能进行安全防护，在通讯口、模拟量通道、开关量通道中均设置阻隔维护，进步了整体信号通道的抗干扰作用。

2.4 监控规划

本次规划的主动化设备直流双电源智能监控电源体系装备监控设备、显现屏和触摸屏，分别进行归纳单元检测和支路电流检测，对电源体系上送信号对毛病类型进行智能判别。与此一起，监测体系还通过RS485总线与配电终端衔接，对存在比较重大缺点，终端经过判别给主站体系上送电源体系反常告警，以便于人员依据反常信号直接快速展开现场查看。

以10kV支线Ⅱ段为例，主动化终端电源的整体运用年限较长，电源设备存在不同程度的老化现象，在监控体系设置时应严格把控参数目标，有针对性地展开危险评价和设备管控，以便于减轻运维人员运维压力和确保终端完成供电牢靠性和电压质量安稳性，如表1所示。

表1 主动化设备直流双电源的监测目标

3 效益评价

本次规划的主动化设备直流双电源智能监控电源体系运用双直流主动切换，确保了终端电源正常运转；运用双后备电源确保电源供电，确保主动化终端安全牢靠；选用串口通讯，废弃硬接点；选用智能操控，实时监控电源体系状况，安全效益和经济效益显著。

在主动化设备直流双电源智能监控电源体系投入运用后，共监测出252起主动化终端电源断电毛病，监测准确率到达100%；有效处理重大线路灾祸事端4起，全线配电牢靠率从本来的98.5%进步到99.6%，环比均匀毛病停电时间缩短1.4h，在主动化终端办理过程中起到了非常好的防护作用。

综上所述，该直流双电源智能监控体系整体规划漂亮、安全、经济，功用规划全面、高效、牢靠，适用于多种复杂配电场景，具有宽广的市场空间和发展潜力，值得深入研究和推行应用。

4 注意事项

4.1 加强在线监测，做好主动调控

在主动化设备直流双电源智能监控电源体系运转过程中应深入细化监控目标和危险评价判据。

如可在当时主动化直流双电源智能监控电源体系中引入PT、CT电压和电流的丈量及小电流二次放电法丈量等，快速监测主动化终端电源的运转参数，确定状况量采集状况、模拟量线性动态规模、体系数据更新周期、越限告警状况等是否正常，剖析主动化终端电源是否存在失压、缺相、过流等问题。

一起，设置相应报警判据进行智能监测。设置过程中主动化直流双电源智能监控电源体系的监控单元对两路馈出分路和直流输入的状况进行实时监控，在主后备电源欠压时告警。一般主后备电源欠压报警判据为其电源电压既小于欠压门槛，又小于规范持续时间。此刻，应向监控终端发送欠压信号，生成主动调控指令进行辅佐备用电源供电，然后完成双回路的直流主备供电维护。

4.2加强日常办理，做好运转维护

主动化终端运转环境较为恶劣，大多存在劲风扬尘、降雨积水、冰冷暴雪等天气，很简单影响主动化设备直流双电源智能监控电源体系的运用寿命，构成绝缘损坏、电源击穿等。因此，在日常工作中有必要：

（1）建立完善的工作制度，对主动化终端电源检修维护内容、检修维护职责等进行清晰，确保人员在工作中能够有章可循、有据可依。

（2）建立细化的点检规范，对主动化终端电源的充电压、电池温度、大电流充电/过放电及衔接部分等功能目标等进行全面测试，按照配网技能目标逐个进行点检，确定电源是否存在损坏、断触等缺点。

（3）设备有效的维护设备，如防护网、防尘罩、阻隔网等，定时进行整理除尘，确保主动化终端电源洁净整齐。必要时还要进行线路替换、元件更新等，不断进步主动化设备直流双电源智能监控电源体系的整体功能，最大限度延伸其运用寿命。

5 总结

主动化设备直流双电源智能监控电源体系以“双回路切换+双直流供电”形式进行主备供电维护，在串口通讯和阻隔技能基础上，确保了数据传输质量，使用在线监测设备和反应回路主动调控，从根本上进步主动化终端的维护动作正确率和主动化在线率。也为自愈维护策略投入后，线路维护动作正确性提供了牢靠确保。也很大程度减轻供电所、配网归纳班运维压力，是新时期配电主动化终端建设的重中之重。