浅谈基于Web的配电室监控报警系统的设计与实现

摘要：基于Web应用系统开发中流行的五层架构B/S模式，提出了配电室电能质量监测软件的总体设计方案和实施方法，规范报警信息，提高报警效率。

关键词：配电工程、监控、报警、配电监控。

引言

随着经济的快速发展，企业对电力的依赖性逐渐增强，企业对电力质量的要求也越来越高。为了保证良好的电力质量，现采用网络和计算机技术设计了一套配电室监控系统。目前，国内部分系统采取监控信息“定值”管理、屏蔽干扰信息、消除常亮光字牌、远程工作站验收监控信息等综合措施，实现配电室监控。但这些解决方案通常只具有监控功能，不能分析和处理异常情况。此外，许多系统在数据处理、报警标准和报警方法方面也存在一些问题[1-7]。为了解决上述问题，本文提出了基于网络的配电室监控报警系统。

1电能质量监测与分析系统

本文设计了一个基于互联网的电能质量监测和分析系统。多功能仪表可以监测和分析电网中的无功率、负序分量和谐波，并将每个电能质量参数的检测结果与设定值进行比较。电能质量参数检测结果报警时间越限，光电隔离驱动继电器，保护电网中的设备。此外，本文设计的监控系统采用网络技术对监控分析系统进行网络化，实现对不同配电室电能质量参数的统一管理。

2系统架构

在本文设计的监控系统中，电能质量信息发布模式采用了流行的Web应用系统开发中的五层架构B/S（浏览器/服务器）模式。配电室以Web浏览器为运行平台，所有的开发、升级和维护都集中在服务器端，为未来的系统维护提供了便利。基于B/S模式的监控报警系统允许客户在计算机上不安装任何软件，只能通过互联网实现配电室的监控功能。

配电室监控系统可同时监控多条线路的电能质量参数。由于该系统的硬件设计采用模块化结构，可移植性强，也为未来接口扩展提供了便利。分布式多通道电能质量监测分析系统硬件按照“面向对象、分层分布”的原则分为五层：显示层、服务层、存储层、传输层和感知层。(1)感知层:感知层主要是连接在配电室的电力测量多功能表、传感器、摄像头等设备。(2)传输层:本层主要用于将感知层采集的数据信息传输到云数据库。(3)存储层:本层根据数据类型和数据采集时间建立数据库，将数据存储在数据库对应的表格中。(4)服务层:J2EE的Web组件包括JSP页面和Servlet。JSP页面是一个嵌入Java程序的网页文件，它被编译成Java，并在J2EE服务器上运行。（5）显示层：主要功能是向用户提供各种操作功能，使用户能够有效地使用系统。

3系统报警功能

配电室的电能质量和运行环境问题应及时维护，否则会影响整个配电室的供电，甚至造成巨大损失。本文设计的报警系统分为两部分：电能质量不合格报警和配电室异常报警。当系统监控数据达到预设标准时，报警系统会发出报警，主动以声音和弹出对话框的形式通知用户，并记录相关事件，供今后查询统计。

3.1电能质量报警设置标准

电能质量的概念非常广泛，电能质量问题可能会产生许多影响。例如，低电压可能导致供电设备不能正常使用，电压闪烁可能导致灯光不断闪烁，频率和谐波的电能质量问题也对一些精密仪器产生影响。本文设计的监控系统所涉及的电能质量问题的报警限值均为国家标准。

3.2事件报警除了电能质量问题外，配电室还对配电室的温度、湿度、烟雾浓度等环境参数有严格的要求。当系统监测数据超过预设值时，报警系统会报警。配电室的运行环境参数主要分为以下两个方面。（1）环境参数采集系统。收集配电室的环境信息，如温度、湿度、烟雾、溢流报警、门状态等。通过检测配电室的环境参数，可以有效地监测配电室内各设备的运行环境。（2）红外探测系统。红外探测系统由声光报警器和探测器组成，用于监测配电室内是否有动物进入。当红外探测装置检测到猫、老鼠等小动物进入配电室时，立即在配电室和监控中心发出报警信号，监控主机自动调出相应配电室的视频图片，提醒运维人员进入配电室。同时，发出声光报警，尽量避免动物进入配电室内设备故障。

4应用案例

本文提出的配电室监控报警系统已在北京东直门的一个配电室投入使用。基于报警规范、统一通信协议、多层模块设计、数据集和混合计算技术的监控配电室运行数据分析系统，在配电室监控运行过程中取得了预期的运行效果，如图所示。

配电室出线电路图

配电室监控报警系统投入运行后，有效解决了配电室运行环境异常、报警信息混乱的现状。以东直门配电室试点应用为例，通过对覆盖区域电压、电流、功率因数等电网运行指标在正常范围内的实时监测分析，如发现电网异常运行，可快速报警并进行相应处理。

5安科瑞配电室环境监控系统

5.1概述

配电室综合监控系统包括智能监控系统屏幕、通信管理机、UPS电源、视频监控子系统(云台球机、枪机)、环境监测子系统(温度、湿度、水浸、烟感)、控制子系统（照明、空调、除湿机、风机、水泵）、门禁监控子系统(读卡器、开门按钮、磁锁)、安全监控子系统(双检测器)。

5.2应用场所

适用于轨道交通、工业、建筑、学校、商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统的工程设计、施工和运行维护。

5.3系统结构

5.4系统功能

实时监测；数据查询；曲线查询；运行报表；实时告警；历史事件查询；用户权限管理；网络拓扑图；遥控功能

5.5系统硬件配置

6 结语

本文研究配电监控系统主要意义在于：通过计算机计算、通信技术及数据库技术的运用，可以规范现有的报警信息，优化报警方式，设计与现有配电室需求相符的配电室智能监控系统。并且可以根据数据传输采集、实时分析、双向互动及精准计算等方法，使系统对配电室的远程控制与监测得以实现。该系统对企业供电实现配网自动化具有很好的促进作用，对供电公司降低配电室运营成本、提高企业用电管理水平起到了积极的作用。

参考文献：

金芬兰,王昊,范广民,余建明,米为民.智能电网调度控制系统的变电站集中监控功能设计[J].电力系统自动化,2015,39(01):241-247.

周志强,唐云峰,袁明飞.基于Web的配电室监控报警系统的设计与实现.

安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.05版.