? 變電所是供電系統(tǒng)的重要設(shè)施,，是供電生產(chǎn)管理中實施監(jiān)測的主要對象,。目前，對于變電所的監(jiān)測大多數(shù)情況仍然采用傳統(tǒng)儀表和人工抄表的方式完成,，特別是對于無人值守的終端變電所,，只能通過巡檢的方式才能實現(xiàn),。由于監(jiān)測手段落后、工作效率低,，難以滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)管理和市場經(jīng)濟激烈競爭的需求,。為此，研發(fā)了REMODAQ-8073 電力參數(shù)" title="電力參數(shù)">電力參數(shù)監(jiān)測設(shè)備,，它是一種性能優(yōu)良的模塊化三相電力參數(shù)數(shù)據(jù)采集" title="數(shù)據(jù)采集">數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品,，可以方便地應(yīng)用于變電所的監(jiān)測。
1 RemoDAQ-8073 模塊結(jié)構(gòu)及特性
RemoDAQ-8073 是采用微控制器（MCU）,、專用集成電路（A S I C ）和通信等技術(shù)的電力參數(shù)測量專用模塊,，能夠測量三相電壓（ua/ub/uc）、三相電流（ia/ib/ic）,、有功功率（P）,、無功功率（Q）、功率因數(shù)（Cosθ）和電量（KWH）,，并配備了串行通信接口" title="通信接口">通信接口,，其結(jié)構(gòu)如圖1 所示。
圖1 R-8073模塊結(jié)構(gòu)
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ASIC 采用16 bits ADC 對交流電壓,、電流進行轉(zhuǎn)換,，電壓輸入范圍0～500 V；電流輸入范圍0 ～5A,，測量精度0.2 級,。通信接口有RS-232 和RS-485 兩種形式，采用主從式通信協(xié)議,，協(xié)議數(shù)據(jù)格式有ASCII 編碼和Modbus/RTU兩種,。ASCII 編碼格式適合于高級語言（如Microsoft Visual Basic）編程接口。
圖2 R-8073通訊協(xié)議數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)
在圖2 中,，起始符標識一個數(shù)據(jù)包的開始,，占用1 B，由“S,、%,、#、>,、&,、！,、?”等不同字符擔當,；模塊地址標識一個具體的模塊,，為2 B 的十六進制數(shù)，范圍是00～FFH,；指令碼決定命令的作用,，占用1 B，有的命令沒有指令碼,，而由起始符擔任,；
數(shù)據(jù)塊是命令或響應(yīng)所包含的數(shù)據(jù)，長度隨命令和響應(yīng)的不同而變化,；校驗碼用于檢驗數(shù)據(jù)包的正確性,，采用累加和方式，占用2 B,；結(jié)束符為一個回車符,，用于標識數(shù)據(jù)包的結(jié)束。
可以看出,，RemoDAQ-8073 模塊既支持單點電力參數(shù)監(jiān)測也支持網(wǎng)絡(luò)化電力參數(shù)監(jiān)測,，為其應(yīng)用奠定了良好的通信接口基礎(chǔ)，其典型應(yīng)用電路如圖3 所示,。
圖3 R-8033的典型應(yīng)用
2 基于模塊組建分布式變電所監(jiān)測系統(tǒng)" title="監(jiān)測系統(tǒng)">監(jiān)測系統(tǒng)
變電所是連接電網(wǎng)和用戶的“橋梁”,，一般由進線、出線（用戶線）,、變壓器和控制設(shè)備等組成,，需要監(jiān)測的內(nèi)容有進出線電力參數(shù)、設(shè)備開關(guān)狀態(tài),、保護裝置開關(guān)狀態(tài)和變壓器溫度等,。
考慮到監(jiān)測對象及內(nèi)容的多樣性，采用分布式結(jié)構(gòu)組建變電所監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該是優(yōu)選方案,，其結(jié)構(gòu)如圖4 所示,。
圖4 分布式變電所監(jiān)測系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由各種模塊化的監(jiān)測站（電力參數(shù)、模擬量和開關(guān)量" title="開關(guān)量">開關(guān)量）,、RS-485 工業(yè)現(xiàn)場總線和監(jiān)測計算機等組成,。其中：
（1）電力參數(shù)監(jiān)測站采用RemoDAQ-8073 模塊，完成進線和出線的電力參數(shù)測量,；
（2 ）模擬量監(jiān)測站采用RemoDAQ-8017 模塊,，完成8路模擬量的測量；
（3 ）開關(guān)量監(jiān)測站采用RemoDAQ-8053（16 路輸入）,，完成開關(guān)量的狀態(tài)采集,；
（4 ）監(jiān)測計算機進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、定時記錄和存儲,、監(jiān)視及故障報警,；
（5）RS-485 總線將所有監(jiān)測站和監(jiān)測計算機連接起來，組成一個分布式變電所監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。
在監(jiān)測計算機中,，可以在Microsoft Windows操作系統(tǒng)上，使用Microsoft Visual Basic或其它計算機語言開發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用軟件,，通過Microsoft Access數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)配置數(shù)據(jù),、歷史數(shù)據(jù)和報警信息，聯(lián)合Microsoft Excel 完成報表輸出,，功能模塊如圖5 所示,。
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圖5 變電所監(jiān)測系統(tǒng)功能模塊
圖5 中的本地通信服務(wù)功能完成從各個模塊的數(shù)據(jù)采集，是應(yīng)用程序開發(fā)的關(guān)鍵部分,。根據(jù)主從式通信協(xié)議的特點,，本地通信可以采用圖6 的通信流程。該流程可以充分利用RemoDAQ-8073 模塊通信協(xié)議,，進行通信控制和檢測,，可靠地完成數(shù)據(jù)采集任務(wù)。
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圖6 本地通訊服務(wù)程序流程
3 應(yīng)用實例及效益分析
圖4 所示的基于RemoDAQ-8073 模塊的分布式變電所監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)在鐵路企業(yè)的多個35 KV,、10 KV 變電所獲得了應(yīng)用,。下面是一個10 KV 變電所監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用實例，監(jiān)測對象及內(nèi)容如表1 所示,，配備的主要硬件設(shè)備如表2 所
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在監(jiān)測計算機中,，安裝了使用Microsoft Visual Basic 開發(fā)的變電所監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用程序，進行數(shù)據(jù)采集,、定時記錄和存儲,、監(jiān)視及故障報警等。其中,，監(jiān)視界面有數(shù)字化,、模擬化和圖形化3 種形式。
4 效益分析
監(jiān)測系統(tǒng)的投入運行取得了良好的經(jīng)濟和社會效益,，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
（1）通過電壓監(jiān)測功能發(fā)現(xiàn)某35 KV 變電所1#總板（進線）PT 的A 相失壓,，經(jīng)檢查是保險絲開路造成的。技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)并排除了故障,，避免了電量計量的大量損失,；
（2）通過電流監(jiān)測功能發(fā)現(xiàn)，某10 KV 變電所進線的兩相電流為零,，經(jīng)檢查得知是C T 失效導(dǎo)致的,。技術(shù)人員及時地進行了更換，保證了設(shè)備的正常運行,。
（3 ）某終端用戶的三相電壓有的偏高,、有的偏低,，影響用電設(shè)備安全、可靠地運行,。通過電流監(jiān)測功能發(fā)現(xiàn)是由于三相負載不太平衡造成的,，技術(shù)人員及時地調(diào)整了三相負荷分配，提高了供電質(zhì)量,。
（4 ）某變電所輸出電壓過高,，導(dǎo)致用戶設(shè)備損壞，用戶要求賠償,。通過工況數(shù)據(jù)記錄發(fā)現(xiàn)輸出電壓確實過高,，但是由于進線電壓過高造成的，是上級供電部門的責任,，而不是該變電所的直接責任,，避免了不必要的經(jīng)濟損失。
5 結(jié)束語
RemoDAQ-8073 是采用微控制器和專用集成電路完成三相電力參數(shù)測量的專用模塊,，其通信接口為組建分布式變電所監(jiān)測系統(tǒng)奠定了必要的基礎(chǔ),。分析和實踐證明，模塊化變電所監(jiān)測的方案是切實可行的,，具有結(jié)構(gòu)簡單,、伸縮性好和性能可靠等優(yōu)點。