（CS26 上海臻和防雷电气技术有限责任公司）

智能电网可靠性包含网络结构和运行行为的两方面因素，任何网络故障和行为的失误，都必将影响到电网的正常运行，从而导致供电安全可靠性的降低。

智能电网变电站将在网络结构上推广采用微机综合自动化系统，实现变电站运行调度自动化。通过对变电站的技术改造，使有载变压率、双电源率、无油化率和无人值班率达标，并具有“四遥”功能。通过对电网潮流分布的分析，掌握电网运行负载的特点，加强电力负载平衡和预测工作，从而达到安全可靠供电环境。

另一方面智能电网用户端的安全可靠性的需求主要实现以下几方面：

1）打造坚强电网、优化配电网络结构，实现电力资源优化配置。

2）提升配电设备运行性能水平，抵制各种故障造成的危害，确保电网安全和设备可靠运行，实现可靠供电。

3）提高智能电网配电设备的科技含量，加强调研设备高性能、免维护的选型和技术评估，运用高新技术实现在线监测设备运行和预警，免除破坏性外界干扰，为安全供电增加可靠因素。

在保障电力用户安全可靠运行的众多的保护设施中，避雷保护设施是电网用户端配电设备防止雷击和过电压保护的必备设备，对于雷击的防护采用接闪器和接地装置把雷电流引入大地，以减少雷电反击和感应电磁脉冲的量级。对于感应雷从整体和系统建立起三维的防护体系，在变电站综合自动化系统的低压配电系统中采用3～4级电涌保护器进行保护。组成了一个从电源到信号的完整的高效的防雷网络，通过使雷电电磁脉冲层层削弱的方式将雷击造成的危害降低到最小的程度，尽可能地保证二次自动化设备的正常工作，从而保证了智能电网的正常运行。

防雷设施是属于智能电网预防性的风险投资，防患于未然，以较小防雷设备投资保证智能电网较大投资的设备的安全。避雷器设备是备有防护设施，备而待用，在雷击和浪涌过电压发生时才产生保护动作。同时避雷器设备又会有与承受雷击强度关联的劣化隐患，也有发生与电网供电质量、畸变电压相关的概率受损故障。一旦防雷设施受损，当雷灾发生时将会产生严重后果。监测防雷设施功能状况，在其含有受损隐患时即时发现、及时预报警是提高智能电网用户端安全可靠运行，防止灾害性外界破坏的重要的用电科学管理的技术手段。

GPC1-ZJX/W智能配电防雷预警监控平台以智能电网用户端的安全可靠运行为目的，配置高科技含量的智能化防雷器系统，实现在线监测防雷装置运行状态监控和设备老化及故障预警，以便及时修换受损的防雷设施，恢复设备防雷正常运行功能，将破坏性外界干扰对智能电网用户端的安全运行影响降低到最小水平。

1.系统方案构成

GPC1-ZJX/W智能配电防雷预警监控平台由下述几部分模块构建组成；且根据控制系统需求调整模块的型号和配置：

1）由具有劣化报警输出的电源防雷器和信号防雷器、雷击信号检测器及配电回路的电压电流互感器组成的数据采集模块组。

2）配置有完整前置保护装置的避雷器一体化防雷模块，既可泄放雷击浪涌电流，又能自动切断雷击后避雷器故障续流，并可对畸变电压引起防雷器件过温、过电流实现保护和预警。

3）对配电防雷环境数据进行采集整合的智能防雷预警通信机盒。

4）现场与控制中心搭建的RS485串口通信网络系统，实现防雷信息远传。

5）控制中心的安装有监控平台软件通信服务主机。

2.系统方案功能

智能电网的用户端设备在监控平台软件的统一构架下，通过可靠的通信网络可以在智能防雷预警通信机盒对现场防雷环境进行实时数据采集；在控制中心的人机对话界面可同时观察到分布在多处地点配电系统的安全保障防雷设备的运行状态，实现包括雷击强度与次数；现场接地电阻及工作电力环境等的即时数据监测控制、趋势把握，警报和有效的远程诊断及维护。同时有一体化的防雷模块对避雷器实现全面的二次保护，杜绝了避雷器的故障短路和自燃事故发生，全面提升了智能电网用户端的安全用电的可靠性。

3.关键设备描述(www.daowen.com)

1）电源防雷器应用于易遭受直接雷击的低压配电系统和重要设备保护

信号防雷器应用于进出建筑物信号电缆网络及计算机系统的感应雷击的保护。由于雷击的强烈度，防雷器在承受多次雷击后均会发生保护功能的退化，甚至劣化损坏，给配电及设备正常运行带来严重隐患。为此推出新研制的带有遥信劣化信号防雷器和有完整前置保护装置，能自动切断故障续流，并可对防雷器件过温、过电流实现保护和预警避雷器一体化防雷模块。配合智能防雷预警通信机盒应用，可及时了解防雷器应用现况，发现和消除隐患，确保设备安全运行。目前已有下列具备劣化信号模块的防雷器产品（见表1），随着防雷技术不断提升，将会推出更多系列的具有劣化信号输出的各类防雷器上市。

表1 各种防雷器

2）雷击信号检测器选用

雷击信号采集主要通过检测雷击地电流来实现的，是由跨接在防雷设备接地电缆（接地铜、铝排）上的雷击信号检测器拾取。雷击信号检测器可根据供电系统电压等级、视在功率和信号拾取方式选型（见表2）。

表2 雷击信号检测器

3）智能配电防雷预警通信机盒的选用

智能防雷预警通信机盒是安装在现场配电设备柜箱中，是现场数据采集模块组与远程控制中心的智能中继设备。能对交流400V三相四线供电系统中的防雷环境的数据进行采集整合。可以对设备遭受雷击状况（包括雷击次数、可检雷击强度值）进行监测记录。并采集电源防雷器、信号防雷器的劣化信号，实现报警上传，中继设备机盒采集防雷器劣化信号按不同的用途的防雷器，采用无源干触点和被动式取样手段实现。并可提供配电柜供电三相工作电压与电流数据采集、记录、上传。并能响应控制中心的指令，控制输出继电触点组的扩展去执行分、合电闸等功能。该机的技术数据见表3。

表3 智能防雷预警通信机技术数据

4.通信架构与通信协议

GPC1-ZJX/智能防雷预警通信机盒采用了高速RISC嵌入式微计算机，完成智能控制管理；并将采集的数据信息采用工业化Modbus协议通过内部具有隔离光耦的RS485通信模块实现远程发布的功能。可按通信距离和环境采用电缆+光缆（光端机）实现，也可按需要和条件配置无线数据传输网络。

5.监控平台

GPC1-ZJX/智能防雷预警通信机盒采集的监测数据，将依靠通信系统汇集到控制管理中心的监控计算机中。

运用GPC1-ZJX/W配置专用监控软件，可在计算机人机对话界面进行显示、报警、统计管理功能。GPC1-ZJX/W系统监控软件具有以下特点：

GPC1-ZJX/W专用监控软件可直接安装在WINDOW XP/WINDOW 2003的操作系统上。

GPC1-ZJX/W专用监控软件将经通信网络上传的配电系统防雷环境保障监测采集的数据进行管理，运用主从页面结构，通过人机对话界面进行多元管理，可对多达数百个端口的GPC1-ZJX/智能防雷预警通信机盒目标群进行界面设置、采集数据浏览、统计、报警管理。管理人员可通过页面查询对配电设备每路输入的电流和电压、雷击状况进行远程监测，实现数字化显示和累计曲线图表统计（见图1）。管理人员可通过通信回路对远程现场设备异常报警值域，对各个目标出现超限电流进行及时报警。本产品还可对防雷预警通信机盒上传的防雷器模块劣化报警进行管理，以确保系统安全运行。

图1 某监控页面示意图

（作者：上海臻和防雷电气技术有限责任公司 李正元）