基于可视化技术的农村低压电网漏电监测系统的研究

基于可视化技术的农村低压电网漏电监测系统的研究

罗立祥

泉州供电服务有限公司丰州镇供电所，福建泉州362000

摘要：随着经济的快速发展和新农村建设的深入，我国农村发生了翻天覆地的变化，农民的生活越来越富裕，农村农业用电设备和家用电器的数量迅速增加。同时，由于电力负荷复杂、用电量不规律、线路老化、自然灾害等原因，农村低压电网局部漏电，导致火灾、人员伤亡等严重事故时有发生。目前,大部分的农村低压电网安装了各种各样的漏电保护装置,当线路发生泄漏,泄漏保护装置可能发生泄漏电路迅速切断,但由于缺乏直观显示显示大量的泄漏故障信息同时,维修人员是很难知道的详细时间泄漏发生在很短的时间,地点,泄漏电流大小等信息,泄漏故障的有效排除和恢复是困难的。如果泄漏电流过大，甚至可能导致泄漏保护装置在上层运行，这将导致更大范围的停电事故，给泄漏故障的检测带来更大的困难。因此，有必要引入可视化图形显示技术，为农村低压电网的故障排除和恢复提供准确的依据，从而影响农村低压电网的安全可靠运行。为此，提出了一种基于可视化技术的泄漏监测系统。

关键词：可视化技术；农村低压电网；漏电监测系统

一、可视化技术的基本原理

所谓的可视化技术就是通过图形表示来显示抽象的事物或过程的技术。根据可视化的发展阶段，可以分为科学计算可视化、数据可视化和信息可视化。可视化的目的是将复杂的数据转化为直观、易于理解的图形化信息，以便更好地分析数据，发现数据规则，从而为决策提供准确的依据。可视化技术集成了图形处理技术、信息采集技术和计算机信息技术等多种技术。经过多年的发展和探索,可视化技术不断提高,农村低压电网漏电监测系统可视化技术的应用,网格中的泄漏可以显示视觉信息的形式,提供科学参考泄漏故障及时消除的基础上,以提高农村低压电网运行的安全性和可靠性。

二、基于可视化技术的农村低压电网漏电监测系统的应用策略

1、监测系统的框架设计

基于可视化技术，以cc-2000a电网调度自动化系统为基础，利用可视化技术对其进行升级改造，构建了农村低压电网泄漏监测系统。重建部分主要包括:人机交互界面、数据采集与监控(SCADA)子系统、PAS子系统和历史数据处理子系统。首先对农村低压电网各子系统运行数据进行排序、归纳、分析、数据挖掘等处理，然后利用可视化技术将处理后的数据以二维、三维图形或图形的形式显示。可视化技术的软件部分包括:cc-2000a系统集成平台、人机交互界面、数据采集与监控(SCADA)子系统、PAS子系统和历史数据处理子系统。人机交互界面主要用于人机交互、数据图形显示、功能软件等。SCADA子系统主要用于电网运行数据的采集和监控，为数据在人机交互界面的可视化显示提供准确的数据支持。SCADA子系统的功能模块又可分为漏电报警信息、漏电位置信息统计等；PAS子系统主要用于漏电安全分析、网络分析等，并在海量的农村低压电网运行数据中进行数据挖掘。PAS子系统为电网运行数据的动态可视化展现提供数据支持与数据挖掘支持。

2、系统的构成

基于可视化技术的农村低压电网泄漏监测系统主要由人机交互界面、数据采集与监控(SCADA)子系统和PAS子系统组成。

（1）人机交互界面：人机交互界面主要包括二维图形和三维图形的建模模块、电网动态运行数据的获取模块、数据图形化展现模块等。人机交互界面在图形的建模模块与动态数据的获取模块的基础上实现电网运行数据的动态展现功能。图形的展现方式包括棒状图、饼状图、等高线等。

（2）数据采集与监测控制（SCADA）子系统：SCADA子系统通过SCADA数据库向人机交互平台传输各种电网运行数据。该子系统的功能主要有两个，第一个功能是扩展的数据采集与监测控制，第二个功能是对电网运行数据的动态挖掘。SCADA子系统的功能是在原有的基础上增加了漏电智能报警等高级功能，数据的动态挖掘功能能够快速分析农村低压电网中的各项实时运行数据。

（3）PAS子系统。PAS子系统通过PAS数据库及相关运算分析模块向人机交互平台传输待展现的数据。对PAS模块的改造部分主要为针对农村低压电网漏电监测方面的相关应用，如漏电故障动态预警等。对与漏电故障相关的数据进行计算与分析，并归纳总结，通过可视化展现技术，实现数据展现的标准化与规范化，从而提高可视化技术的应用价值，实现漏电监测运算过程与运算结果的准确展现，使用户能够以直观的方式查看漏电故障监测的全过程。

3、漏电监测系统实现的流程

通过应用可视化技术，维修人员在人机交互界面就能完成对农村低压电网漏电故障的监测。具体步骤可分为漏电保护装置的搜索、漏电电流数据的获取、漏电电流数据的计算、漏电故障数据的刷新显示等几个部分。具体步骤如下：

（1）在计算机通过系统的客户端后，界面会显示农村低压电网中所有输配电设备的漏电保护装置及其运行状态的可视化展现方式，用户可根据实际需要读取某一具体设备的漏电保护装置的ID。

（2）漏电电流数据的获取是通过通讯端口从SCADA数据库中经过动态刷新获取。只有通过单独的数据通道，才能保证数据可视化显示的准确性。

（3）漏电电流数据传输到客户端后，系统会进行自动计算与分析，分析的内容包括漏电电流的大小、影响范围、漏电故障的具体位置、漏电原因等数据，并在系统界面上进行可视化展现所需的图形、颜色、坐标等信息。

（4）最后在系统界面上刷新显示，将漏电故障的信息以可视化的方式展现在系统的界面中。

（5）显示内容的切换，农村低压电网中可能会同时发生多处漏电故障，每种漏电故障的可视化展现方式可能不同，因此在一个界面中可以进行多种漏电故障的可视化展现，当维修人员需要查看某个漏电故障时，可在界面上进行切换操作就能查看。

4、可视化技术在农村低压电网漏电监测系统中的应用优势

（1）整体式设计。在CC-2000A电网调度自动化系统的基础上，以可视化技术为基础，使用计算机图形处理技术、数据库技术等技术，在原有的潮流图的基础上增加了棒状图、饼状图、等高线等显示方式，对漏电保护装置、断路器、线路、变压器等输配电设备进行了抽象，并根据预设条件从数据库中提出数据，进行可视化图形的展现。

（2）满足漏电监测实时性与可靠性的要求。可视化展现方式与普通的数据读取方式相比，它们使用相同的后台数据库、相同的通讯端口和相同的数据刷新周期，因此，既能保证可视化展现的准确性，又能避免可视化功能与其它监测功能互不干扰，提高了系统的可靠性。

（3）显现方式的多样性。同一种数据可以用不同的图形进行展现，并且可视化功能与其它功能互不冲突。

（4）支持历史故障查询。由于可视化展现中的数据都是从SCADA数据库中获得的，因此，维修人员可根据需要随时进行历史漏电故障数据的查询和可视化展现。

结束语

农村低压电网由于负荷分布复杂、用电量不规律，经常发生漏电故障。如何有效地监测农村低压电网的漏电故障已成为当前电力领域的一个重要研究课题。可视化技术在农村低压电网泄漏监测系统中的应用具有许多优点。现阶段，农村低压电网数据可视化显示模式仍处于数据可视化显示阶段。随着农村电网监测系统信息化的不断成熟，可视化技术将与农村低压电网漏电监测系统更加紧密地结合起来，在漏电故障监测中发挥更大的作用。

参考文献

[1]赵宇，孙晶琳.试析农村低压电网规划与设计的技术原则[J].黑龙江科技信息，2016（26）：113.

[2]徐元校.低压电网标准化建设和安全用电管理的思考[J].自动化应用，2016（08）：134-135+141.