随着电子技术的飞速发展，大量的非线性用电设备被广泛应用于工业制造、自动化设备、商业和家庭等各个领域。例如，工业生产中的变频调速装置、整流设备、电弧炉、计算机等，商业场所的电子镇流器、计算机服务器、LED 照明等，以及电脑、充电器等。这些设备在工作过程中，其电流与电压之间不再呈现简单的线性关系，而是会产生含有高次谐波成分的电流波形。当这些谐波电流注入电力系统时，就会导致系统中的电压也发生畸变，从而形成谐波污染。末端用电防护治理装置主要监测的数据包括：电流、电压、频率、功率、功率因数、电能质量、分次谐波含量、电压电流波形、不平衡、闪变、瞬态等。
DTDS末端用电治理系统是针对末端供电系统进行实时监测、监控和智能化控制器系统。系统由末端用电治理系统服务器、智能通讯管理机、末端用电治理区域主机、末端用电治理终端等组成。末端用电治理系统服务器设在校园消防控制室。
二、系统结构
系统组成如下:
设置1台DTDS数据采集及监控服务器,作为网络管理;
DTDS 用电治理区域主机;
DTDS 监测终端;
智能通讯管理主机;
边缘计算网关;
过程仿真的彩色图解显示;
基于数字孪生技术的趋势分析;
报警信息的自动显示和打印输出;
几个报警级别的报警管理(用户优先权定义),有访问权限者设置或修改;
操作界面;
报告及计算:
历史数据及报告存档,执行系统备份和恢复、存储数据库;
操作人员通过账号和密码进入操作系统(访问控制)系统诊断显示及报告;
改边设置参数及设定点,访问和修改系统实时数据图表(有权限要求);
预防性的维护表;
多用户和多任务的实施;
手机APP人机交互平台;
预留云端数据接口;
DTDS末端用电防护系统采用开放式的系统结构,在系统的信息管理层和控制层上构成综合管理系统,以实现二次监测,同时收集、记录、保存有关系统的重要信息及数据,为现场操作员查询或浏览历史记录提供了有力数据支持;具有良好的实时性,防止了人为因素滞后,作到一体化管理,达到提高运行效率,保证特殊工作环境需要,节省能源,节省人力,最大限度安全延长设备寿命的目的。
三、DTDS末端用电防护系统组成
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-1末端用电防护治理系统
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-2终端电气综合治理
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-3智能零线保护系统
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-4中线安防保护
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-5净化中线电流
DTDS末端用电防护系统由以下几个部分组成:
中央监控系统:中央监控系统为总控服务平台,集中管理、监测、控制各末端治理装置;
DTDS用电治理区域主机:就地监测和治理末端电能质量问题,各区域独立设置;
DTDS监测终端:就地监测末端电能质量问题,各末端独立设置;
整个系统通过以太网通讯方式可实现多地同时在线监控,均能实现本地自动控制和中央监控站进行远程监控,以及手机APP实时监控。
四、DTDS末端用电防护系统功能
1、系统设备采用以太网或光纤进行通讯。还可利用现有网络及5G模块进行通讯,实现本系统的集中管理,同时可通过宽带网络与远程监控及诊断中心互联,实现远程监控与诊断。
2、该系统可靠性高,运行费用低,能够有效升建筑物的节能效果以及末端配电的寿命。
3、智能精密型电压治理模块;实现系统电压波动,电压暂降,电压谐波及零地电压的治理。
4、智能精密型电流治理模块;实现系统零线电流的治理,治理效果达到95%,同时具备谐波电流，无功功率,杂散电流及系统电流突变,谐波电流突变的抑制功能。
5、智能系统监测保护模块;实现系统零线过流保护,零线过温保护,零低电压过高保护等;实时显示电量参数(电压、电流、功率、功率因数、谐波含量、时域图、频域图等)、中性线温度、设备温度、历史事件、模块状态、当前时间、保护动作时间、保护类型等信息。
6、系统节能功能;降低系统线缆损耗,降低系统由于集肤效应引起的损耗问题,实现有效节能5-8%;同时可以提高系统的元件使用寿命,降低维修成本。
7、设备具有系统过压、欠压、缺相等保护功能,保证设备的安全运行;
8、具备自动启停功能;
9、无线数据传输功能及手机APP交互功能;
10、DTDS 末端用电防护系统管理平台软件要求通过数字孪生技术实现末端系统的动态化显示。
11、预留BA接口。
12、信息管理主要包括:报警报告、详细的趋势报告、历史数据的存档和趋势分析、按时报告的生成、设备负荷文件和需求报告及远程通知功能等。
13、远程诊断主要包括:设备运行状态实时数据记录备份、远程控制、分析、远程故障报警、远程技术指导、远程故障预判等多项功能。一旦末端配电出现故障到达阈值,远程监控平台第一时间接收到报警信号,专业的技术人员会立即调出相应的记录信息,分析问题,在远端通过监控平台解决问题或对现场进行技术指导。同时专业技术人员也会定期通过远程监控平台整理数据,分析数据,依据用户使用惯性,通过远程监控,对即将要发生的故障进行预判,并给出相应的解决方案,从根本上保障用户的用电安全。
