隨著電子技術的飛速發展,大量的非線性用電設備被廣泛應用于工業制造、自動化設備、商業和家庭等各個領域。例如,工業生產中的變頻調速裝置、整流設備、電弧爐、計算機等,商業場所的電子鎮流器、計算機服務器、LED 照明等,以及電腦、充電器等。這些設備在工作過程中,其電流與電壓之間不再呈現簡單的線性關系,而是會產生含有高次諧波成分的電流波形。當這些諧波電流注入電力系統時,就會導致系統中的電壓也發生畸變,從而形成諧波污染。末端用電防護治理裝置主要監測的數據包括:電流、電壓、頻率、功率、功率因數、電能質量、分次諧波含量、電壓電流波形、不平衡、閃變、瞬態等。
DTDS末端用電治理系統是針對末端供電系統進行實時監測、監控和智能化控制器系統。系統由末端用電治理系統服務器、智能通訊管理機、末端用電治理區域主機、末端用電治理終端等組成。末端用電治理系統服務器設在校園消防控制室。

二、系統結構
系統組成如下:
設置1臺DTDS數據采集及監控服務器,作為網絡管理;
DTDS 用電治理區域主機;
DTDS 監測終端;
智能通訊管理主機;
邊緣計算網關;
過程仿真的彩色圖解顯示;
基于數字孿生技術的趨勢分析;
報警信息的自動顯示和打印輸出;
幾個報警級別的報警管理(用戶優先權定義),有訪問權限者設置或修改;
操作界面;
報告及計算:
歷史數據及報告存檔,執行系統備份和恢復、存儲數據庫;
操作人員通過賬號和密碼進入操作系統(訪問控制)系統診斷顯示及報告;
改邊設置參數及設定點,訪問和修改系統實時數據圖表(有權限要求);
預防性的維護表;
多用戶和多任務的實施;
手機APP人機交互平臺;
預留云端數據接口;
DTDS末端用電防護系統采用開放式的系統結構,在系統的信息管理層和控制層上構成綜合管理系統,以實現二次監測,同時收集、記錄、保存有關系統的重要信息及數據,為現場操作員查詢或瀏覽歷史記錄提供了有力數據支持;具有良好的實時性,防止了人為因素滯后,作到一體化管理,達到提高運行效率,保證特殊工作環境需要,節省能源,節省人力,最大限度安全延長設備壽命的目的。
三、DTDS末端用電防護系統組成
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-1末端用電防護治理系統
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-2終端電氣綜合治理
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-3智能零線保護系統
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-4中線安防保護
DTDS-MLVAT/4000/L/0.4kV-5凈化中線電流
DTDS末端用電防護系統由以下幾個部分組成:
中央監控系統:中央監控系統為總控服務平臺,集中管理、監測、控制各末端治理裝置;
DTDS用電治理區域主機:就地監測和治理末端電能質量問題,各區域獨立設置;
DTDS監測終端:就地監測末端電能質量問題,各末端獨立設置;
整個系統通過以太網通訊方式可實現多地同時在線監控,均能實現本地自動控制和中央監控站進行遠程監控,以及手機APP實時監控。
四、DTDS末端用電防護系統功能
1、系統設備采用以太網或光纖進行通訊。還可利用現有網絡及5G模塊進行通訊,實現本系統的集中管理,同時可通過寬帶網絡與遠程監控及診斷中心互聯,實現遠程監控與診斷。
2、該系統可靠性高,運行費用低,能夠有效升建筑物的節能效果以及末端配電的壽命。
3、智能精密型電壓治理模塊;實現系統電壓波動,電壓暫降,電壓諧波及零地電壓的治理。
4、智能精密型電流治理模塊;實現系統零線電流的治理,治理效果達到95%,同時具備諧波電流,無功功率,雜散電流及系統電流突變,諧波電流突變的抑制功能。
5、智能系統監測保護模塊;實現系統零線過流保護,零線過溫保護,零低電壓過高保護等;實時顯示電量參數(電壓、電流、功率、功率因數、諧波含量、時域圖、頻域圖等)、中性線溫度、設備溫度、歷史事件、模塊狀態、當前時間、保護動作時間、保護類型等信息。
6、系統節能功能;降低系統線纜損耗,降低系統由于集膚效應引起的損耗問題,實現有效節能5-8%;同時可以提高系統的元件使用壽命,降低維修成本。
7、設備具有系統過壓、欠壓、缺相等保護功能,保證設備的安全運行;
8、具備自動啟停功能;
9、無線數據傳輸功能及手機APP交互功能;
10、DTDS 末端用電防護系統管理平臺軟件要求通過數字孿生技術實現末端系統的動態化顯示。
11、預留BA接口。
12、信息管理主要包括:報警報告、詳細的趨勢報告、歷史數據的存檔和趨勢分析、按時報告的生成、設備負荷文件和需求報告及遠程通知功能等。
13、遠程診斷主要包括:設備運行狀態實時數據記錄備份、遠程控制、分析、遠程故障報警、遠程技術指導、遠程故障預判等多項功能。一旦末端配電出現故障到達閾值,遠程監控平臺第一時間接收到報警信號,專業的技術人員會立即調出相應的記錄信息,分析問題,在遠端通過監控平臺解決問題或對現場進行技術指導。同時專業技術人員也會定期通過遠程監控平臺整理數據,分析數據,依據用戶使用慣性,通過遠程監控,對即將要發生的故障進行預判,并給出相應的解決方案,從根本上保障用戶的用電安全。