智能配電房監(jiān)控技術在一體式子站系統(tǒng)中的研究應用

時間：2021-12-14

周曉麗

安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201801

摘要：目前在中壓配電網(wǎng)中，配電房數(shù)量多且分散、運維人員數(shù)量有限、人力巡檢存在盲區(qū)，造成部分安全隱患未能及時發(fā)現(xiàn)及消除，導致安全問題時有發(fā)生。因此，智能配電房監(jiān)控技術的研究有利于智能配電房相關的理論與應用進一步發(fā)展。本文就智能配電房監(jiān)控技術的研究現(xiàn)狀、系統(tǒng)架構與功能實現(xiàn)等內(nèi)容展開,具體闡述了智能配電房在環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、設備監(jiān)控及安全防范方面的組成及實現(xiàn)方式，為智能配電房的規(guī)范建設提供指導方向。

關鍵詞：智能配電房；系統(tǒng)架構；監(jiān)控技術

0 引言

配電房作為城市配電網(wǎng)系統(tǒng)的末端是電力傳輸與分配的重要場所，現(xiàn)階段一些配電房環(huán)境過熱、溫濕度變化過高、雨水滲入、塵埃聚集以及**小動物干涉等因素導致配電房設備跳閘，影響用戶正常的用電。并且由于缺乏相應的檢測手段、運維人員數(shù)量有限、傳統(tǒng)的人力巡檢存在盲區(qū)，造成部分安全隱患未能及時發(fā)現(xiàn)及消除。因此，對于智能配電房監(jiān)控技術的研究有著十分重要的意義。

1 智能配電房國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外研究現(xiàn)狀

配電房對于電力系統(tǒng)的重要性不言而喻，現(xiàn)階段對眾多配電房的運維管理存在一定的難度。因此對于如何監(jiān)控配電房，國內(nèi)外諸多學者都進行了一系列的研究，并且取得了一定的成果。綜合而言，國外對于配電房相關內(nèi)容的研究起步早、周期長、技術理論較為完善等諸多因素，相關研究成果遠現(xiàn)階段國內(nèi)的水平。目前，國外通過對于現(xiàn)有技術的綜合利用，例如電子信息技術、通信技術等，已經(jīng)建設出功能較為完善的、滿足配電房遠程監(jiān)控使用的系統(tǒng)，對于社會效益與經(jīng)濟效益的提升起到了明顯的促進作用。

1.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國內(nèi)大力開展智能配電房的研究及試點建設工作，如廣州江夏村智能配電房和深圳南山區(qū)的智能電房**項目。

①廣州供電局在江夏村建設了一座智能配電房，實現(xiàn)了對設備運行環(huán)境和運行狀態(tài)的全天候實時監(jiān)控，運行人員可以通過手機 APP 和電腦后臺對電房設備進行巡視，實時性、便捷度、智能化程度更高，解放了人力，工作效率大幅提升。該智能配電房還能監(jiān)測電房運行環(huán)境，避免由于水淹導致設備報廢而造成的長時間停電。

②深圳南山供電局在南山區(qū)試點建設了14個智能配電房，由一體化終端、綜合管理系統(tǒng)以及移動應用系統(tǒng)三部分組成，其中一體化終端設在配電房，全景監(jiān)測溫濕度、水浸、安防門禁等環(huán)境情況，以及設備運行狀態(tài)。通過無線網(wǎng)絡，一體化終端可接收到10余種監(jiān)控設備的信息。這些設備安裝在配電房的關鍵部位，比如電氣量數(shù)據(jù)傳感器可以監(jiān)測房內(nèi)的電氣量，環(huán)網(wǎng)開關柜室的氣體傳感器可以監(jiān)測六氟化硫氣體，變壓器區(qū)、開關柜室等關鍵出入口則通過數(shù)字攝像頭**安防。

2 基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)架構

基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)在結構上主要分為三層，分別為主站層、通信信道層以及采集設備層，整個監(jiān)控系統(tǒng)通過這三層結構相互配合以實現(xiàn)對于智能配電房各方面相關因素的*監(jiān)控。

2.1 主站層

主站層是一個由軟硬件共同構成的計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)，其也是智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的信息管理核心結構。通過相關技術設備，主站層可以對整個系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)進行傳輸與處理。除此之外，主站層也在分析視頻與圖像信息、故障信息、報警信息，并且進行與其他系統(tǒng)間的實際信息交互。

2.2 通信信道層

通信信道層是利用各種有線和無線通信通道實現(xiàn)主站層與終端之間的信息交互的結構，是主站層和采集設備層的關鍵樞紐。當前智能配電房監(jiān)管系統(tǒng) 在通信信道層結構的布置上，通常會結合具體智能配電房的實際情況，在保證真實性的基礎之上，綜合考慮布置方案，通過對光纖專網(wǎng)、GPRS、4G網(wǎng)絡等技術的配合選用，實現(xiàn)智能配電房運行可靠性及經(jīng)濟性的目的。

2.3 采集設備層

采集設備層設備種類眾多，主要包括視頻攝像機模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、軌道機器人模塊等。采集設備是智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)監(jiān)控功能的重要一環(huán)，其利用通信信道實現(xiàn)與主站層之間的信息實交互，進而實現(xiàn)對于智能配電房實時狀態(tài)的信息上傳以及接受主站層所發(fā)送的各種參數(shù)信息。如圖1。

3 基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)在總體結構設計上，以傳統(tǒng)配電房結構為參考，通過對于智能化系統(tǒng)結構的建設，同時綜合布局應用各種類型傳感器技術、通訊技術以及各種監(jiān)測設備等現(xiàn)代化成果，從而實現(xiàn)對智能配電房各項相關因素的監(jiān)控。

3.1 實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控功能

環(huán)境監(jiān)測是智能配電房組成的重要部分。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)利用其所設置的相關技術設備，對于設備環(huán)境的相關的信息例如溫度、濕度、電壓、關鍵接頭處溫度等信息的實時采集,并將信息傳送至主站層數(shù)據(jù)庫，通過主站層進行數(shù)據(jù)分析以推斷當前環(huán)境是否處于設定閾值區(qū)域，從而推斷是否需要打開排風扇、抽水泵的設備,以實現(xiàn)對設備環(huán)境因素的控制。

3.2 實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)通過攝像頭、存儲元件等等多種技術手段,可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控智能配電房狀況，是**智能配電房正常工作狀態(tài)的重要途徑。智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)所實現(xiàn)的視頻監(jiān)控功能可遠程對于攝像機進行控制，從而可以實現(xiàn)針對性采集特定對象的實時信息，并且該功能可以存儲相關錄像，以便根據(jù)后續(xù)工作需要進行讀取使用。同時，在人員進入、火災以及內(nèi)部設備安全等問題上，視頻監(jiān)控功能也可以對其進行監(jiān)控。

3.3 實現(xiàn)設備監(jiān)測管理功能

對于智能配電房的設備監(jiān)測管理主要包括兩方面：

其一是對智能配電房設備運行狀態(tài)的檢測：設備監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋“智能配電房設備與環(huán)境可視化全景監(jiān)控”、“多源數(shù)據(jù)辨識情況可視化展示”、“典型配電環(huán)境的智能巡檢”等功能，運用靜態(tài)數(shù)據(jù)展示模型、實時數(shù)據(jù)展示模型和異常預警展示模型滿足設備狀態(tài)監(jiān)測、環(huán)境及安防監(jiān)測、電氣負荷監(jiān)測、重過載監(jiān)測分析、三相不平衡監(jiān)測、監(jiān)測預警等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入、集中監(jiān)控、網(wǎng)絡安全和信息安全等需求。

其二是對智能監(jiān)測設備進行管理控制：如照明設備、風機以及水泵的開斷。當智能配電房內(nèi)部光線不足時，即可通過對于照明系統(tǒng)的控制，補充室內(nèi)光線以協(xié)助攝像機實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能；而當智能配電房內(nèi)所設置的溫濕度探測器所探測的信號出設定閾值時，即可通過遠程管理風機的運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對智能配電房室內(nèi)濕度、溫度等因素的實時調(diào)節(jié)；對于水泵的控制值基于浸水探測器所返回的信號。

3.4 實現(xiàn)安全防范功能

安全防范功能在該系統(tǒng)中主要包括人員進出監(jiān)測以及消防報警兩方面。對于人員進出可以通過內(nèi)部設置的門禁系統(tǒng)對工作人員的進出實時記錄，同時結合視頻監(jiān)控功能，可實現(xiàn)在人員以非正常進入方式進入智能配電房后及時報警，從而防范非法進入、破壞配電房設備設施；而消防報警功能的實現(xiàn)則在于通過傳感器技術等相關技術設備實現(xiàn)對室內(nèi)的火災環(huán)境的跟蹤監(jiān)測，實時顯示具體狀況與報警信息，在初級階段實現(xiàn)對于火災隱患的及時控制，盡可能使造成的損失降低。

4 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

4.1簡介

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，*了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調(diào)控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

4.2系統(tǒng)功能

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對整個配電室范圍內(nèi)的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

4.2.2實時監(jiān)測

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.2.3 數(shù)據(jù)查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(shù)據(jù)。

4.2.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.2.5運行報表

查詢配電室內(nèi)設備的運行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.2.6實時告警

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。告警如右圖所示：

4.2.7 歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。

4.2.8 用戶權限管理

為**系統(tǒng)穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的**。

4.2.9網(wǎng)絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結構。可在線診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.2.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)推薦配置選型

5 總結

基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)能夠很好的實現(xiàn)對于智能配電房相關因素的監(jiān)控，確保了智能配電房的穩(wěn)定運行。同時，這項技術可以實現(xiàn)對于檢修維護人員日常檢修維護工作的替代，能夠減少電力行業(yè)在智能配電房上的投入成本，對于電力行業(yè)發(fā)展而言具有重要意義。

參考文獻：

[1]宋光華.智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的技術研究[J].通信電源技術，2018，35（02）：82-84.

[2]歐豐華；鄒杰平.基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控技術的研究

[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版

作者簡介：

周曉麗，女，本科，安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為智能光伏采集裝置

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詞條說明
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