王晶晶
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(dǎo)致安全問題時有發(fā)生。因此，智能配電房監(jiān)控技術(shù)的研究有利于智能配電房相關(guān)的理論與應(yīng)用進一步發(fā)展。本文就智能配電房 監(jiān)控技術(shù)的研究現(xiàn)狀、系統(tǒng)架構(gòu)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(shè)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(shè)提供指導(dǎo)方向。
關(guān)鍵詞：智能配電房；系統(tǒng)架構(gòu)；監(jiān)控技術(shù)
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、塵埃聚集以及野生小動物干涉等因素導(dǎo)致配電房設(shè)備跳閘，影響用戶正常的用電。并且由于缺乏相應(yīng)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(shù)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(xué)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(guān)內(nèi)容的研究起步早、周期長、技術(shù)理論較為完善等諸多因素，相關(guān)研究成果遠高于現(xiàn)階段國內(nèi)的水平。目 前，國外通過對于現(xiàn)有技術(shù)的綜合利用，例如電子信息技 術(shù)、通信技術(shù)等，已經(jīng)建設(shè)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(shè)工作，如廣州江夏村智能配電房和深圳 南山區(qū)的智能電房示范項目。
①廣州在江夏村建設(shè)了一座智能配電房，實現(xiàn)了對設(shè)備運行環(huán)境和運行狀態(tài)的全天候?qū)崟r監(jiān)控，運行人員可以通過手機 APP 和電腦后臺對電房設(shè)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(dǎo)致設(shè)備報廢而造成的長時間停電。
②深圳南山在南山區(qū)試點建設(shè)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(yīng)用系統(tǒng)三部分組成，其中一體化終端設(shè)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(shè)備運行狀態(tài)。通過無線網(wǎng)絡(luò)，一體化終端可接收到10余種監(jiān)控設(shè)備的信息。這些設(shè)備安裝在配電房的關(guān)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(guān)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(guān)柜室等關(guān)鍵出入口則通過數(shù)字攝像頭保障安防。
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(gòu)
基于一體式子站系統(tǒng)的智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上主要分為三層，分別為主站層、通信信道層以及采集設(shè) 備層，整個監(jiān)控系統(tǒng)通過這三層結(jié)構(gòu)相互配合以實現(xiàn)對于 智能配電房各方面相關(guān)因素的監(jiān)控。
2.1 主站層
主站層是一個由軟硬件共同構(gòu)成的計算 機網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)。通過相關(guān)技術(shù)設(shè)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(jié)構(gòu)，是主 站層和采集設(shè)備層的關(guān)鍵樞紐。當前智能配電房監(jiān)管系統(tǒng) 在通信信道層結(jié)構(gòu)的布置上，通常會結(jié)合具體智能配電房 的實際情況，在保證真實性的基礎(chǔ)之上，綜合考慮布置方案，通過對光纖專網(wǎng)、GPRS、4G網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)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(shè)備層
采集設(shè)備層設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計上，以傳統(tǒng)配電 房結(jié)構(gòu)為參考，通過對于智能化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建設(shè)，同時綜合布局應(yīng)用各種類型傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)以及各種監(jiān)測 設(shè)備等現(xiàn)代化成果，從而實現(xiàn)對智能配電房各項相關(guān)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(shè)置的相關(guān)技術(shù)設(shè)備，對于設(shè)備環(huán)境的相關(guān)的信息例如溫度、濕度、電 壓、關(guān)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(shè)定閾值區(qū)域，從而推斷是否需要打開排風(fēng)扇、抽水泵的設(shè)備,以實現(xiàn)對設(shè)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(shù)手段,可實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控智能配電房狀況，是保障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(guān)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(zāi)以及內(nèi)部設(shè)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(shè)備監(jiān)測管理功能
對于智能配電房的設(shè)備監(jiān)測管理主要包括兩方面：
其一是對智能配電房設(shè)備運行狀態(tài)的檢測：設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋“智能配電房設(shè)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(yù)警展示模型滿足專業(yè)設(shè)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(yù)警等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入、集中監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)安全和信息安全等需求。
其二是對智能監(jiān)測設(shè)備進行管理控制：如照明設(shè)備、風(fēng)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(shè)置的溫濕度探測器所探測的信號超出設(shè)定閾值時，即可通過遠程管理風(fēng) 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(shè)置的門禁系統(tǒng)對工作人員的進出實時記錄，同時結(jié)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(shè)備設(shè)施；而消防報警功能的實現(xiàn)則在于通過傳感器技術(shù)等相關(guān)技術(shù)設(shè)備實現(xiàn)對室內(nèi)的火災(zāi)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(zāi)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(jié)合多年的變電站和配電室的運行管理經(jīng)驗，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)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(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)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(shè)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(dǎo)致配電設(shè)備運行故障，保證維護人員，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)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(shè)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(shè)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(guān)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(shè)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(shè)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?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)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?qū)Ξa(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(quán)限管理
為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。
4.2.9網(wǎng)絡(luò)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(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時能自動在界面上顯示故障設(shè)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(shè)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(jié)
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(guān)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(shù)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：
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[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
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