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淺談智能配電房監(jiān)控技術(shù)在一體式子站系統(tǒng)中的研究應(yīng)用

更新時(shí)間:2021-12-08 點(diǎn)擊次數(shù): 507次

沈亞峰

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(yùn)維人員數(shù)量有限、人力巡檢存在盲區(qū),造成部分隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及消 除,導(dǎo)致問題時(shí)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(jìn)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(shí)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)控及防范方面的組成及實(shí)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(chǎng)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(dòng)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(cè)手段、運(yùn)維人員數(shù)量有限、傳統(tǒng)的人力巡檢存在盲區(qū),造成部分隱患未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)及。因此,對(duì)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀 
       配電房對(duì)于電力系統(tǒng)的重要性不言而喻,現(xiàn)階段對(duì)眾多配電房的運(yùn)維管理存在一定的難度。因此對(duì)于如何監(jiān)控配電房,國(guó)內(nèi)外諸多學(xué)者都進(jìn)行了一系列的研究,并且取得了一定的成果。綜合而言,國(guó)外對(duì)于配電房相關(guān)內(nèi)容的研究起步早、周期長(zhǎng)、技術(shù)理論較為完善等諸多因素,相關(guān)研究成果遠(yuǎn)高于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)的水平。目 前,國(guó)外通過對(duì)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(yuǎn)程監(jiān)控使用的系統(tǒng),對(duì)于社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的提升起到了明顯的促進(jìn)作用。
1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 
       現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)大力開展智能配電房的研究及試點(diǎn)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(xiàng)目。 
       ①?gòu)V州在江夏村建設(shè)了一座智能配電房,實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控,運(yùn)行人員可以通過手機(jī) APP 和電腦后臺(tái)對(duì)電房設(shè)備進(jìn)行巡視, 實(shí)時(shí)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(cè)電房運(yùn)行環(huán)境,避 免由于水淹導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢而造成的長(zhǎng)時(shí)間停電。
       ②深圳南山在南山區(qū)試點(diǎn)建設(shè)了14個(gè)智能配電房,由一體化終端、綜合管理系統(tǒng)以及移動(dòng)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(cè)溫濕度、水浸、安防門禁等環(huán)境情況,以及設(shè)備運(yùn)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(cè)房?jī)?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(cè)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?jǐn)z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(gè)監(jiān)控系統(tǒng)通過這三層結(jié)構(gòu)相互配合以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(gè)由軟硬件共同構(gòu)成的計(jì)算 機(jī)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)進(jìn)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(bào)警信息,并且進(jìn)行與其他系統(tǒng)間的實(shí)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(shí)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(dāng)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(huì)結(jié)合具體智能配電房 的實(shí)際情況,在保證真實(shí)性的基礎(chǔ)之上,綜合考慮布置方案,通過對(duì)光纖專網(wǎng)、GPRS、4G網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的配合選用,實(shí)現(xiàn)智能配電房運(yùn)行可靠性及經(jīng)濟(jì)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(jī)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、軌道機(jī)器人模塊等。采集設(shè)備是智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能的重要一環(huán),其利用通信信道實(shí)現(xiàn)與主站層之間的信息實(shí)交互,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于智能配電房實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)
       智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,以傳統(tǒng)配電 房結(jié)構(gòu)為參考,通過對(duì)于智能化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的建設(shè),同時(shí)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(cè) 設(shè)備等現(xiàn)代化成果,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房各項(xiàng)相關(guān)因素的監(jiān)控。
3.1 實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控功能 
       環(huán)境監(jiān)測(cè)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(duì)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(shí)時(shí)采集,并將信息傳送至主站層數(shù)據(jù)庫(kù),通過主站層進(jìn)行數(shù)據(jù)分析以推斷當(dāng)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(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備環(huán)境因素的控制。
3.2 實(shí)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(chǔ)元件等等多種技術(shù)手段,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)的視頻監(jiān)控功能可遠(yuǎn)程對(duì)于攝像機(jī)進(jìn)行控制,從而可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)性采集特定對(duì)象的實(shí)時(shí)信息,并且該功能可以存儲(chǔ)相關(guān)錄像,以便根據(jù)后續(xù)工作需要進(jìn)行讀取使用。同時(shí),在人員進(jìn)入、火災(zāi)以及內(nèi)部設(shè)備等問題上,視頻監(jiān)控功能也可以對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。
3.3 實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)測(cè)管理功能 
對(duì)于智能配電房的設(shè)備監(jiān)測(cè)管理主要包括兩方面:
       其一是對(duì)智能配電房設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè):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(shí)情況可視化展示"、“典型配電環(huán)境的智能巡檢"等功能,運(yùn)用靜態(tài)數(shù)據(jù)展示模型、實(shí)時(shí)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(cè)、環(huán)境及安防監(jiān)測(cè)、電氣負(fù)荷監(jiān)測(cè)、重過載監(jiān)測(cè)分析、三相不平衡監(jiān)測(cè)、監(jiān)測(cè)預(yù)警等數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接入、集中監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)和信息等需求。
       其二是對(duì)智能監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行管理控制:如照明設(shè)備、風(fēng)機(jī)以及水泵的開斷。當(dāng)智能配電房?jī)?nèi)部光線不足時(shí),即 可通過對(duì)于照明系統(tǒng)的控制,補(bǔ)充室內(nèi)光線以協(xié)助攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控功能;而當(dāng)智能配電房?jī)?nèi)所設(shè)置的溫濕度探測(cè)器所探測(cè)的信號(hào)超出設(shè)定閾值時(shí),即可通過遠(yuǎn)程管理風(fēng) 機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房室內(nèi)濕度、溫度等因素的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié);對(duì)于水泵的控制值基于浸水探測(cè)器所返回的信號(hào)。
3.4 實(shí)現(xiàn)防范功能 
       防范功能在該系統(tǒng)中主要包括人員進(jìn)出監(jiān)測(cè)以及消防報(bào)警兩方面。對(duì)于人員進(jìn)出可以通過內(nèi)部設(shè)置的門禁系統(tǒng)對(duì)工作人員的進(jìn)出實(shí)時(shí)記錄,同時(shí)結(jié)合視頻監(jiān)控功能,可實(shí)現(xiàn)在人員以非正常進(jìn)入方式進(jìn)入智能配電房后及時(shí)報(bào)警,從而防范非法進(jìn)入、破壞配電房設(shè)備設(shè)施;而消防報(bào)警功能的實(shí)現(xiàn)則在于通過傳感器技術(shù)等相關(guān)技術(shù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)的火災(zāi)環(huán)境的跟蹤 監(jiān)測(cè),實(shí)時(shí)顯示具體狀況與報(bào)警信息,在初級(jí)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)于火災(zāi)隱患的及時(shí)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(jiǎn)介
       安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況,結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測(cè)溫監(jiān)測(cè)、電纜測(cè)溫監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測(cè)與設(shè)備控制,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化,避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障,保證維護(hù)人員,延長(zhǎng)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(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)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(duì)整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
4.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好,能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
4.2.3 數(shù)據(jù)查詢
       在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)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(cè)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(yùn)行報(bào)表
       查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表,包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。
4.2.6實(shí)時(shí)告警
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、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(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
4.2.8 用戶權(quán)限管理
       為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)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(kù)修改等)??梢远x不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。
4.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
       安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)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(gè)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(shí)能自動(dòng)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(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)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(shí)現(xiàn)對(duì)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(yùn)行。同時(shí),這項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于檢修維護(hù)人員日常檢修維護(hù)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(duì)于電力行業(yè)發(fā)展而言具有重要意義。 
 
參考文獻(xiàn):
[1]宋光華.智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)研究[J].通信電源技術(shù),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(shù)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(jiǎn)介
劉細(xì)鳳,女,安科瑞電氣股份有限公司,主要從事配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。


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