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、塵埃聚集以及野生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，相關研究成果遠高于現(xiàn)階段國內的水平。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 國內研究現(xiàn)狀
現(xiàn)階段國內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)的智能電房示范項目。
①廣州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
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專業(yè)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。當智能配電房內部光線不足時，即 可通過對于照明系統(tǒng)的控制，補充室內光線以協(xié)助攝像機實現(xiàn)視頻監(jiān)控功能；而當智能配電房內所設置的溫濕度探測器所探測的信號超出設定閾值時，即可通過遠程管理風 機的運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對智能配電房室內濕度、溫度等因素的實時調節(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，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
為保障系統(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）。可以定義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、管理提供可靠的保障。
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：
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[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
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