韓歡慶
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，配電房數量多且分散、運維人員數量有限、人力巡檢存在盲區，造成部分安全隱患未能及時(shí)發(fā)現及消 除，導致安全問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。因此，智能配電房監控技術(shù)的研究有利于智能配電房相關(guān)的理論與應用進(jìn)一步發(fā)展。本文就智能配電房 監控技術(shù)的研究現狀、系統架構與功能實(shí)現等內容展開(kāi),具體闡述了智能配電房在環(huán)境監控、視頻監控、設備監控及安全防范方面的組成及實(shí)現方式，為智能配電房的規范建設提供指導方向。
關(guān)鍵詞：智能配電房；系統架構；監控技術(shù)
0 引言
配電房作為城市配電網(wǎng)系統的末端是電力傳輸與分 配的重要場(chǎng)所，現階段一些配電房環(huán)境過(guò)熱、溫濕度變化 過(guò)高、雨水滲入、塵埃聚集以及野生小動(dòng)物干涉等因素導致配電房設備跳閘，影響用戶(hù)正常的用電。并且由于缺乏相應的檢測手段、運維人員數量有限、傳統的人力巡檢存在盲區，造成部分安全隱患未能及時(shí)發(fā)現及消除。因此，對于智能配電房監控技術(shù)的研究有著(zhù)十分重要的意義。
1 智能配電房國內外研究現狀
1.1 國外研究現狀
配電房對于電力系統的重要性不言而喻，現階段對眾多配電房的運維管理存在一定的難度。因此對于如何監控配電房，國內外諸多學(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，國外對于配電房相關(guān)內容的研究起步早、周期長(cháng)、技術(shù)理論較為完善等諸多因素，相關(guān)研究成果遠高于現階段國內的水平。目 前，國外通過(guò)對于現有技術(shù)的綜合利用，例如電子信息技 術(shù)、通信技術(shù)等，已經(jīng)建設出功能較為完善的、滿(mǎn)足配電房 遠程監控使用的系統，對于社會(huì )效益與經(jīng)濟效益的提升起到了明顯的促進(jìn)作用。
1.2 國內研究現狀
現階段國內大力開(kāi)展智能配電房的研究及試點(diǎn)建設工作，如廣州江夏村智能配電房和深圳 南山區的智能電房示范項目。
①廣州供電局在江夏村建設了一座智能配電房，實(shí)現了對設備運行環(huán)境和運行狀態(tài)的全天候實(shí)時(shí)監控，運行人員可以通過(guò)手機 APP 和電腦后臺對電房設備進(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(cháng)時(shí)間停電。
②深圳南山供電局在南山區試點(diǎn)建設了14個(gè)智能配電房，由一體化終端、綜合管理系統以及移動(dòng)應用系統三部分組成，其中一體化終端設在配電房，全景監測溫濕度、水浸、安防門(mén)禁等環(huán)境情況，以及設備運行狀態(tài)。通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，一體化終端可接收到10余種監控設備的信息。這些設備安裝在配電房的關(guān)鍵部位，比如電氣量數據傳感器可以監測房?jì)鹊碾姎饬?，環(huán)網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜室的氣體傳感器可以監測六氟化硫氣體，變壓器區、開(kāi)關(guān)柜室等關(guān)鍵出入口則通過(guò)數字攝像頭保障安防。
2 基于一體式子站系統的智能配電房監控系統架構
基于一體式子站系統的智能配電房監控系統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(gè)監控系統通過(guò)這三層結構相互配合以實(shí)現對于 智能配電房各方面相關(guān)因素的監控。
2.1 主站層
主站層是一個(gè)由軟硬件共同構成的計算 機網(wǎng)絡(luò )系統，其也是智能配電房監控系統的信息管理核心結構。通過(guò)相關(guān)技術(shù)設備，主站層可以對整個(gè)系統全部數據進(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、報警信息，并且進(jìn)行與其他系統間的實(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(xiàn)和無(wú)線(xiàn)通信通道實(shí)現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(guān)鍵樞紐。當前智能配電房監管系統 在通信信道層結構的布置上，通常會(huì )結合具體智能配電房 的實(shí)際情況，在保證真實(shí)性的基礎之上，綜合考慮布置方案，通過(guò)對光纖專(zhuān)網(wǎng)、GPRS、4G網(wǎng)絡(luò )等技術(shù)的配合選用，實(shí)現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(lèi)眾多，主要包括視頻攝像機模塊、數據采集模塊、軌道機器人模塊等。采集設備是智能配電房監控系統實(shí)現監控功能的重要一環(huán)，其利用通信信道實(shí)現與主站層之間的信息實(shí)交互，進(jìn)而實(shí)現對于智能配電房實(shí)時(shí)狀態(tài)的信息上傳以及接受主站層所發(fā)送的各種參數信息。如圖1。
3 基于一體式子站系統的智能配電房監控系統的功能實(shí)現
智能配電房監控系統在總體結構設計上，以傳統配電 房結構為參考，通過(guò)對于智能化系統結構的建設，同時(shí)綜合布局應用各種類(lèi)型傳感器技術(shù)、通訊技術(shù)以及各種監測 設備等現代化成果，從而實(shí)現對智能配電房各項相關(guān)因素的監控。
3.1 實(shí)現環(huán)境監控功能
環(huán)境監測是智能配電房組成的重要部分。智能配電房監控系統利用其所設置的相關(guān)技術(shù)設備，對于設備環(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據庫，通過(guò)主站層進(jìn)行數據分析以推斷當前環(huán)境是否處于設定閾值區域，從而推斷是否需要打開(kāi)排風(fēng)扇、抽水泵的設備,以實(shí)現對設備環(huán)境因素的控制。
3.2 實(shí)現視頻監控功能
智能配電房監控系統通過(guò)攝像頭、存儲元件等等多種技術(shù)手段,可實(shí)現遠程實(shí)時(shí)監控智能配電房狀況，是保障智能配電房正常工作狀態(tài)的重要途徑。智能配電房監控系統所實(shí)現的視頻監控功能可遠程對于攝像機進(jìn)行控制，從而可以實(shí)現針對性采集特定對象的實(shí)時(shí)信息，并且該功能可以存儲相關(guān)錄像，以便根據后續工作需要進(jìn)行讀取使用。同時(shí)，在人員進(jìn)入、火災以及內部設備安全等問(wèn)題上，視頻監控功能也可以對其進(jìn)行監控。
3.3 實(shí)現設備監測管理功能
對于智能配電房的設備監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：設備監控系統涵蓋“智能配電房設備與環(huán)境可視化全景監控"、“多源數據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)數據展示模型、實(shí)時(shí)數據展示模型和異常預警展示模型滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)設備狀態(tài)監測、環(huán)境及安防監測、電氣負荷監測、重過(guò)載監測分析、三相不平衡監測、監測預警等數據的統一接入、集中監控、網(wǎng)絡(luò )安全和信息安全等需求。
其二是對智能監測設備進(jìn)行管理控制：如照明設備、風(fēng)機以及水泵的開(kāi)斷。當智能配電房?jì)炔抗饩€(xiàn)不足時(shí)，即 可通過(guò)對于照明系統的控制，補充室內光線(xiàn)以協(xié)助攝像機實(shí)現視頻監控功能；而當智能配電房?jì)人O置的溫濕度探測器所探測的信號超出設定閾值時(shí)，即可通過(guò)遠程管理風(fēng) 機的運行狀態(tài)，從而實(shí)現對智能配電房室內濕度、溫度等因素的實(shí)時(shí)調節；對于水泵的控制值基于浸水探測器所返回的信號。
3.4 實(shí)現安全防范功能
安全防范功能在該系統中主要包括人員進(jìn)出監測以及消防報警兩方面。對于人員進(jìn)出可以通過(guò)內部設置的門(mén)禁系統對工作人員的進(jìn)出實(shí)時(shí)記錄，同時(shí)結合視頻監控功能，可實(shí)現在人員以非正常進(jìn)入方式進(jìn)入智能配電房后及時(shí)報警，從而防范非法進(jìn)入、破壞配電房設備設施；而消防報警功能的實(shí)現則在于通過(guò)傳感器技術(shù)等相關(guān)技術(shù)設備實(shí)現對室內的火災環(huán)境的跟蹤 監測，實(shí)時(shí)顯示具體狀況與報警信息，在初級階段實(shí)現對于火災隱患的及時(shí)控制，盡可能使造成的損失降低。
4 安科瑞配電室環(huán)境監控系統的介紹與選型
4.1簡(jiǎn)介
安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實(shí)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控系統，實(shí)現了智能開(kāi)關(guān)柜運行監控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線(xiàn)測溫監測、電纜測溫監測、環(huán)境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風(fēng)、門(mén)禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調控制等功能。實(shí)現動(dòng)力環(huán)境各數據的檢測與設備控制，實(shí)現動(dòng)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(cháng)設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠程管理。
4.2系統功能
4.2.1 通信管理
安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個(gè)配電室范圍內的通信設備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數據的實(shí)時(shí)監測。
4.2.2實(shí)時(shí)監測
安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，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 數據查詢(xún)
在人機界面中，可以直接查看配電室個(gè)設備的運行數據。
4.2.4曲線(xiàn)查詢(xún)
在曲線(xiàn)查詢(xún)界面，可以直接查看遙測參量曲線(xiàn)，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線(xiàn)。
4.2.5運行報表
查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢(xún)報表等。
4.2.6實(shí)時(shí)告警
安科瑞智能配電室綜合監控系統具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、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(xún)
安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。
4.2.8 用戶(hù)權限管理
為保障系統穩定運行，設置了用戶(hù)權限管理功能。通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）?？梢远x不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、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控系統支持實(shí)時(shí)監視接入系統的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構?？稍诰€(xiàn)診斷設備通信狀態(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控系統可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監控系統推薦配置選型
5 總結
基于一體式子站系統的智能配電房監控 系統能夠很好的實(shí)現對于智能配電房相關(guān)因素的監控，確保了智能配電房的穩定運行。同時(shí)，這項技術(shù)可以實(shí)現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.智能配電房監控系統的技術(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的智能配電房監控技術(shù)的研究
[3]安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版
作者簡(jiǎn)介：
韓歡慶，女，安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室綜合監控系統的研發(fā)與應用。
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