韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：智配電站動(dòng)力環(huán)境監控系統通過(guò)構建三級監控網(wǎng)絡(luò )，基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò )協(xié)議作為通訊構架，組建 IP 網(wǎng)絡(luò )與監控中心進(jìn)行傳輸。實(shí)現對配電站房的遠程監控管理。同時(shí)采用了集中式管理模式，快速實(shí)現區域內配電站房的有效覆蓋，為用戶(hù)提供配電站所的配變電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因素等運行信息的監視和溫濕度、門(mén)禁、漏水感應、視頻等動(dòng)力環(huán)境監控，有效提升配電站房設備運維水平。

關(guān)鍵詞：配電站房；動(dòng)力環(huán)境；監控

1、背景及目的

目前小區配電站房大多位于居民住宅小區地下、半地下等低洼地帶，排水通道不夠順暢。逢汛期極易積水，若遇暴雨，雨水甚至有可能倒灌至配電站所。在 13 號“蘇迪羅"臺風(fēng)期間福州市區一百多個(gè)小區配電站房進(jìn)水，半數以上電氣設備遭受浸泡損毀，造成大面積長(cháng)時(shí)間停電。對供電部門(mén)來(lái)說(shuō)小區站房巡檢工作量大。特殊情況如暴雨臺風(fēng)期間往往措手不及，因此靠以往人工巡視的方法存在著(zhù)很大弊病和隱患，運行維護質(zhì)量無(wú)法保證。因此電力部門(mén)有必要實(shí)時(shí)掌握對配電站運行環(huán)境（包括如環(huán)境溫、濕度、安防情況、漏水情況）和配電房所屬電氣設備的運行情況，進(jìn)而合理安排巡視、檢修計劃，對發(fā)現有可能影響配電網(wǎng)安全的缺陷隱患及時(shí)處理，同時(shí)提高運行維護人員工作效率。本文設計基于TCP/IP 網(wǎng)絡(luò )的集中監控管理系統，采用 FCS 現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統，通過(guò)建立配電站房動(dòng)力環(huán)境監控系統對其進(jìn)行遠程監控，以期解決目前配電站房存在的運維管理困難。

2、系統架構設計與說(shuō)明

配電站房動(dòng)力環(huán)境監控系統通過(guò)構建三級監控網(wǎng)絡(luò )，由監控中心的綜合管理機集中監控管理所有被監控動(dòng)力設備、環(huán)境狀態(tài)參數并遠程控制各監測站點(diǎn)的受控設備。

（1）整個(gè)監控系統所轄的監控區域內的監測站點(diǎn)通過(guò)以太網(wǎng)（IP網(wǎng)絡(luò )）進(jìn)行站間數據通信。

（2）監控中心主要承擔所轄區域內各站房的監測、報警閥值設置以及對個(gè)站房的集中監控和管理，它是整個(gè)系統的核心。

（3）配電站房?jì)雀鱾€(gè)采集設備采集的實(shí)時(shí)監控數據（溫濕度、UPS工作狀態(tài)、門(mén)禁系統狀態(tài)等）同步上傳至本地區監控中心進(jìn)行集中處理，具有實(shí)時(shí)性及可靠性。

（4）系統轄區內的所有溫濕度、空調、漏水、門(mén)禁、變壓器監測等現場(chǎng)采集設備均留有用于后期設備擴充的擴展接口，對系統進(jìn)行后期的擴展和升級不會(huì )影響原系統的穩定運行，具有高度的靈活性。

（5）基于 RS-485 總線(xiàn)串聯(lián)方式實(shí)現了各個(gè)采集設備之間的數據通信，同時(shí)對各采集設備集中供電，極大地減少了現場(chǎng)布線(xiàn)的工作量、系統故障和檢修的難度和時(shí)間，大大提高了系統的經(jīng)濟性。

（6）嵌入式系統廣泛應用于本監控系統現場(chǎng)采集設備中，使得各個(gè)采集設備與整個(gè)監控系統之間能夠實(shí)現無(wú)縫連接，極大地提高了模塊運行的穩定性，使得后期維護更加方便。

圖 1 動(dòng)力環(huán)境監控系統構架圖

3、數據通信方式

SU-SM 之間采用了基于 Modbus 協(xié)議的 RS-485 總線(xiàn)傳輸方式，SC-SS-SU 三級監控系統之間采用了基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)傳輸方式。配電站房中的監控對象包括了變壓器、空調、門(mén)禁、UPS、電纜防盜、室內溫濕度、煙霧、水浸以及站房視頻監控等，對這些對象的監控通過(guò)各類(lèi)傳感器（如煙霧傳感器、水浸傳感器、溫濕度傳感器）進(jìn)行各個(gè)參量的采集，在通過(guò)搭載在各監控對象采集模塊中的數據采集器將傳感器傳遞過(guò)來(lái)的模擬量轉換為數字量，進(jìn)而通過(guò)組建的基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行數據的傳遞，以實(shí)現對配電站房各動(dòng)力環(huán)境設備的遠程監控與管理。

4、三級監控網(wǎng)絡(luò )數據通信的實(shí)現

（1）各個(gè)現場(chǎng)監控模塊將采集的數字量信號和視頻信號上傳給監控單元SU的監控主機。

（2）監控單元 SU 的監控主機將實(shí)時(shí)數據通過(guò) 3G/4G 網(wǎng)絡(luò )上傳給區域監控中心SS的監控服務(wù)器進(jìn)行數據的分析與處理，并建立實(shí)時(shí)數據庫，以方便后期的運維和管理。

（3）區域監控中心 SC，以達到集中管理的目的。

（4）各級監控中心對上傳的數據進(jìn)行分析，將遙控和遙調指令通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò )下傳至各個(gè)下級監控系統，直至實(shí)現對現場(chǎng)各個(gè)監控對象的控制和調整。

5、安科瑞配電室環(huán)境監控系統的介紹與選型

5.1概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環(huán)境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風(fēng)機、水泵）、門(mén)禁監控子系統（讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

5.2系統結構

5.3系統功能

5.3.1實(shí)時(shí)監測

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，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

5.3.2數據查詢(xún)

在人機界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設備的運行數據。

5.3.3曲線(xiàn)查詢(xún)

可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

5.3.4運行報表

查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表。

5.3.5實(shí)時(shí)告警

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。

5.3.6歷史事件查詢(xún)

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。 

5.3.7用戶(hù)權限管理

設置了用戶(hù)權限管理功能，可以定義不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限。

5.3.8網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

支持實(shí)時(shí)監視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構。

5.3.9遙控功能

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。

5.4系統硬件配置

6、總結

配電站動(dòng)力環(huán)境監控系統是一種能適用于小區配電站房動(dòng)力環(huán)境監控，適應電力系統自身特點(diǎn)，能夠即能穩定地運行，同時(shí)運行成本又經(jīng)濟的監控管理系統。該系統能夠方便地通過(guò)無(wú)線(xiàn) 3G/4G 網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)，快速實(shí)現區域內配電站房的有效覆蓋，為用戶(hù)提供配電站所的配變電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因素等運行信息的監視和溫濕度、門(mén)禁、漏水感應、視頻等動(dòng)力環(huán)境監控，有效提升配電站房設備運維水平。

參考文獻：

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[5] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

作者簡(jiǎn)介:

韓歡慶，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室環(huán)境監控系統的研究與應用