淺談智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:隨著城市化規(guī)模擴(kuò)大、建設(shè)速度加快，相應(yīng)的城市附屬設(shè)施建設(shè)同樣發(fā)展迅速，供電網(wǎng)絡(luò)也因此得以快速發(fā)展，同時(shí)配電房環(huán)境監(jiān)測數(shù)量眾多，地理位置分散，存在巡檢周期長、巡檢盲區(qū)大、監(jiān)控不到位的情況。根據(jù)這一現(xiàn)狀和趨勢，提出了智能配電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)方案，并就其在防水浸、溫濕度監(jiān)測、防位移系統(tǒng)等常見場景中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:智能配電房;防水浸;監(jiān)測

0、引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，信息化技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。電力配電房環(huán)境監(jiān)測數(shù)量眾多、位置分散:需要運(yùn)用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對配電房環(huán)境質(zhì)量實(shí)施長期、有效、連續(xù)、科學(xué)、準(zhǔn)確、全面高效的監(jiān)測，解決一直以來配電房環(huán)境監(jiān)測巡檢周期長、盲區(qū)大、人力資源消耗嚴(yán)重的情況。

通過安裝使用智能配電房環(huán)境監(jiān)測裝置，可以中心，隨時(shí)掌控各個(gè)無人值守配電房的狀態(tài)，同時(shí)*大程度節(jié)約前期施工成本和后期運(yùn)維成本，因此該系統(tǒng)有充分的推廣和利用價(jià)值。

1、智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)技術(shù)原理

系統(tǒng)各傳感器帶有各類參量的感應(yīng)元件,終端模塊用于遠(yuǎn)距離組網(wǎng),傳感器可以其配對的終端模塊通信,通過GPRS(4G)網(wǎng)絡(luò)通信,使終端和云端服務(wù)器連接,而應(yīng)用端通過和云端服務(wù)器連接可以做各種數(shù)據(jù)展示和報(bào)警。通信終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet連接,把數(shù)據(jù)基于 LORA通信協(xié)議以*大20 dBm頻率打包發(fā)送至數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并做實(shí)時(shí)分析,同時(shí)在應(yīng)用端提供用戶頁面展示。數(shù)據(jù)報(bào)警通過短信、微信、APP等形式通知相關(guān)人員。終端供電采用6.5 V的可充電電池或使用220V市電，保證24 h不間斷工作。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示:

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1.2傳輸網(wǎng)絡(luò)

本系統(tǒng)結(jié)合以上集中無線通信技術(shù),可以充分利用各種網(wǎng)絡(luò)各自的傳輸優(yōu)勢,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)分工合作,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)在惡劣環(huán)境下仍然保持穩(wěn)定的傳輸條件。該系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)有以下特點(diǎn):

(1)可大規(guī)模組網(wǎng),不需要任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,就能輕松地組成感應(yīng)節(jié)點(diǎn)規(guī)模上千、面積超過十幾平方公里的LORA自組網(wǎng)。

(2)網(wǎng)絡(luò)可靠性高,標(biāo)簽之間組成完整網(wǎng)狀互聯(lián),自動(dòng)切換*佳路徑。

(3)持久的低能耗、超微功耗設(shè)計(jì),平均工作電流10μA，電池可用5年以上。

(4)通信安全性,確保安全通信的方案,即發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的合法身份;數(shù)據(jù)的有效性驗(yàn)證,數(shù)據(jù)包的加密,可靠的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理,可用繞開阻擋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)智能化通信。

(5)系統(tǒng)容量大,基于該技術(shù)的網(wǎng)關(guān)支持多信道多數(shù)據(jù)速率的并行處理,系統(tǒng)容量大。

(6)可支持測距和定位,基于終端和集中器/網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)可以支持測距和定位。

2、智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)包含智能無線水浸傳感器、智能無線溫濕度傳感器、智能無線位移傳感器、終端、后臺(tái)等組成部分。傳感器均通過 LORA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,大大提高了收發(fā)的靈敏度,降低了功耗。傳感器標(biāo)簽材質(zhì)工藝采用抗老化、耐高溫ABS材質(zhì)，IP65防護(hù)等級(jí)防水鋁外殼,工作溫度為-30~80℃。傳感器網(wǎng)絡(luò)通信心跳間隔小于60s,設(shè)備運(yùn)行異常變化時(shí)智能喚醒,網(wǎng)絡(luò)喚醒及通信啟動(dòng)時(shí)間小于3s，保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測。終端采用6.5 V可充電電池或使用220V市電，保證24h不間斷工作和監(jiān)測系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行。

2.1 智能無線水浸傳感器

智能無線水浸傳感器主要用于電纜溝的水位監(jiān)測,當(dāng)檢測到電纜溝的水位越過設(shè)置的告警門限值時(shí),則立刻發(fā)送報(bào)警信息到終端，由終端上傳到云平臺(tái)處理。傳感器通過支架安裝固定在電纜溝壁上,保證其離溝壁10cm以上并垂直于被監(jiān)測面即可。

2.2 智能無線溫濕度傳感器

智能無線溫濕度傳感器主要用于電纜坑的溫濕度監(jiān)測，獲取到數(shù)據(jù)后由終端上傳到云平臺(tái)處理。傳感器通過螺絲固定安裝在坑板內(nèi)側(cè),適應(yīng)路面絕大部分的電纜坑板智能化改造,監(jiān)測電纜井內(nèi)環(huán)境溫濕度狀況，由終端上傳到云平臺(tái)處理。

2.3智能無線位移傳感器

智能無線位移傳感器主要用于電纜坑板的位移監(jiān)測，當(dāng)檢測到電纜坑板被非法移動(dòng)的情況時(shí),一旦判斷異常,則立刻發(fā)送報(bào)警信息到終端,由終端上傳到云平臺(tái)處理。

2.4 終端

終端能把數(shù)據(jù)基于LORA通信協(xié)議以*大20dBm頻率打包發(fā)送至數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并做實(shí)時(shí)分析,同時(shí)在應(yīng)用端提供用戶頁面展示。

2.5云平臺(tái)

數(shù)據(jù)處理通過云平臺(tái)進(jìn)行部署,具有高性價(jià)比、高穩(wěn)定性、安全可靠等特點(diǎn),相對于自建服務(wù)器具有成本優(yōu)勢。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存多重備份,按需擴(kuò)容,靈活便捷,云端防火墻安全性高,減輕了工作人員維護(hù)壓力。報(bào)警可以設(shè)置多種形式，例如通過短信、微信、APP等形式告知管理者。

3、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

3.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統(tǒng)（燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測器）。

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3系統(tǒng)功能

3.3.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

3.3.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.3.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

3.3.4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。

3.3.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸?、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.3.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。 

3.3.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

3.3.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.3.9遙控功能

可以對整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

3.4系統(tǒng)硬件配置

4、結(jié)語

隨著智能電網(wǎng)應(yīng)用的不斷成熟和進(jìn)步,現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備運(yùn)行環(huán)境真實(shí)狀態(tài)的監(jiān)測和分析,*終將建成基于整個(gè)電網(wǎng)配電房的在線監(jiān)測、智能診斷處理、應(yīng)急指揮、“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流"高度一體化融合的綜合控制運(yùn)行中心。

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作者簡介：

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)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(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。