配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

摘  要：配電室作為電網(wǎng)正常運(yùn)行中的基礎(chǔ)性設(shè)施，在信息化建設(shè)中處于信息交換管理的核心位置，這就要求配電室內(nèi)所有設(shè)備需要時(shí)時(shí)刻刻正常運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦某臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)及系統(tǒng)運(yùn)行構(gòu)成威脅，就會(huì)影響到全局，如果不能及時(shí)處理，更有可能損壞硬件設(shè)備，造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。但是在電網(wǎng)實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，并不能隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行故障檢查和查看，因?yàn)檫@樣不但會(huì)增加工作人員的工作量，還會(huì)給供電企業(yè)帶來(lái)巨大的成本支出。而通過(guò)對(duì)配電室進(jìn)行智能監(jiān)控就能有效解決這些問(wèn)題，所以配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸受到人們的關(guān)注。為了能讓配電室更好的工作，就要加強(qiáng)對(duì)配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的研究，實(shí)時(shí)監(jiān)控高壓配電室運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合線(xiàn)下巡檢、搶修等工作，共同保障配電室的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵字：配電室、信息化建設(shè)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、安全穩(wěn)定

 

 

        配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用，通過(guò)采集模塊來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集、整合和處理，從而讓各個(gè)子系統(tǒng)能夠進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)和配合使用。這個(gè)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)收集和記錄信息數(shù)據(jù)，并加以分析，從而將有效的信息傳遞給工作人員，以便工作人員了解和掌握配電室的情況，并對(duì)存在的隱患及時(shí)進(jìn)行處理和應(yīng)對(duì)。

1.1視頻監(jiān)控 

 

        視頻監(jiān)控是指將智能監(jiān)控系統(tǒng)前端的監(jiān)控?cái)z像頭所記錄和采集到的音視頻材料通過(guò)信號(hào)線(xiàn)傳遞到硬盤(pán)錄像機(jī)上，然后由硬盤(pán)錄像機(jī)經(jīng)過(guò)初步判斷和處理后就傳遞到監(jiān)控平臺(tái)。工作人員會(huì)根據(jù)這些信息發(fā)送監(jiān)控指令，監(jiān)控?cái)z像頭就會(huì)根據(jù)指令進(jìn)行下一步操作。另外這個(gè)系統(tǒng)還具有自動(dòng)跟蹤視頻以及移動(dòng)運(yùn)行的監(jiān)控功能，并且在發(fā)生警報(bào)時(shí)，區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控?cái)z像頭就會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)動(dòng)報(bào)警。 

 

1.2 環(huán)境監(jiān)控 

 

        環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)主要對(duì) SF6 和氧氣進(jìn)行濃度上的檢測(cè)，如果 SF6 的濃度太高或者是氧氣的濃度太低，這個(gè)子系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息，同時(shí)開(kāi)啟聲光顯示，并在泄漏 SF6 時(shí)進(jìn)行通風(fēng)排氣。而監(jiān)控系統(tǒng)也會(huì)將這些自動(dòng)通風(fēng)排氣的情況記錄下來(lái)，并對(duì)發(fā)生的時(shí)間進(jìn)行記錄，便于以后的數(shù)據(jù)查詢(xún)。環(huán)境監(jiān)控模塊還會(huì)將室內(nèi)的溫濕度與空調(diào)監(jiān)控聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)兩者的控制聯(lián)動(dòng)。

 

1.3 火災(zāi)警報(bào)裝置 

 

        火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)原本是單獨(dú)的一套子系統(tǒng)，在配電房設(shè)計(jì)初期就會(huì)獨(dú)立設(shè)計(jì)，可以對(duì)整個(gè)配電站進(jìn)行消防安全的監(jiān)測(cè)和控制，如果發(fā)生火災(zāi)，這個(gè)系統(tǒng)就會(huì)馬上發(fā)出信號(hào)進(jìn)行報(bào)警，消防設(shè)備 PC 也能夠?qū)?dāng)時(shí)的配電室的情況以及系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)顯示出來(lái)，另外其還具有自動(dòng)撥號(hào)報(bào)警的功能。將這一子系統(tǒng)接入配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)火災(zāi)報(bào)警的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)和控制功能。

 

1.4 其他 

 

        除了上述幾個(gè)系統(tǒng)外，其還有空調(diào)監(jiān)控、門(mén)禁管理等系統(tǒng)模塊?？照{(diào)監(jiān)控是用于監(jiān)測(cè)各類(lèi)機(jī)型的空調(diào)設(shè)備，并且具有檢測(cè)和重試等調(diào)節(jié)空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)的功能，從而有效的提高了其可靠性和安全性，降低其由于死機(jī)或者是停機(jī)造成的損害。門(mén)禁管理是與監(jiān)控視頻的子系統(tǒng)連接在一起作用的模塊，它可以很大的防止管理漏洞的出現(xiàn)，同時(shí)其又與火災(zāi)警報(bào)器連接在了一起進(jìn)行聯(lián)動(dòng)作用，從而確保了火災(zāi)發(fā)生時(shí)能夠保證逃生通道的順暢性。各個(gè)監(jiān)控模塊都由監(jiān)控室進(jìn)行控制與數(shù)據(jù)集成，相互聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同合作，從而達(dá)到對(duì)配電室監(jiān)控和管理。

 

 

        對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，系統(tǒng)軟件是十分重要的組成部分，其能在巡檢設(shè)備和接收終端上報(bào)的基礎(chǔ)上，完成對(duì)配電室電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，并且能在設(shè)備被盜和運(yùn)行故障的時(shí)候及時(shí)報(bào)警，從而保障配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。一般情況下采用模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣能夠保持軟件結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單清晰，從而讓系統(tǒng)的修改和調(diào)試更加方便。系統(tǒng)的后臺(tái)軟件用 VC6.0/VS 進(jìn)行開(kāi)發(fā)，因?yàn)槠渚哂辛己玫臄U(kuò)展性、穩(wěn)健性和較好的結(jié)構(gòu)。對(duì)于用戶(hù)界面的分層，主要有表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、持久層，其中表現(xiàn)層能夠?yàn)榭蛻?hù)提供業(yè)務(wù)層的基本信息，并將得到的信息反饋到 業(yè)務(wù)層；業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，其能將處理得到的數(shù)據(jù)反饋給客戶(hù)，也能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)；持久層主要是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行持久的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。

         按照功能對(duì)軟件進(jìn)行劃分，可以將軟件劃分為七個(gè)部分。

         第一是用戶(hù)管理功能，其能在用戶(hù)的不同要求下對(duì)管理單位和管理權(quán)限進(jìn)行劃分。其中監(jiān)控中心的管理用戶(hù)就可以通過(guò)對(duì)配電室所屬的線(xiàn)路配變、環(huán)境設(shè)備進(jìn)行操作。 

         第二是系統(tǒng)管理功能，這一功能模塊能夠讓用戶(hù)根據(jù)自身的實(shí)際要求來(lái)對(duì)配電室內(nèi)配電線(xiàn)路和傳感器等對(duì)象單位進(jìn)行移動(dòng)、更改、刪除和增加；

         第三是數(shù)據(jù)采集功能，其中包含有文件的上傳、實(shí)時(shí)監(jiān)控、GPRS 采集和定時(shí)采集等多項(xiàng)功能；

         第四是數(shù)據(jù)的分析功能，其能根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)單臺(tái)設(shè)備數(shù)據(jù)分析、多臺(tái)分析和綜合分析；

         第五是系統(tǒng)設(shè)置功能，主要是對(duì)軟件界面風(fēng)格、設(shè)備類(lèi)型、GPRS 終端類(lèi)型和通訊規(guī)約等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；

         第六是日志記錄功能，其主要是記錄系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、用戶(hù)信息和定時(shí)清理系統(tǒng)中的歷史日志；

         第七是對(duì)外開(kāi)放功能，其能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與廠家其他設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

 

 

        Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)和監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)智能開(kāi)關(guān)柜柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開(kāi)關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線(xiàn)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(mén)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)人員安全，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(guò)高，同樣實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。系統(tǒng)架構(gòu)由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層構(gòu)成。

 

 

        系統(tǒng)功能需求：

       1）數(shù)據(jù)采集及處理：通過(guò)間隔層設(shè)備實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)配電室溫度、濕度、SF6、O2、O3、煙霧、門(mén)禁及電表等數(shù)據(jù)；

       2）畫(huà)面顯示：配電房環(huán)境溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、配電開(kāi)關(guān)狀態(tài)、漏水/水浸、煙霧、門(mén)禁等的實(shí)時(shí)信息、視頻、各測(cè)量值的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、各種告警等信息。

       3）記錄功能：具有溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，以供查詢(xún)、分析、打印。

       4）報(bào)警處理：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?？梢蕴峁┧姆N告警方式：監(jiān)控界面彈窗告警；實(shí)時(shí)語(yǔ)音告警，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語(yǔ)音告警；短信告警，可以向指ding手ji號(hào)碼發(fā)送告警信息短信。

       5）曲線(xiàn)分析功能：可以曲線(xiàn)形式展示監(jiān)控系統(tǒng)的溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，以便分析其當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢(shì)。

       6）報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能：通過(guò)報(bào)表，可以方便分析供電系統(tǒng)及各回路運(yùn)行參數(shù)，形成運(yùn)行日?qǐng)?bào)、月報(bào)、電能統(tǒng)計(jì)日?qǐng)?bào)、月報(bào)、年報(bào)。

       7）遠(yuǎn)程運(yùn)維功能：Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可將現(xiàn)場(chǎng)采集信息上傳企業(yè)電力運(yùn)維云平臺(tái)，企業(yè)運(yùn)維人員可遠(yuǎn)程運(yùn)維，構(gòu)建智能運(yùn)維體系，開(kāi)發(fā)智能運(yùn)維應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)配電房智能分析、故障預(yù)測(cè)、智能巡查、智能派單、故障知識(shí)庫(kù)構(gòu)建等功能，使配電室運(yùn)維更加智能高效。

 

 

 

        配電室的監(jiān)控對(duì)電網(wǎng)的正常運(yùn)行而言有重要意義，在電網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程中要對(duì)配電室進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控，避免其發(fā)生故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)的安全和用戶(hù)的利益造成損失，所以需要加強(qiáng)對(duì)智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，從而實(shí)時(shí)掌握配電室的信息。Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)不僅能顯示配電室的環(huán)境狀況，還可以采集電力儀表、配電回路數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信上傳等綜合管理平臺(tái)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實(shí)時(shí)顯示配電室內(nèi)各環(huán)境監(jiān)測(cè)并生成各種數(shù)據(jù)報(bào)表、曲線(xiàn)、圖形等，便于數(shù)據(jù)分析、研究，為解決配電室環(huán)境監(jiān)控問(wèn)題提供了真實(shí)可靠的依據(jù)。

 

[1] 樓增沅.智能配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D].杭州電子科技大學(xué) ,2012.

[2] 張潔、何春光.智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在配電工程中的應(yīng)用[J].農(nóng)村電氣化 ,2015,09:9-10.

[3] 孫 博.配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2017 （9）

 

        任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)樽冸娬尽⑴潆姺勘O(jiān)控系統(tǒng)。