淺析某市配網(wǎng)配電室環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)探索與實(shí)踐
摘要:配電室內(nèi)溫濕度等環(huán)境因素直接影響到室內(nèi)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行,結(jié)合某市配網(wǎng)配電室管理現(xiàn)狀介紹了環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)的可行性，詳細(xì)閘述了系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)方案。實(shí)踐證明該方案實(shí)現(xiàn)了配電室運(yùn)行環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)，提高了配電室運(yùn)行的安全性和可靠性，帶來了良好的安全效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞:配電室;環(huán)境，實(shí)時(shí)監(jiān)測，遠(yuǎn)程控制
隨著城市的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)配網(wǎng)的供電可靠性要求越來越高。配網(wǎng)配電室作為供電系統(tǒng)中的重要電力設(shè)施，要求具有高安全性和可靠性。配電室內(nèi)由大量配變和開關(guān)設(shè)備等組成，在生產(chǎn)實(shí)際中，由于諸多因素的影響，室內(nèi)運(yùn)行環(huán)境一一溫濕度、SF。氣體濃度等缺乏有效監(jiān)管，如果室內(nèi)運(yùn)行環(huán)境長期不達(dá)標(biāo)將嚴(yán)重危及開關(guān)設(shè)備的可靠運(yùn)行和運(yùn)維人員的安全。保證良好的運(yùn)行環(huán)境，提高配電室運(yùn)行可靠性，確保人身和設(shè)備安全具有重要意義。
根據(jù)10kV配網(wǎng)相關(guān)建設(shè)，某市地區(qū)配網(wǎng)配電室均要求配備空調(diào)、排風(fēng)機(jī)，對(duì)處于地下或其他潮濕環(huán)境的要求加裝除濕機(jī)、水泵，以保證室內(nèi)溫度、濕度和SF。氣體濃度等符合安全可靠運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，每月對(duì)開閉所、配電室開展定期巡視掌握設(shè)備運(yùn)行情況和運(yùn)行環(huán)境參數(shù)。但是，由于配網(wǎng)點(diǎn)多面廣，配網(wǎng)運(yùn)維檢修任務(wù)重，每月開展定期巡視的時(shí)間有限，平均每月每個(gè)配電室巡視到位僅一次有余，很難實(shí)時(shí)掌握各個(gè)開閉配電室的運(yùn)行情況，運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控措施不到位。
鑒于此，本文提出建立一套運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)，使得配電室的運(yùn)行環(huán)境能夠24小時(shí)全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行環(huán)境遠(yuǎn)程控制。
2運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)可行性分析
首先，建立智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行環(huán)境實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，可遠(yuǎn)程控制配電房內(nèi)空調(diào)等設(shè)備，及時(shí)調(diào)整各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，能夠很好地達(dá)到期望值;其次，某市城區(qū)各個(gè)配電室內(nèi)空調(diào)、排風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)和水泵等各種環(huán)境控制設(shè)備齊全;另外，各個(gè)配電室電力通訊光纖均同步建設(shè)，通訊光纖均已敷設(shè)至各個(gè)配電室，通訊網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)較好。建立環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可行性，并決定選取龍湖山莊配電室試點(diǎn)建設(shè)運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)
3運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)
在同一個(gè)監(jiān)控界面上，實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度、環(huán)境濕度等所有環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)燈光、水泵、空調(diào)等設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)控。
環(huán)境參量超標(biāo)自動(dòng)告警及自動(dòng)排障功能。在監(jiān)控中心對(duì)環(huán)境參量超過預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出視聽告警，在平臺(tái)的圖形展示界面或者電子地圖界面上閃爍顯示，以及通過語音、短信方式自動(dòng)通知值班維護(hù)人員，并自動(dòng)將排障資料打印/存檔。
監(jiān)控模式可以選擇列表監(jiān)控和電子地圖監(jiān)控兩種模式，方便故障配電房定位。
鏈路檢測功能。系統(tǒng)通過監(jiān)測設(shè)置，實(shí)時(shí)監(jiān)控輔助主機(jī)以及通信線路，自動(dòng)診斷設(shè)備及鏈路故障，并實(shí)時(shí)顯示在界面上，確保實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)工況。
如圖2所示，環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)采用分布式和模塊化架構(gòu)，運(yùn)行環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)分為站端設(shè)備和軟件系統(tǒng)兩部分。
站端設(shè)備以一個(gè)配電室為一個(gè)模塊單元，在配電室內(nèi)加裝溫濕度、液位、漏水以及SF。氣體濃度等傳感器，加裝空調(diào)、水泵、排風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊和控制模塊。
每個(gè)配電室以一臺(tái)輔助控制主機(jī)某市(物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān))為核心，接入溫度、濕度、液位和SF。氣體濃度等環(huán)境傳感器，通過狀態(tài)監(jiān)測和控制模塊實(shí)現(xiàn)空調(diào)、除濕機(jī)、水泵以及排風(fēng)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測和遠(yuǎn)程控制等功能。
整個(gè)軟件架構(gòu)由管理服務(wù)器、通信服務(wù)器、WEB服務(wù)端和客戶端等組成。軟件系統(tǒng)采用分層、分區(qū)的分布式結(jié)構(gòu)，在配電運(yùn)檢工區(qū)建立一級(jí)監(jiān)控平臺(tái)，通過客戶端或者瀏覽器的方式進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室的溫度、濕度等各類環(huán)境數(shù)據(jù)的變化,當(dāng)環(huán)境參量超過預(yù)設(shè)值時(shí)在平臺(tái)的圖形展示界面和電子地圖界面上閃爍顯示，同時(shí)發(fā)出視聽告警，通過語音、短信方式自動(dòng)通知值班維護(hù)人員，值班人員可以遠(yuǎn)程操作配電室的空調(diào)、照明、除濕器、風(fēng)扇及水泵系統(tǒng)。
4運(yùn)行環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施效果
自環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)在龍湖山莊配電室試點(diǎn)建設(shè)以來，實(shí)現(xiàn)了配電室運(yùn)行環(huán)境24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制調(diào)節(jié)，大大保證了配電室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行的可靠性和安全性以及現(xiàn)場運(yùn)維檢修人員的安全性，獲得了巨大的安全效益，達(dá)到了系統(tǒng)建設(shè)之初的期望值。同時(shí)，配電室運(yùn)行可靠性和安全性的提高，降低了設(shè)備故障率，減少了運(yùn)維檢修工作量，帶來了經(jīng)濟(jì)效益。另外，可靠性的提高提升了優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平，帶來了良好的社會(huì)效益。
5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
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）。
適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。
5.4.1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。
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)。
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。
具有實(shí)時(shí)告警功能，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。
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(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
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。
5.4.8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)。
可以對(duì)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。
7.5系統(tǒng)硬件配置
名稱 | 型號(hào) | 圖片 | 功能 |
系統(tǒng) | ACREL-2000E | 
| Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控，可對(duì)燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，優(yōu)化動(dòng)力環(huán)境，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，延長設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。 |
智能通信管理機(jī) | Anet-2E4SM | 
| 通用網(wǎng)關(guān)，2路網(wǎng)口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴(kuò)展。 |
主機(jī) | Acrel-2000E/A | 
| 數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、報(bào)警事件記錄查詢，可以根據(jù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)或狀態(tài)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)風(fēng)機(jī)、聲光報(bào)警器、空調(diào)、水泵等設(shè)備。 |
Acrel-2000E/B | 
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。 |
Acrel-2000E/M | 
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。 |
Acrel-2000E/G | 
| 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警事件記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝 |
環(huán)境監(jiān)測硬件 | RS-WS-NO1-8 | 
| 用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0%RH～99%RH |
BRJ-307 | 
| 光電式煙霧傳感;電源正極（DC12V）：+12V，繼電器輸出：常開觸點(diǎn) |
RS-SJ-N01R01-2 | 
| 接觸式水浸傳感器，監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況，工作電源：DC10-30V工作溫度：-20℃~+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應(yīng)時(shí)間：1s繼電器輸出：常開觸點(diǎn) |
環(huán)境監(jiān)測硬件 | T35-II-5.6 | 
| 風(fēng)量4800，帶溫控器，帶消聲段，電機(jī)變頻 |
AT8002 | 
| 常開型；感應(yīng)距離：30-50mm材質(zhì)：鋅合金，銀灰色電度干接點(diǎn)輸出 |
DS-2DC6120BY-A | 
| 視頻監(jiān)控 |
ARTU-KJ8 | 
| 8路開關(guān)量輸入,8路繼電器輸出 |
8結(jié)束語
綜上所述，在新時(shí)代發(fā)展背景下，數(shù)字孿生技術(shù)為各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展帶來了全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。從電力企業(yè)角度分析，數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用對(duì)各流程的優(yōu)化以及配電效率、質(zhì)量的提高等都具有現(xiàn)實(shí)意義；為此，在應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)過程中，要合理分析其有效性，確保電力行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。
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[8]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊2022.5版
作者簡介
李明君，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事無線測溫系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用。
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