淺析配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐探索

淺析配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐探索

張穎姣

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，引起供電部門重視，借助科學(xué)技術(shù)，加大配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計創(chuàng)新力度，改變?nèi)斯ぶ凳?、單一化電力監(jiān)控方式，注重完整化的配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)設(shè)，從而滿足現(xiàn)代社會發(fā)展要求。

關(guān)鍵詞：配電室；智能監(jiān)控；系統(tǒng)設(shè)計；實踐針對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用分析,本文主要選擇中航技總號廠房配電室電力監(jiān)控系統(tǒng)為研究對象。而在創(chuàng)新研發(fā)過程中，主要借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)、智能電網(wǎng)等技術(shù)，共建綜合化配電室監(jiān)控平臺，使總號配電室電力信息等數(shù)據(jù)，借助通信監(jiān)控主機(jī)直接傳輸?shù)?a target="_blank">中心監(jiān)控室對系統(tǒng)內(nèi)部各功能分配任務(wù)，從而實現(xiàn)了配電室“無人值守”目的。

1配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計

1.1系統(tǒng)組成

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計過程中，主要是以移動通訊網(wǎng)絡(luò)為載體，目的就是便于對變電站等實時監(jiān)測與控制。其中，GPRS通訊模塊成為主體操作系統(tǒng)，可以結(jié)合配電室內(nèi)部結(jié)構(gòu)及各領(lǐng)域應(yīng)用需求綜合分析，使系統(tǒng)終端上的信息數(shù)據(jù)及時上傳到主站，再由主站把系統(tǒng)內(nèi)的信息數(shù)據(jù)及時發(fā)送到各模塊功能中，整個操作流程較明確，還確保信息數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率。同時，在總體化設(shè)計環(huán)節(jié)中，還能便于工作人員對系統(tǒng)內(nèi)表面整體結(jié)構(gòu)、所包含的模塊等全部掌握，只需要考慮到各領(lǐng)域應(yīng)用需求，就可完成配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)總體化設(shè)計，同時系統(tǒng)應(yīng)用效率有顯著提升。

1.2軟件設(shè)計

從配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)整體情況分析，該系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所包括的模塊也比較多，各模塊既單獨存在，又相互影響，在系統(tǒng)實際運(yùn)行環(huán)節(jié)中，還需對系統(tǒng)整體性分析。目前，*常用的檢測方式包括循檢、接收終端上報等，實時掌控系統(tǒng)運(yùn)行情況，并在系統(tǒng)發(fā)生故障的第一時間發(fā)出故障報警信號，便于工作人員及時處理，從而確保配電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

1.3硬件設(shè)計

在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的硬件設(shè)計，還需考慮到硬件系統(tǒng)內(nèi)部組成部分，因其組成部分較多，我們主要分析核心處理器、直流模擬量采集、交流模擬量采集三方面。

核心處理器，目前*常用的內(nèi)核處理器快速儕刊月位的ARM7-TDMI,主要是此類內(nèi)核處理器，其自身的功能較多，還選擇計量芯片，既符合配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)要求，又能對相關(guān)信息數(shù)據(jù)集中處理。

直流模擬量采集，主要就是在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中，時刻掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況，并且還為配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)提供各項有利條件。其中就包括配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)中的變壓器工作情況，增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性及信息數(shù)據(jù)傳輸安全性。

交流模擬量采集系統(tǒng)，*大的特點就是其自身優(yōu)勢，能夠?qū)嵤┍O(jiān)測系統(tǒng)電壓、電流、電量、有功功率、無功功率、頻率等情況。同時，在監(jiān)測的過程中還會產(chǎn)生相關(guān)信息數(shù)據(jù)，結(jié)合各階段所監(jiān)測到的信息數(shù)據(jù)綜合分析，便可輕松地掌握配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，還獲取到相關(guān)信息數(shù)據(jù)，突出交流模擬量采集系統(tǒng)強(qiáng)大功能。

2配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)?/p>

考慮到配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，我們主要從終端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層兩方面分析。

終端數(shù)據(jù)采集層：主要就是在高壓柜上安裝月臺多功能電能表，完成1#變902，2#變903電流值采集工作，相關(guān)工作人員只需要根據(jù)系統(tǒng)所采集到的信息數(shù)據(jù)合理分析，就可以掌握其電流值大小。并且所采集到的信息為開關(guān)閉合提供重要依據(jù)。在低壓柜中安裝年總臺多功能電能表，主要就是負(fù)責(zé)把采集到的電流值傳輸?shù)奖O(jiān)控平臺中，由監(jiān)控平臺對后續(xù)工作控制與管理。

數(shù)據(jù)傳輸層：針對數(shù)據(jù)傳輸層分析，我們主要給出了兩種探究方案。其中，中心中。此外，客戶也可以借助手機(jī)APP軟件，對配電室運(yùn)行情況及時查詢與掌握。

中心或客戶電腦端，依然可以隨時掌控配電室運(yùn)行情況。

那么在實際應(yīng)用過程中，如何合理選擇兩種方案，還需相關(guān)工作人員對兩種方案探究與分析，掌握兩種方案的優(yōu)勢與劣勢，具體如下。

第一種方案的優(yōu)勢：主要是其可以免布網(wǎng)線，所接收與傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，可以直接存儲到云服務(wù)器中，便于客戶對配電室運(yùn)行情況全面掌握。

而劣勢：考慮到手機(jī)物聯(lián)卡、云服務(wù)器空間內(nèi)、監(jiān)控室三者連接問題，還需設(shè)置一根寬帶。而客戶還需每年定期支付手機(jī)流量費用及寬帶費用，整體費用成本較高。

第二種方案的優(yōu)勢：完成網(wǎng)線布設(shè)后，只需對其一次性成本投入，就可滿足終身使用需求。

而劣勢：在網(wǎng)線布設(shè)過程中比較麻煩，無論是外在因素影響還是內(nèi)在因素影響，都會在實施過程中增加施工量。并且對在配電室運(yùn)行情況掌控，只能借助監(jiān)控中心，可掌控方式及掌控面受限。

3配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能及特點

3.1功能

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)功能，主要包括遙測遙信功能與綜合監(jiān)控功能。其中，遙測遙信功能，需分別從遙測、遙信兩方面分析：遙測主要功能就是電流值;而遙信主要功能是高壓柜開關(guān)合分閘。此外，綜合監(jiān)控功能，主要包括值班監(jiān)控功能、實時數(shù)據(jù)查詢、歷史數(shù)據(jù)查詢、報警預(yù)警功能、統(tǒng)計報表分析。

值班監(jiān)控功能：主要優(yōu)勢就是為值班人員提供便捷工作方式，能夠?qū)ε潆娛疫\(yùn)行情況24h遠(yuǎn)程掌控。

實時數(shù)據(jù)查詢：主要負(fù)責(zé)監(jiān)測配電室各設(shè)備電流、電壓、功率等參數(shù)。

歷史數(shù)據(jù)查詢：依據(jù)配電室運(yùn)行需求，可對以往運(yùn)行信息數(shù)據(jù)查詢，結(jié)合各階段運(yùn)行信息數(shù)據(jù)對比分析，可調(diào)整配電室運(yùn)行方案。

3.2特點

采用“分層分布式”系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，目的就是為工作人員對系統(tǒng)維護(hù)、擴(kuò)展等提供便捷。

采用“B/S”體系結(jié)構(gòu)，拓展配電室運(yùn)行監(jiān)測渠道，如：瀏覽器、手機(jī)APP等。

采用“層次化、模塊化”設(shè)計，增強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)各模塊協(xié)作性與影響性。

4配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控平臺功能

4.1監(jiān)測系統(tǒng)用電情況

通過監(jiān)測平臺對系統(tǒng)用電情況監(jiān)測，主要包括：電度、電流、電壓、功率等。

4.2系統(tǒng)故障警報

在配電室系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行過程中，監(jiān)測第一時間發(fā)出故障警報，為維護(hù)工作人員提供信號，并及時處理。

4.3管理效率顯著提升

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值，是以其創(chuàng)新設(shè)計為基礎(chǔ)前提，能夠在實施過程中注重系統(tǒng)監(jiān)控及管理，免去現(xiàn)場巡查工作環(huán)節(jié)，可借助監(jiān)控中心、電腦及相關(guān)軟件等，就可實施掌握配電室整體情況，在管理效率方面有顯著提升。

5安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

5.1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）。

5.2應(yīng)用場所

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化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。

5.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

5.4系統(tǒng)功能

5.4.1實時監(jiān)測

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

5.4.2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設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

5.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

5.4.4運(yùn)行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報表。

5.4.5實時告警

具有實時告警功能，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。

5.4.6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、事故分析。

5.4.7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

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

5.4.9遙控功能

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

5.5系統(tǒng)硬件配置

	Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，可實現(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)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，優(yōu)化動力環(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，實現(xiàn)配電動力環(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

	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、報警事件記錄查詢、報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
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)時間：1s繼電器輸出：常開觸點
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

6配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐價值

6.1管理成本顯著降低

因?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，減少不必要的工作環(huán)節(jié)，使組織隊伍更完善，有效降低人力成本，使配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)在實踐應(yīng)用過程中，整體成本費用顯著降低。

6.2管理方式便捷

因配電室管控方式創(chuàng)新，對其檢測渠道拓展，滿足遠(yuǎn)程檢測與管理需求，實現(xiàn)移動監(jiān)控創(chuàng)新目標(biāo)，從而降低配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實踐中的安全風(fēng)險。

7結(jié)語

經(jīng)過上述文章中對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實踐應(yīng)用情況分析，使我們了解到，對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)創(chuàng)新，是一項必要工作，也成為供電部門創(chuàng)新發(fā)展趨勢。借助技術(shù)、完善基礎(chǔ)設(shè)施、增強(qiáng)系統(tǒng)功能等，實施監(jiān)控與管理配電室運(yùn)行情況，從而提升管理效率、降低成本費用與安全風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀大為，張正華，于衛(wèi).配電網(wǎng)低壓智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，3（03）：3-4.

[2]肖益平，李靈勇.電力系統(tǒng)中的智能配電網(wǎng)設(shè)計探討實踐思考[J].通訊世界，2018，6（11）214-215.

[3]蔣振銓.配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實踐探索[J].

[4]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

審核編輯 黃宇