變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng) 無人化與自動化升級改造工程

一、方案背景

要真正了解無人值守配電房的運行模式，我們必須對“無人值守”這一概念有準(zhǔn)確的理解。它并不意味著完全沒有工作人員管理，而是通過技術(shù)設(shè)備和人機協(xié)作來確保配電房的正常運行。

利用變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)，可以實時獲得配電室各個位置的溫度和濕度數(shù)據(jù)，并將其整合分析，判斷其變化趨勢。當(dāng)溫度或濕度超過標(biāo)準(zhǔn)范圍時，系統(tǒng)會自動啟動快速高效的告警方式，包括短信、電話、郵件、語音和聲光等，以通知相關(guān)負(fù)責(zé)人及時處理問題。

作為運維重要工具的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)配電房少人或無人值守，讓用戶的維護方式從“被動搶修模式”變?yōu)椤爸鲃宇A(yù)防模式”。

二、變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)概述

變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)是用于監(jiān)測和控制配電站房設(shè)備的一種技術(shù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過使用先進的傳感器和監(jiān)測設(shè)備，可以實時監(jiān)測配電站房內(nèi)的電氣設(shè)備運行狀態(tài)、溫度、濕度等參數(shù)，以確保設(shè)備的安全運行和有效管理。同時，該系統(tǒng)還能對異常情況進行實時報警，并提供遠(yuǎn)程控制功能，方便運維人員對配電站房設(shè)備進行遠(yuǎn)程操作和維護。通過智能監(jiān)控系統(tǒng)，配電站房的安全性、可靠性和管理效率得到了顯著提升。

變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)方案是一套集軌道巡檢機器人、燈光、消防、安防、門禁、視頻、溫濕度、紅外、水位、SF6/O2、水浸、煙霧、空調(diào)等設(shè)備監(jiān)控于一體的系統(tǒng)。

變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)是通過在配電站內(nèi)部安裝變配電輔助監(jiān)控裝置，并結(jié)合配電監(jiān)控云平臺，實現(xiàn)軌道機器人智能巡檢、紅外熱成像分析、AI儀表識別、變壓器超溫監(jiān)測、開關(guān)柜局放監(jiān)測、開關(guān)柜觸頭測溫、蓄電池監(jiān)測、低壓饋線監(jiān)測、視頻監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、設(shè)備控制以及安防消防監(jiān)測等數(shù)據(jù)的采集。從而實現(xiàn)對配電網(wǎng)配電站的運行狀態(tài)、運行環(huán)境以及安防環(huán)境進行一體化監(jiān)控，實現(xiàn)配電站的整體智能化和遠(yuǎn)程管理，以實現(xiàn)“無人值班，少人值守”的目標(biāo)。

三、變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)詳細(xì)功能

配電站房智能監(jiān)控系統(tǒng)功能圖

1、智能巡檢機器人

通過在主控室布置軌道機器人，可以實現(xiàn)對開關(guān)柜面板上各類表計、開關(guān)、指示燈狀態(tài)等關(guān)鍵設(shè)備進行實時預(yù)覽和巡視。軌道機器人可以通過前后上下移動，同時高清攝像機還可以360度旋轉(zhuǎn)，為實現(xiàn)這一功能提供了支持。

2、自動控制配電房的通風(fēng)系統(tǒng)

可以利用手機進行遠(yuǎn)程操作，控制空調(diào)和排風(fēng)扇。

當(dāng)配電房的環(huán)境出現(xiàn)異常時，可以利用手機遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)空調(diào)的工作狀態(tài)。

當(dāng)有害氣體超出安全標(biāo)準(zhǔn)時，聯(lián)動通風(fēng)系統(tǒng)會自動啟動排風(fēng)扇進行通風(fēng)。

定時通風(fēng)是一種系統(tǒng)，可以設(shè)定每天風(fēng)機啟動和停止的時間，以確保配電房每天至少進行一次通風(fēng)。

3、空調(diào)可以自動調(diào)節(jié)室內(nèi)的溫度和濕度。

根據(jù)配電房內(nèi)實際的溫濕度情況，智能地調(diào)節(jié)空調(diào)的運行狀態(tài)，確保配電房一直保持恒定的溫度和濕度。

為了延長空調(diào)使用壽命并降低運營成本，應(yīng)該盡量避免長時間運行空調(diào)。

4、使用手機進行遠(yuǎn)程開門操作

當(dāng)管理員不在場時，其他人員需要進入配電房，管理員可以使用手機遠(yuǎn)程開啟門禁。同時，管理員還可以通過手機實時觀看配電房的視頻監(jiān)控。

配電房在開門的同時，會自動觸發(fā)攝像機進行抓拍（可以根據(jù)自己的需求進行配置聯(lián)動規(guī)則）。這樣管理員可以隨時得知配電房何時、何地、何人進出的情況。

自動存儲開門信息，便于管理和檢索;

5、視頻監(jiān)控

使用手機進行視頻巡視；在報警時通過手機查看視頻；通過手機遠(yuǎn)程控制攝像頭進行視頻監(jiān)控。

可以監(jiān)控站內(nèi)各設(shè)備的運行狀況，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并與環(huán)境檢測相互配合，實現(xiàn)攝像頭自動預(yù)置位控制。

可以通過在高處布置全景拼接攝像機來實現(xiàn)360度/180度的監(jiān)控范圍，并與球機進行關(guān)聯(lián)，從而實現(xiàn)自動/手動的聯(lián)動功能。

6、漏水監(jiān)測

為了及時發(fā)現(xiàn)配電房的漏水情況，我們需要在關(guān)鍵位置和空調(diào)機的加濕管、抽濕管和本體等部位下方安裝漏水傳感器。一旦發(fā)生漏水，傳感器會立即觸發(fā)漏水報警。

7、監(jiān)測和報警SF6氣體泄露情況

在室外電纜地溝、35kV箱式配電裝置、10kV箱式配電裝置、二次設(shè)備室等區(qū)域安裝SF6氣體泄露檢測傳感器，并設(shè)置接口可傳輸SF6氣體泄露預(yù)警信息。

當(dāng)SF6氣體的濃度超過1000ppm（上下限可根據(jù)需要進行設(shè)定），系統(tǒng)將顯示濃度超標(biāo)的信息，并發(fā)出警報。

當(dāng)氧氣濃度低于18%時（上下限可自行設(shè)定），屏幕將顯示濃度過低的警告信息，并且進行報警。

8、火警預(yù)報

在室外電纜地溝、35kV箱式配電裝置、10kV箱式配電裝置、二次設(shè)備室等地區(qū)，需要放置溫度傳感器和煙霧傳感器，并預(yù)留接口用于上傳火警預(yù)警信息。

當(dāng)消防主機發(fā)出警報時，系統(tǒng)將自動啟動并切換到攝像機，如果攝像機具備預(yù)置功能，則會自動轉(zhuǎn)向相應(yīng)的預(yù)置點。同時，系統(tǒng)還可以與現(xiàn)場燈光和其他設(shè)備協(xié)同工作，進行聯(lián)動操作。此外，系統(tǒng)還會發(fā)出報警聲音，啟動數(shù)字錄像，錄像時間可以事先由用戶設(shè)定。

當(dāng)發(fā)生消防等重要信號時，聲光報警器會自動啟動并發(fā)出警報。

9、超溫預(yù)警開關(guān)柜

為了保證高壓設(shè)備的安全運行，在10千伏的高壓開關(guān)柜內(nèi)，需要對隔離開關(guān)觸頭、母線接頭和電纜接頭等連接點進行溫度監(jiān)測。為此，我們將布置無線溫度傳感器，以防止連接點發(fā)熱引發(fā)事故的發(fā)生。

我們可以通過安裝無線無源電纜測溫傳感器等前端設(shè)備，在線監(jiān)控開關(guān)柜的動靜觸頭、母線接頭、電纜接頭以及易過熱點的溫度情況。如果發(fā)現(xiàn)溫度過高，可以及時發(fā)出預(yù)警。

10、手機可以清楚地顯示安防無死角和配電房的狀態(tài)。

當(dāng)聯(lián)動配電房的紅外、門磁、窗磁和門鎖等系統(tǒng)自動檢測到非法進入者時，

使用手機可以遠(yuǎn)程查看配電房現(xiàn)場，實現(xiàn)自動抓拍并發(fā)送告警。

誤報警情可以通過遠(yuǎn)程處理來解決，遠(yuǎn)程關(guān)閉誤報設(shè)備，無需派員現(xiàn)場處理。

當(dāng)紅外報警觸發(fā)時，系統(tǒng)會立即啟動并自動切換到攝像機模式，對于具備預(yù)置功能的攝像機，系統(tǒng)還能自動選擇相應(yīng)的預(yù)置點。

11、智能燈控系統(tǒng)

可以使用遠(yuǎn)程管理來控制各個房間的燈具，從而提高節(jié)能效率。同時，還可以配合視頻監(jiān)控系統(tǒng)，解決因為光線不足而導(dǎo)致房間內(nèi)視頻畫面不清晰的問題。

根據(jù)設(shè)定的條件，當(dāng)探測器、攝像頭等站端設(shè)備產(chǎn)生報警信號時，系統(tǒng)會自動打開燈光。

12、超溫預(yù)警是指在變壓器超過工作溫度限制時發(fā)出的警示信號。

對變壓器繞組溫度和風(fēng)機運行狀態(tài)的監(jiān)測；

該設(shè)備可以進行變壓器三相繞組溫度的監(jiān)測，同時也能監(jiān)測風(fēng)機的運行狀態(tài)和震動情況。它支持設(shè)置告警值的上下限，并可以通過語音播放、發(fā)送短信等方式實現(xiàn)聯(lián)動提醒。

13、漏電檢測

配電站室內(nèi)的設(shè)備長時間使用后容易出現(xiàn)老化和漏電的問題，而這些問題很難通過肉眼察覺，是一個潛在的風(fēng)險。為了避免不必要的損失，我們可以使用AI配電終端搭載局放傳感器，對老化設(shè)備進行檢查，并及時發(fā)出預(yù)警。

配電站房智能監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控柜圖

智能配電房綜合監(jiān)控裝置（智能配電房綜合監(jiān)控屏柜），根據(jù)應(yīng)用需求，主要包含環(huán)境數(shù)據(jù)采集單元、視頻處理模塊、綜合智能化管理模塊和電源管理輔助模塊。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集中上傳，各功能模塊獨立運行，與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)獨立對接，以滿足電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護要求。

四、智能配電房綜合監(jiān)控裝置的聯(lián)動策略

配電房監(jiān)控終端單元與執(zhí)行設(shè)備的智能聯(lián)動策略應(yīng)該包括但不僅限于以下功能：

1、門禁與紅外布防/撤防、照明、風(fēng)機聯(lián)動

1)電子鑰匙具有合法權(quán)限，能夠自動打開門并取消安防狀態(tài)；而使用機械鑰匙或其他非法方法開門則不會取消安防狀態(tài)。

2)當(dāng)你打開任意一扇門時，照明燈會立刻自動打開；當(dāng)所有的門都關(guān)閉后，照明燈會立刻自動關(guān)閉。當(dāng)你打開任意一扇門時，風(fēng)扇會自動打開，并在運行5分鐘后自動關(guān)閉（該時間段可以進行設(shè)置）。

3)當(dāng)布防紅外處于正常工作狀態(tài)時，若觸發(fā)紅外報警，將會生成紅外入侵報警的時間記錄；當(dāng)撤防紅外失效時，若觸發(fā)紅外報警，將不會產(chǎn)生入侵報警的時間記錄。

2、溫濕度與電力環(huán)境調(diào)控機的關(guān)聯(lián)

1）當(dāng)濕度超過設(shè)定的85%（數(shù)值可以根據(jù)需要進行調(diào)整）時，自動啟動電力環(huán)境調(diào)控設(shè)備的干燥功能；當(dāng)濕度低于設(shè)定的70%（數(shù)值可以根據(jù)需要進行調(diào)整）時，自動關(guān)閉電力環(huán)境調(diào)控設(shè)備的干燥功能。

2）當(dāng)溫度超過35℃（數(shù)值可以自定義）時，電力環(huán)境調(diào)控機制會自動啟動冷卻功能；當(dāng)溫度低于30℃（數(shù)值可以自定義）時，電力環(huán)境調(diào)控機制會自動關(guān)閉冷卻功能。

3、視頻與門禁、紅外、水浸、煙感設(shè)備實現(xiàn)聯(lián)動。

1）當(dāng)檢測到有門被打開時（無論是哪扇門），攝像機會自動旋轉(zhuǎn)到門禁位置進行拍攝。如果發(fā)現(xiàn)異常情況，例如非法入侵或違規(guī)操作，系統(tǒng)會立即啟動突發(fā)事件記錄，并發(fā)送信息給運維人員，一直持續(xù)記錄直到恢復(fù)正常。而當(dāng)檢測到門已經(jīng)關(guān)閉時，攝像機會自動旋轉(zhuǎn)回默認(rèn)位置。

2）紅外報警攝像機會自動旋轉(zhuǎn)至紅外探測器位置開始攝像，經(jīng)過1分鐘后（可根據(jù)需要進行設(shè)置），攝像機將會自動旋轉(zhuǎn)回默認(rèn)位置。

3）當(dāng)檢測到水浸狀況時，攝像機將與水浸探測器位置鏈接并開始錄像，一分鐘后（時間可以根據(jù)需要進行配置），攝像機將轉(zhuǎn)回默認(rèn)位置。

4）煙霧報警攝像機會自動旋轉(zhuǎn)至煙霧探測器的位置，并開始進行攝像，經(jīng)過1分鐘后（具體時間可根據(jù)需要進行配置），攝像機會自動回到默認(rèn)位置。

4、煙霧與消防設(shè)備、視頻監(jiān)控、主站報警聯(lián)動

當(dāng)煙霧探測器發(fā)現(xiàn)煙霧時，它會啟動風(fēng)機并觸發(fā)攝像機進行攝像，然后同時向監(jiān)控主站和現(xiàn)場發(fā)出警報。監(jiān)控主站會通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心快速通知相關(guān)人員，并進行相應(yīng)處理。

5、風(fēng)機可以自動定時啟動，并且可以與SF6、氧氣和臭氧實現(xiàn)聯(lián)動。

1）每隔48小時（可自行設(shè)定）自動啟動一次風(fēng)機（啟動時間設(shè)定為上午9點，可自行設(shè)定），運行5分鐘（根據(jù)配電室內(nèi)空氣全面循環(huán)所需時間設(shè)定），之后自動關(guān)閉風(fēng)機。

2）當(dāng)SF6和臭氧的濃度超過正常水平時，系統(tǒng)會發(fā)出警報并自動啟動風(fēng)機等設(shè)備，以排除這些氣體。

3）當(dāng)氧氣壓力低于正常指標(biāo)時，系統(tǒng)會觸發(fā)報警，并自動啟動風(fēng)機等設(shè)備，以通風(fēng)配電房。

4）只需要打開一扇門，就能自動啟動風(fēng)扇，在運行5分鐘后，自動關(guān)閉風(fēng)扇（運行時間可根據(jù)需要進行設(shè)定）。

五、變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的運用具有很高的價值。

1、關(guān)鍵在于主動監(jiān)測配電房，以提升管理效率。

據(jù)了解，無人值守的配電房具有智能化、可視化、自動化和互動化的多方面優(yōu)點。它可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化運維管理，并對環(huán)境參數(shù)進行實時監(jiān)測。此外，它還能主動記錄和預(yù)警環(huán)境和設(shè)備狀態(tài)，及時進行突發(fā)告警。它可以實時監(jiān)控設(shè)備和人員的安全工作狀況，并對變壓器、中低壓柜的溫度和局放等狀態(tài)進行實時監(jiān)測。所有這些信息可以上傳至云平臺，并實現(xiàn)告警功能。

2、變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)真正實質(zhì)的配電室自動化，實現(xiàn)無需人員在現(xiàn)場值守的功能。

電科恒鈦變配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層、數(shù)據(jù)應(yīng)用層三個部分組成。借助互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺、大數(shù)據(jù)和智能電網(wǎng)等先進技術(shù)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)建立了配電室綜合監(jiān)控平臺。該平臺可將配電室的電力信息、環(huán)境信息、安全門禁信息和視頻監(jiān)控信息等數(shù)據(jù)通過通信管理機傳輸?shù)街行谋O(jiān)控室。中心監(jiān)控室可以對配電室進行遠(yuǎn)程和集中監(jiān)控，實現(xiàn)真正的“無人值守”。

3、減少經(jīng)營成本：

通過實現(xiàn)站房智能監(jiān)控，管理效率得到提升，并且人工巡檢工作量減少，從而為配電網(wǎng)企業(yè)降低了人力成本。同時，通過這一過程，還可以提前預(yù)測可能存在的風(fēng)險并進行提前介入，有效減少了事故處理成本。

4、避免重復(fù)投資的方法是：

該系統(tǒng)具有開放性、可擴展性、兼容性和靈活性等特點，能夠適應(yīng)產(chǎn)品升級，避免不必要的投資重復(fù)。

審核編輯 黃宇