淺談智能配電房監控技術在一體式子站系統中的研究應用

更新時間： 2022-01-04　　點擊次數： 1013次

摘要：目前在中壓配電網中，配電房數量多且分散、運維人員數量有限、人力巡檢存在盲區，造成部分安全隱患未能及時發現及消除，導致安全問題時有發生。因此，智能配電房監控技術的研究有利于智能配電房相關的理論與應用進一步發展。本文就智能配電房監控技術的研究現狀、系統架構與功能實現等內容展開,具體闡述了智能配電房在環境監控、視頻監控、設備監控及安全防范方面的組成及實現方式，為智能配電房的規范建設提供指導方向。

關鍵詞：智能配電房；系統架構；監控技術

0 引言

配電房作為城市配電網系統的末端是電力傳輸與分配的重要場所，現階段一些配電房環境過熱、溫濕度變化過高、雨水滲入、塵埃聚集以及野生小動物干涉等因素導致配電房設備跳閘，影響用戶正常的用電。并且由于缺乏相應的檢測手段、運維人員數量有限、傳統的人力巡檢存在盲區，造成部分安全隱患未能及時發現及消除。因此，對于智能配電房監控技術的研究有著十分重要的意義。

1 智能配電房國內外研究現狀

1.1 國外研究現狀

配電房對于電力系統的重要性不言而喻，現階段對眾多配電房的運維管理存在一定的難度。因此對于如何監控配電房，國內外諸多學者都進行了一系列的研究，并且取得了一定的成果。綜合而言，國外對于配電房相關內容的研究起步早、周期長、技術理論較為完善等諸多因素，相關研究成果遠高于現階段國內的水平。目前，國外通過對于現有技術的綜合利用，例如電子信息技術、通信技術等，已經建設出功能較為完善的、滿足配電房遠程監控使用的系統，對于社會效益與經濟效益的提升起到了明顯的促進作用。

1.2 國內研究現狀

現階段國內大力開展智能配電房的研究及試點建設工作，如廣州江夏村智能配電房和深圳南山區的智能電房示范項目。

①廣州供電局在江夏村建設了一座智能配電房，實現了對設備運行環境和運行狀態的全天候實時監控，運行人員可以通過手機 APP 和電腦后臺對電房設備進行巡視，實時性、便捷度、智能化程度更高，解放了人力，工作效率大幅提升。該智能配電房還能監測電房運行環境，避免由于水淹導致設備報廢而造成的長時間停電。

②深圳南山供電局在南山區試點建設了14個智能配電房，由一體化終端、綜合管理系統以及移動應用系統三部分組成，其中一體化終端設在配電房，全景監測溫濕度、水浸、安防門禁等環境情況，以及設備運行狀態。通過無線網絡，一體化終端可接收到10余種監控設備的信息。這些設備安裝在配電房的關鍵部位，比如電氣量數據傳感器可以監測房內的電氣量，環網開關柜室的氣體傳感器可以監測六氟化硫氣體，變壓器區、開關柜室等關鍵出入口則通過數字攝像頭保障安防。

2 基于一體式子站系統的智能配電房監控系統架構

基于一體式子站系統的智能配電房監控系統在結構上主要分為三層，分別為主站層、通信信道層以及采集設備層，整個監控系統通過這三層結構相互配合以實現對于智能配電房各方面相關因素的監控。

2.1 主站層

主站層是一個由軟硬件共同構成的計算機網絡系統，其也是智能配電房監控系統的信息管理核心結構。通過相關技術設備，主站層可以對整個系統全部數據進行傳輸與處理。除此之外，主站層也在分析視頻與圖像信息、故障信息、報警信息，并且進行與其他系統間的實際信息交互。

2.2 通信信道層

通信信道層是利用各種有線和無線通信通道實現主站層與終端之間的信息交互的結構，是主站層和采集設備層的關鍵樞紐。當前智能配電房監管系統在通信信道層結構的布置上，通常會結合具體智能配電房的實際情況，在保證真實性的基礎之上，綜合考慮布置方案，通過對光纖專網、GPRS、4G網絡等技術的配合選用，實現智能配電房運行可靠性及經濟性的目的。

2.3 采集設備層

采集設備層設備種類眾多，主要包括視頻攝像機模塊、數據采集模塊、軌道機器人模塊等。采集設備是智能配電房監控系統實現監控功能的重要一環，其利用通信信道實現與主站層之間的信息實交互，進而實現對于智能配電房實時狀態的信息上傳以及接受主站層所發送的各種參數信息。如圖1。

3 基于一體式子站系統的智能配電房監控系統的功能實現

智能配電房監控系統在總體結構設計上，以傳統配電房結構為參考，通過對于智能化系統結構的建設，同時綜合布局應用各種類型傳感器技術、通訊技術以及各種監測設備等現代化成果，從而實現對智能配電房各項相關因素的監控。

3.1 實現環境監控功能

環境監測是智能配電房組成的重要部分。智能配電房監控系統利用其所設置的相關技術設備，對于設備環境的相關的信息例如溫度、濕度、電壓、關鍵接頭處溫度等信息的實時采集,并將信息傳送至主站層數據庫，通過主站層進行數據分析以推斷當前環境是否處于設定閾值區域，從而推斷是否需要打開排風扇、抽水泵的設備,以實現對設備環境因素的控制。

3.2 實現視頻監控功能

智能配電房監控系統通過攝像頭、存儲元件等等多種技術手段,可實現遠程實時監控智能配電房狀況，是保障智能配電房正常工作狀態的重要途徑。智能配電房監控系統所實現的視頻監控功能可遠程對于攝像機進行控制，從而可以實現針對性采集特定對象的實時信息，并且該功能可以存儲相關錄像，以便根據后續工作需要進行讀取使用。同時，在人員進入、火災以及內部設備安全等問題上，視頻監控功能也可以對其進行監控。

3.3 實現設備監測管理功能

對于智能配電房的設備監測管理主要包括兩方面：

其一是對智能配電房設備運行狀態的檢測：設備監控系統涵蓋“智能配電房設備與環境可視化全景監控"、“多源數據辨識情況可視化展示"、“典型配電環境的智能巡檢"等功能，運用靜態數據展示模型、實時數據展示模型和異常預警展示模型滿足專業設備狀態監測、環境及安防監測、電氣負荷監測、重過載監測分析、三相不平衡監測、監測預警等數據的統一接入、集中監控、網絡安全和信息安全等需求。

其二是對智能監測設備進行管理控制：如照明設備、風機以及水泵的開斷。當智能配電房內部光線不足時，即可通過對于照明系統的控制，補充室內光線以協助攝像機實現視頻監控功能；而當智能配電房內所設置的溫濕度探測器所探測的信號超出設定閾值時，即可通過遠程管理風機的運行狀態，從而實現對智能配電房室內濕度、溫度等因素的實時調節；對于水泵的控制值基于浸水探測器所返回的信號。

3.4 實現安全防范功能

安全防范功能在該系統中主要包括人員進出監測以及消防報警兩方面。對于人員進出可以通過內部設置的門禁系統對工作人員的進出實時記錄，同時結合視頻監控功能，可實現在人員以非正常進入方式進入智能配電房后及時報警，從而防范非法進入、破壞配電房設備設施；而消防報警功能的實現則在于通過傳感器技術等相關技術設備實現對室內的火災環境的跟蹤監測，實時顯示具體狀況與報警信息，在初級階段實現對于火災隱患的及時控制，盡可能使造成的損失降低。

4 安科瑞配電室環境監控系統的介紹與選型

4.1簡介

安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發了安科瑞配電室綜合監控系統，實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，實現動力環境優化，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。

4.2系統功能

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。

4.2.2實時監測

安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.2.3 數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數據。

4.2.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.2.5運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.2.6實時告警