智能配電房綜合監控系統的探討

摘要:傳統的配電室監控系統只是對配電室內各種設備的電氣量進行監視與控制 ,而對于影響配網安全運行的其他方面如電纜頭溫度過高、 人員非法闖入、 設備間漏水等“ 非電氣 ” 故障缺乏有效監視 ,這些問題的發現只能靠人員巡視或者視頻監控來實現。根據過去大量現場運行的事故分析可以看出 ,很多電氣故障正是由于上述“ 小 ” 問題發現不及時 ,對“ 非電氣 ” 故障隱患不能及時處理 ,使設備一直在帶病運行。隨著時間的增加 ,故障點“ 小 ” 問題逐步演變為大故障 ,從而造成設備及電網事故 ,影響正常生產 ,給鐵路企業造成經濟和信譽的重大損失。大量的事故就是因為環境溫度、 設備凝露等小問題造成的。

主要探討建立一套對影響安全運行的“ 非電氣 ” 故障進行綜合監控的系統 ,對配電設備運行狀態實現在線監測 ,以達到對故障早預報的目的。

關鍵詞:配電室環境監測; 監控中心; 溫濕度監測；機器人巡檢

1 智能配電房綜合監控系統結構

為了實現配網可觀、可測、可控等發展目標電科恒鈦研發了了基于大數據平臺的智能配電房綜合監控系統。

智能配電房監控系統主要三層組成，包括主站層、通信層、終端層。

(1)   主站層

主站是配電房信息采集與管理的中心，管理全系統的數據傳輸與處理、視頻及圖像信息處理、數據應用、報警信息發布以及系統的運行和安全，并管理與其它系統的數據交換，是一個包括軟件和硬件的計算機網絡系統。

(2)   通信信道層

是主站和采集設備的紐帶，提供了各種可用的有線和無線的通信信道，為主站和終端的信息交互提供鏈路基礎。依照配電房的實際情況，根據點多、分布廣、大多沒有布設電力專網的特點，在通信信道上綜合采用光纖專網、GPRS、GSM短信息、4G等網絡，按照經濟、實用的方式來適當選取。對于沒有電力專網的配電房，采用按需或故障抓拍圖像的方式來代替視頻傳輸，既保證其真實性，也兼顧其運營經濟性。

(3)   終端層

包括HT500變配電綜合監控裝置、視頻攝像機、軌道機器人、外圍傳感器和輸出控制設備等。

HT500變配電綜合監控裝置主要完成運行設備工況監控、安全防范監控、運行環境監控和智能輸出控制功能。通過通信信道與主站建立實時通訊機制，定時、實時發送各種設備的狀態參數數據、報警信息和接收主站下發的各種參數信息。

①  實現對開關柜內電纜接頭、母排搭接處、開關觸頭、電纜中間接頭等部位實時溫度監測；

②  通過接入紅外和超聲波探測、煙霧探測、門禁設備模塊，配合視頻監控、智能移動機器人等視頻設備，實現人員進出監測、火災報警、門禁管理、裝備安全監控；

③  通過對電壓、溫度、濕度、電纜溝積水等參數的監測，配合對照明燈光、水泵、風機、除濕器進行聯動控制，實現對現場環境狀態的管理；

④  根據主控數據采集單元檢測到的閾值信號完成相應控制任務例如控制警號、風機、水泵、照明、智能空調遙控器等；

⑤  視頻攝像機輔助完成對現場的環境和安全防范的監控，實現對現場環境和現場安全的遠程巡檢；

⑥  軌道機器人利用按軌道移動、水平和垂直多角度旋轉的優勢，可完成對現場的環境、現場安全、高壓運行設備的運行參數、指示狀態和位置狀態的遠程巡檢。

2　 監控系統功能及特點

1）利用IEC 61850標準協議，實現了各系統之間的信息共享和系統間的互聯，滿足了電力行業的標準化和智能化應用。

2）產品分為模塊化式和一體柜式，可以適應不同場地空間，功能可根據實際需求進行選配。

3）各個子系統獨立運行，具備各自本地聯動控制、異常報警功能。

4）在站房發生突發故障時，通過視頻監控及時了解現場情況，指揮現場故障處理，提高突發故障應急反應能力。

5）實現了各種動環數據的報警聯動視頻監控，真正做到了眼見為實。

6）實現聲光 、語音、電話、短信等多種聯動提醒方式。

7）系統可以將監測信息和報警信息發送到遠處的監控中心，操作人員不需要到現場即可巡視。

3　主要監控參數介紹

1）變壓器測溫：這是變電站中很關鍵的電氣設備，如果出現異常高溫，會影響電網的穩定，甚至導致變壓器起火、爆炸。為防控此類故障，要對變壓器進行溫度監測。

2）開關柜測溫：對開關柜進行母線測溫，及時發現異常發熱故障。

3）配電柜監測：監測配電柜各項的電力參量，電壓、電流、功率、頻率等信息。

4）溫濕度監測：高溫、潮濕會影響電氣設備的運轉，因此變電站中溫濕度監測是一項重要的環境管理指標。

5）氣體監測：SF6&O2監測、甲烷監測等氣體監測功能，是變電站必不可少的，可防控氣體泄漏，引發的危害。

6）噪音監測：監測變電站噪音大小，以便做好降噪隔音的工作，避免對周圍居民和環境造成噪聲困擾。

7）漏水監測：該功能可防控空調漏水、天花板漏水等問題會引發設備漏電、起火的故障。

8）煙霧探測：感應火災煙霧濃度，迅速報警。

9）紅外感應：發現入侵人員，自動通報異常。

10）門禁系統：智能門禁系統，防止撬鎖、潛入，構建規范、合理的出入方式。

11）視頻監控：實時錄入變電站畫面，可聯動門禁、紅外等設備拍取畫面。

12）空調監控：遠程聯動空調運行模式、調整溫度、濕度，達到環境調控作用。

13）水位監測：電纜溝水位上漲情況，自動發出警報。

14）水泵控制：對電纜溝的雨水進行排泄，防止電纜受損

4　主要應用場所

適用于：變電站、配電房、開閉所、臨街變、箱變、環網箱等多種配電設施，采用模塊化架構，提供單裝置和組屏式安裝以適應場地空間，功能亦可根據實際需求進行選配。

5　 站端設備安裝規范

系統組屏屏柜安裝

1）基礎槽鋼允許偏差：不直度＜1mm/m，全長＜5mm；水平＜1mm/m，全長＜5mm。位置誤差及不平行度＜5mm。

2）機柜底座與基礎連接牢固，導通良好，可開啟屏門用軟銅導線可靠接地，柜底部空隙處以有機堵料嚴密封實。

3）機柜面平整，附件齊全，門銷開閉靈活，機柜標識齊全、清晰。機柜體垂直度誤差＜1.5mm/m，相鄰兩柜頂部水平誤差＜2mm，成列柜頂部水平誤差＜5mm；相鄰兩柜盤面誤差＜1 mm，成列柜面盤面誤差＜5mm，相間接縫誤差＜2mm。

4）綜合控制主機、硬盤錄像機、路由器、交換機等設備通過 19 英寸機架標準安裝方式固定于機柜內。

監控傳感器安裝

1）攝像機安裝：槍機主要監控站所入口門窗、通道及環網柜后側，通過支架安裝在墻上。球機主要監控高壓環網柜、中置柜、低壓開關柜斷路器狀態，通過吊架安裝在高、低壓柜前。攝像機安裝后應保證垂直，不能歪斜。

2）三鑒防盜傳感器安裝：三鑒傳感器裝于站所入口及窗戶側墻上，安裝角度對準大門及附近過道，安裝后應保證垂直，不能歪斜。

3）煙霧傳感器安裝：煙霧傳感器一般裝于主變上方屋頂下，安裝后與屋頂平行，不能歪斜。

4）水位傳感器安裝：水位傳感器裝于電纜溝內最底部，安裝后應保證垂直，不能歪斜。

5）溫濕度傳感器、臭氧傳感器安裝及 SF6＆O2氣體傳感器安裝：溫濕度傳感器、臭氧傳感器、SF6＆O2氣體傳感器安裝裝于高壓環網柜后側墻面，安裝高度約 20CM，安裝后應保證垂直，不能歪斜。主變溫度按照主變廠家通訊規約接入站端主機系統。

6）除濕機和機房專用空調應放置于主入口對側墻角，除濕機和空調不可放置于電纜溝上。除濕機和空調的安裝同時應做好排水管的安裝和墻面封堵工作。

6　 結論

通過對智能配電房綜合監控系統。的投入使用 ,可以大大節省維護成本 ,提高事故預防能力,提高事故響應速度 ,從而提高整個電力系統的安全運行水平,提高企業的經濟效益。