智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)的探討

摘要:傳統(tǒng)的配電室監(jiān)控系統(tǒng)只是對配電室內(nèi)各種設(shè)備的電氣量進行監(jiān)視與控制 ,而對于影響配網(wǎng)安全運行的其他方面如電纜頭溫度過高、 人員非法闖入、 設(shè)備間漏水等“ 非電氣 ” 故障缺乏有效監(jiān)視 ,這些問題的發(fā)現(xiàn)只能靠人員巡視或者視頻監(jiān)控來實現(xiàn)。根據(jù)過去大量現(xiàn)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(fā)現(xiàn)不及時 ,對“ 非電氣 ” 故障隱患不能及時處理 ,使設(shè)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?yōu)榇蠊收?,從而造成設(shè)備及電網(wǎng)事故 ,影響正常生產(chǎn) ,給鐵路企業(yè)造成經(jīng)濟和信譽的重大損失。大量的事故就是因為環(huán)境溫度、 設(shè)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(jiān)控的系統(tǒng) ,對配電設(shè)備運行狀態(tài)實現(xiàn)在線監(jiān)測 ,以達到對故障早預(yù)報的目的。

關(guān)鍵詞:配電室環(huán)境監(jiān)測; 監(jiān)控中心; 溫濕度監(jiān)測；機器人巡檢

1 智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了實現(xiàn)配網(wǎng)可觀、可測、可控等發(fā)展目標(biāo)電科恒鈦研發(fā)了了基于大數(shù)據(jù)平臺的智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)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(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸與處理、視頻及圖像信息處理、數(shù)據(jù)應(yīng)用、報警信息發(fā)布以及系統(tǒng)的運行和安全，并管理與其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，是一個包括軟件和硬件的計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

(2)   通信信道層

是主站和采集設(shè)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(chǔ)。依照配電房的實際情況，根據(jù)點多、分布廣、大多沒有布設(shè)電力專網(wǎng)的特點，在通信信道上綜合采用光纖專網(wǎng)、GPRS、GSM短信息、4G等網(wǎng)絡(luò)，按照經(jīng)濟、實用的方式來適當(dāng)選取。對于沒有電力專網(wǎng)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(jīng)濟性。

(3)   終端層

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

HT500變配電綜合監(jiān)控裝置主要完成運行設(shè)備工況監(jiān)控、安全防范監(jiān)控、運行環(huán)境監(jiān)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(fā)送各種設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)數(shù)據(jù)、報警信息和接收主站下發(fā)的各種參數(shù)信息。

①  實現(xiàn)對開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、母排搭接處、開關(guān)觸頭、電纜中間接頭等部位實時溫度監(jiān)測；

②  通過接入紅外和超聲波探測、煙霧探測、門禁設(shè)備模塊，配合視頻監(jiān)控、智能移動機器人等視頻設(shè)備，實現(xiàn)人員進出監(jiān)測、火災(zāi)報警、門禁管理、裝備安全監(jiān)控；

③  通過對電壓、溫度、濕度、電纜溝積水等參數(shù)的監(jiān)測，配合對照明燈光、水泵、風(fēng)機、除濕器進行聯(lián)動控制，實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)的管理；

④  根據(jù)主控數(shù)據(jù)采集單元檢測到的閾值信號完成相應(yīng)控制任務(wù)例如控制警號、風(fēng)機、水泵、照明、智能空調(diào)遙控器等；

⑤  視頻攝像機輔助完成對現(xiàn)場的環(huán)境和安全防范的監(jiān)控，實現(xiàn)對現(xiàn)場環(huán)境和現(xiàn)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(zhuǎn)的優(yōu)勢，可完成對現(xiàn)場的環(huán)境、現(xiàn)場安全、高壓運行設(shè)備的運行參數(shù)、指示狀態(tài)和位置狀態(tài)的遠程巡檢。

2　 監(jiān)控系統(tǒng)功能及特點

1）利用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，實現(xiàn)了各系統(tǒng)之間的信息共享和系統(tǒng)間的互聯(lián)，滿足了電力行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和智能化應(yīng)用。

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

3）各個子系統(tǒng)獨立運行，具備各自本地聯(lián)動控制、異常報警功能。

4）在站房發(fā)生突發(fā)故障時，通過視頻監(jiān)控及時了解現(xiàn)場情況，指揮現(xiàn)場故障處理，提高突發(fā)故障應(yīng)急反應(yīng)能力。

5）實現(xiàn)了各種動環(huán)數(shù)據(jù)的報警聯(lián)動視頻監(jiān)控，真正做到了眼見為實。

6、實現(xiàn)聲光 、語音、電話、短信等多種聯(lián)動提醒方式。

7、系統(tǒng)可以將監(jiān)測信息和報警信息發(fā)送到遠處的監(jiān)控中心，操作人員不需要到現(xiàn)場即可巡視。

3　主要監(jiān)控參數(shù)介紹

1）變壓器測溫：這是變電站中很關(guān)鍵的電氣設(shè)備，如果出現(xiàn)異常高溫，會影響電網(wǎng)的穩(wěn)定，甚至導(dǎo)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(jiān)測。

2）開關(guān)柜測溫：對開關(guān)柜進行母線測溫，及時發(fā)現(xiàn)異常發(fā)熱故障。

3）配電柜監(jiān)測：監(jiān)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(jiān)測：高溫、潮濕會影響電氣設(shè)備的運轉(zhuǎn)，因此變電站中溫濕度監(jiān)測是一項重要的環(huán)境管理指標(biāo)。

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

6）噪音監(jiān)測：監(jiān)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(huán)境造成噪聲困擾。

7）漏水監(jiān)測：該功能可防控空調(diào)漏水、天花板漏水等問題會引發(fā)設(shè)備漏電、起火的故障。

8）煙霧探測：感應(yīng)火災(zāi)煙霧濃度，迅速報警。

9）紅外感應(yīng)：發(fā)現(xiàn)入侵人員，自動通報異常。

10）門禁系統(tǒng)：智能門禁系統(tǒng)，防止撬鎖、潛入，構(gòu)建規(guī)范、合理的出入方式。

11）視頻監(jiān)控：實時錄入變電站畫面，可聯(lián)動門禁、紅外等設(shè)備拍取畫面。

12）空調(diào)監(jiān)控：遠程聯(lián)動空調(diào)運行模式、調(diào)整溫度、濕度，達到環(huán)境調(diào)控作用。

13）水位監(jiān)測：電纜溝水位上漲情況，自動發(fā)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(yīng)用場所

適用于：變電站、配電房、開閉所、臨街變、箱變、環(huán)網(wǎng)箱等多種配電設(shè)施，采用模塊化架構(gòu)，提供單裝置和組屏式安裝以適應(yīng)場地空間，功能亦可根據(jù)實際需求進行選配。

5　 站端設(shè)備安裝規(guī)范

系統(tǒng)組屏屏柜安裝

1）基礎(chǔ)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(chǔ)連接牢固，導(dǎo)通良好，可開啟屏門用軟銅導(dǎo)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(biāo)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(shè)備通過 19 英寸機架標(biāo)準(zhǔn)安裝方式固定于機柜內(nèi)。

監(jiān)控傳感器安裝

1）攝像機安裝：槍機主要監(jiān)控站所入口門窗、通道及環(huán)網(wǎng)柜后側(cè)，通過支架安裝在墻上。球機主要監(jiān)控高壓環(huán)網(wǎng)柜、中置柜、低壓開關(guān)柜斷路器狀態(tài)，通過吊架安裝在高、低壓柜前。攝像機安裝后應(yīng)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(cè)墻上，安裝角度對準(zhǔn)大門及附近過道，安裝后應(yīng)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(nèi)最底部，安裝后應(yīng)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(huán)網(wǎng)柜后側(cè)墻面，安裝高度約 20CM，安裝后應(yīng)保證垂直，不能歪斜。主變溫度按照主變廠家通訊規(guī)約接入站端主機系統(tǒng)。

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

6　 結(jié)論

通過對智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)。的投入使用 ,可以大大節(jié)省維護成本 ,提高事故預(yù)防能力,提高事故響應(yīng)速度 ,從而提高整個電力系統(tǒng)的安全運行水平,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。