背景

2019年，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了宏大的戰(zhàn)略目標(biāo)——“三型兩網(wǎng)、世界一流”。何謂“三型”？即樞紐型、平臺(tái)型、共享型。而“兩網(wǎng)”則是指“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”和“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”。該公司明確表示，“三型”企業(yè)是建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要抓手，基于能源互聯(lián)網(wǎng)的功能特點(diǎn)和國(guó)家電網(wǎng)公司的責(zé)任使命，我們建設(shè)的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)必然是具有樞紐型、平臺(tái)型、共享型特征的現(xiàn)代企業(yè)。同時(shí)，建設(shè)運(yùn)營(yíng)好“兩網(wǎng)”，這是建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
 

發(fā)、輸（變）、配、儲(chǔ)是電力系統(tǒng)建設(shè)的4個(gè)重要環(huán)節(jié)，打造智慧配電房實(shí)現(xiàn)配電設(shè)備及配電室環(huán)境運(yùn)行狀態(tài)全面感知是實(shí)現(xiàn)泛在電力網(wǎng)建設(shè) 的其中一個(gè)重要組成部分。

基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧配電房綜合在線監(jiān)測(cè)整體解決方案實(shí)現(xiàn)了配電室配電變壓器及開(kāi)關(guān)柜等電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)全面感知同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電室環(huán)境的全面感知。

引言

智能配電房是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。在這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，環(huán)境監(jiān)測(cè)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。它通過(guò)各種傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電房?jī)?nèi)部的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氧氣含量等，為維護(hù)人員提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)就像是一套高效的“智能眼”，對(duì)配電房?jī)?nèi)部的各種變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄。一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會(huì)立即發(fā)出警報(bào)，提醒維護(hù)人員及時(shí)處理，從而避免了潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
 

1智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)主要分四層組成，包括應(yīng)用層、平臺(tái)層、通信層和終端層。

應(yīng)用層：包括視頻監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)、APP移動(dòng)應(yīng)用、遠(yuǎn)程控制、告警管理和運(yùn)維管理等。

平臺(tái)層：由接口服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、采集服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、流媒體服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)等組成。

通信層：采用光纖通信和無(wú)線通信方式，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流通信。在配電房與監(jiān)控室之間敷設(shè)光纖，構(gòu)成光纖主干網(wǎng)絡(luò)。在配電房配置一臺(tái)光纖交換機(jī)，將配電房監(jiān)控終端機(jī)接入光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)配電房與系統(tǒng)主站之間的通信。

終端層：主要包括各類傳感器、執(zhí)行設(shè)備及監(jiān)控終端機(jī)，實(shí)現(xiàn)站房?jī)?nèi)環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災(zāi)、水浸、噪聲、振動(dòng)、防小動(dòng)物等環(huán)境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設(shè)備狀態(tài)采集，并與風(fēng)機(jī)、燈光、視頻、門禁等智能執(zhí)行設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)配電房遠(yuǎn)程智能化運(yùn)維管理。

2智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能

2.1 紅外熱成像監(jiān)測(cè)

采用紅外熱成像對(duì)變壓器進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)，采用溫度傳感器對(duì)容易發(fā)生溫升故障的高低壓接線樁溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并將變壓器溫控器、冷卻風(fēng)機(jī)狀態(tài)信息接入系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)，掌控變壓器本體及關(guān)鍵點(diǎn)的溫度變化情況，實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。采用無(wú)線溫度傳感器對(duì)油變外殼進(jìn)行監(jiān)測(cè)。干變風(fēng)機(jī)監(jiān)控、干變繞組溫度監(jiān)測(cè)、干變鐵芯溫度監(jiān)測(cè)利用變壓器原有溫控器功能，實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。

2.2 局放監(jiān)測(cè)

能夠準(zhǔn)確在線測(cè)量局部放電引起的變壓器中壓電纜頭、開(kāi)關(guān)柜局放電量，并可以使用標(biāo)準(zhǔn)的局部放電脈沖信號(hào)發(fā)生器在線進(jìn)行校準(zhǔn)。

具有局部放電分析功能，可以了解局部放電的類型、相位、強(qiáng)度，能夠準(zhǔn)確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴(yán)重程度和運(yùn)行狀態(tài)；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測(cè)試。

2.3 門狀態(tài)監(jiān)測(cè)

利用配電設(shè)備實(shí)現(xiàn)原有電子閉鎖裝置功能，基本原理是將電能轉(zhuǎn)化為數(shù)字密碼，然后通過(guò)數(shù)據(jù)線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娮娱]鎖裝置，進(jìn)行身份認(rèn)證和鎖定。在此過(guò)程中，數(shù)字密碼的生成、傳輸和認(rèn)證都采用了加密技術(shù)，有效防止了密碼被破解和復(fù)制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。

可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理，方便用戶對(duì)電子閉鎖裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。

可以實(shí)現(xiàn)電能和數(shù)據(jù)的共享，使得電子閉鎖裝置可以與其他智能家居設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，提高家居智能化程度。

2.4 濕度監(jiān)控

對(duì)中壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)構(gòu)室、二次室內(nèi)濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，濕度傳感器與濕度信號(hào)接收裝置之間數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸方式、

2.5 實(shí)現(xiàn)配電站房的遠(yuǎn)程智能運(yùn)維

利用視頻信息、設(shè)備運(yùn)行信息、告警信息等，發(fā)現(xiàn)配電站房設(shè)備存在的故障，實(shí)時(shí)故障研判、準(zhǔn)確定位、分析故障影響范圍，主動(dòng)派發(fā)搶修工單和日常巡檢工單，合理調(diào)度搶修資源，高效指揮搶修工作開(kāi)展和日常巡檢任務(wù)的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)故障搶修時(shí)間最小化，提高故障搶修效率和服務(wù)水平。遠(yuǎn)程控制視頻可與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警或報(bào)警區(qū)域，查看特點(diǎn)區(qū)域情況，供人工確認(rèn)。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生入侵報(bào)警時(shí)，自動(dòng)聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并自動(dòng)將對(duì)應(yīng)位置的圖像畫面切換至監(jiān)控屏幕上。對(duì)電力設(shè)備的操作和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行拍照和錄像，給運(yùn)維人員判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常與否提供佐證。在配電房中安裝遠(yuǎn)程語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與主站的雙向語(yǔ)音對(duì)講。

2.6 滿足綜合管理和競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求

智能配電房作為能源中心不能僅僅局限于供電，還應(yīng)該具備數(shù)據(jù)中心、傳輸中心的功能，對(duì)智能小區(qū)、分布式電源、充電樁等數(shù)據(jù)輸入、安全運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)應(yīng)預(yù)留接口，使得智能配電房滿足未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)、智能小區(qū)等綜合管理和競(jìng)爭(zhēng)性業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求。

3功能配置

3，1    溫濕度傳感器功能

1） 實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房?jī)?nèi)環(huán)境溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，溫濕度傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸方式；

2)環(huán)境溫濕度與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)共用無(wú)線接收裝置，接收點(diǎn)數(shù)不少于99點(diǎn)；

3）溫濕度信號(hào)接收裝置與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，2    氣體（SF6、O2）傳感器功能

1）實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房?jī)?nèi)六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)濃度值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；

2）六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，3    臭氧（O3）氣體傳感器功能

1）開(kāi)關(guān)柜部放電可能部損壞電介質(zhì)，進(jìn)而引發(fā)事故。在部放電過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生臭氧（O3），通過(guò)監(jiān)測(cè)臭氧濃度變化，能夠間接檢測(cè)開(kāi)關(guān)柜部放電。

2）實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房?jī)?nèi)臭氧（O3）氣體濃度值實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，臭氧（O3）氣體傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；

3）臭氧（O3）氣體傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，4    噪聲傳感器功能

1）實(shí)現(xiàn)對(duì)干式變壓器房等配電房?jī)?nèi)噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，噪聲傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；

2）噪聲傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，5    煙霧探測(cè)器功能

1）通過(guò)煙霧探測(cè)器，監(jiān)測(cè)配電房或電纜溝內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)前和火災(zāi)中產(chǎn)生煙霧狀況，并發(fā)出光報(bào)警信號(hào)。

2）實(shí)現(xiàn)對(duì)智能配電房?jī)?nèi)煙霧實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，煙霧傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；

3）煙霧傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，6    水浸傳感器功能

1）在配電房容易進(jìn)水處安裝水浸傳感器，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)配電房水浸狀態(tài)。

2）水浸傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；

3）水浸傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。

3，7    驅(qū)鼠器功能

對(duì)于電氣設(shè)備安全運(yùn)行存在較大威脅的小動(dòng)物預(yù)防，采用在每個(gè)房間安放一臺(tái)驅(qū)鼠器，產(chǎn)生20kHz-55kHz 超聲波，有效刺激并能夠?qū)е率箢惛杏X(jué)到威脅及不安。

3，8    燈光控制器功能

1）燈光控制器具有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)及自動(dòng)控制兩種方式，具有改善運(yùn)行環(huán)境、良好的節(jié)能效果，延長(zhǎng)光源壽命，管理維護(hù)方便。

2）可對(duì)日光燈開(kāi)啟關(guān)閉控制，調(diào)控配電房光線。

3）每個(gè)房間照明單獨(dú)控制，可同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與本地控制，不需要轉(zhuǎn)換。

3，9  空調(diào)控制器功能

1) 手動(dòng)控制功能：可以通過(guò)電腦，在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制控制空調(diào)開(kāi)機(jī)、關(guān)機(jī)、升溫、降溫等，并能夠直接調(diào)整空調(diào)的溫度值。

2) 直接遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉，也可以設(shè)置風(fēng)機(jī)的定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉，每臺(tái)風(fēng)機(jī)每天*多可設(shè)置五個(gè)自動(dòng)時(shí)間段。

3) 自動(dòng)控制功能：通過(guò)設(shè)置溫濕度上下限以及室內(nèi)室外溫度差，自動(dòng)控制空調(diào)的關(guān)閉、開(kāi)啟以及風(fēng)機(jī)的關(guān)閉和開(kāi)啟功能。

4) 節(jié)能系統(tǒng)工作流程（聯(lián)動(dòng)控制功能）：
室內(nèi)溫度低于設(shè)的下限值，則空調(diào)關(guān)，風(fēng)機(jī)關(guān)。室內(nèi)溫度高于設(shè)上限值，則強(qiáng)制開(kāi)空調(diào)，關(guān)風(fēng)機(jī)。室內(nèi)溫度高于下限值，低于上限值，室外濕度低于設(shè)定值（如80%），室外溫度比室內(nèi)溫度上限值低額定溫差，則開(kāi)風(fēng)機(jī)，關(guān)閉空調(diào)