智能配电房综合监控系统的探讨

摘要:传统的配电室监控系统只是对配电室内各种设备的电气量进行监视与控制 ,而对于影响配网安全运行的其他方面如电缆头温度过高、 人员非法闯入、 设备间漏水等“ 非电气 ” 故障缺乏有效监视 ,这些问题的发现只能靠人员巡视或者视频监控来实现。根据过去大量现场运行的事故分析可以看出 ,很多电气故障正是由于上述“ 小 ” 问题发现不及时 ,对“ 非电气 ” 故障隐患不能及时处理 ,使设备一直在带病运行。随着时间的增加 ,故障点“ 小 ” 问题逐步演变为大故障 ,从而造成设备及电网事故 ,影响正常生产 ,给铁路企业造成经济和信誉的重大损失。大量的事故就是因为环境温度、 设备凝露等小问题造成的。

主要探讨建立一套对影响安全运行的“ 非电气 ” 故障进行综合监控的系统 ,对配电设备运行状态实现在线监测 ,以达到对故障早预报的目的。

关键词:配电室环境监测; 监控中心; 温湿度监测；机器人巡检

1 智能配电房综合监控系统结构

为了实现配网可观、可测、可控等发展目标电科恒钛研发了了基于大数据平台的智能配电房综合监控系统。

智能配电房监控系统主要三层组成，包括主站层、通信层、终端层。

(1)   主站层

主站是配电房信息采集与管理的中心，管理全系统的数据传输与处理、视频及图像信息处理、数据应用、报警信息发布以及系统的运行和安全，并管理与其它系统的数据交换，是一个包括软件和硬件的计算机网络系统。

(2)   通信信道层

是主站和采集设备的纽带，提供了各种可用的有线和无线的通信信道，为主站和终端的信息交互提供链路基础。依照配电房的实际情况，根据点多、分布广、大多没有布设电力专网的特点，在通信信道上综合采用光纤专网、GPRS、GSM短信息、4G等网络，按照经济、实用的方式来适当选取。对于没有电力专网的配电房，采用按需或故障抓拍图像的方式来代替视频传输，既保证其真实性，也兼顾其运营经济性。

(3)   终端层

包括HT500变配电综合监控装置、视频摄像机、轨道机器人、外围传感器和输出控制设备等。

HT500变配电综合监控装置主要完成运行设备工况监控、安全防范监控、运行环境监控和智能输出控制功能。通过通信信道与主站建立实时通讯机制，定时、实时发送各种设备的状态参数数据、报警信息和接收主站下发的各种参数信息。

①  实现对开关柜内电缆接头、母排搭接处、开关触头、电缆中间接头等部位实时温度监测；

②  通过接入红外和超声波探测、烟雾探测、门禁设备模块，配合视频监控、智能移动机器人等视频设备，实现人员进出监测、火灾报警、门禁管理、装备安全监控；

③  通过对电压、温度、湿度、电缆沟积水等参数的监测，配合对照明灯光、水泵、风机、除湿器进行联动控制，实现对现场环境状态的管理；

④  根据主控数据采集单元检测到的阈值信号完成相应控制任务例如控制警号、风机、水泵、照明、智能空调遥控器等；

⑤  视频摄像机辅助完成对现场的环境和安全防范的监控，实现对现场环境和现场安全的远程巡检；

⑥  轨道机器人利用按轨道移动、水平和垂直多角度旋转的优势，可完成对现场的环境、现场安全、高压运行设备的运行参数、指示状态和位置状态的远程巡检。

2　 监控系统功能及特点

1）利用IEC 61850标准协议，实现了各系统之间的信息共享和系统间的互联，满足了电力行业的标准化和智能化应用。

2）产品分为模块化式和一体柜式，可以适应不同场地空间，功能可根据实际需求进行选配。

3）各个子系统独立运行，具备各自本地联动控制、异常报警功能。

4）在站房发生突发故障时，通过视频监控及时了解现场情况，指挥现场故障处理，提高突发故障应急反应能力。

5）实现了各种动环数据的报警联动视频监控，真正做到了眼见为实。

6、实现声光 、语音、电话、短信等多种联动提醒方式。

7、系统可以将监测信息和报警信息发送到远处的监控中心，操作人员不需要到现场即可巡视。

3　主要监控参数介绍

1）变压器测温：这是变电站中很关键的电气设备，如果出现异常高温，会影响电网的稳定，甚至导致变压器起火、爆炸。为防控此类故障，要对变压器进行温度监测。

2）开关柜测温：对开关柜进行母线测温，及时发现异常发热故障。

3）配电柜监测：监测配电柜各项的电力参量，电压、电流、功率、频率等信息。

4）温湿度监测：高温、潮湿会影响电气设备的运转，因此变电站中温湿度监测是一项重要的环境管理指标。

5）气体监测：SF6&O2监测、甲烷监测等气体监测功能，是变电站必不可少的，可防控气体泄漏，引发的危害。

6）噪音监测：监测变电站噪音大小，以便做好降噪隔音的工作，避免对周围居民和环境造成噪声困扰。

7）漏水监测：该功能可防控空调漏水、天花板漏水等问题会引发设备漏电、起火的故障。

8）烟雾探测：感应火灾烟雾浓度，迅速报警。

9）红外感应：发现入侵人员，自动通报异常。

10）门禁系统：智能门禁系统，防止撬锁、潜入，构建规范、合理的出入方式。

11）视频监控：实时录入变电站画面，可联动门禁、红外等设备拍取画面。

12）空调监控：远程联动空调运行模式、调整温度、湿度，达到环境调控作用。

13）水位监测：电缆沟水位上涨情况，自动发出警报。

14）水泵控制：对电缆沟的雨水进行排泄，防止电缆受损

4　主要应用场所

适用于：变电站、配电房、开闭所、临街变、箱变、环网箱等多种配电设施，采用模块化架构，提供单装置和组屏式安装以适应场地空间，功能亦可根据实际需求进行选配。

5　 站端设备安装规范

系统组屏屏柜安装

1）基础槽钢允许偏差：不直度＜1mm/m，全长＜5mm；水平＜1mm/m，全长＜5mm。位置误差及不平行度＜5mm。

2）机柜底座与基础连接牢固，导通良好，可开启屏门用软铜导线可靠接地，柜底部空隙处以有机堵料严密封实。

3）机柜面平整，附件齐全，门销开闭灵活，机柜标识齐全、清晰。机柜体垂直度误差＜1.5mm/m，相邻两柜顶部水平误差＜2mm，成列柜顶部水平误差＜5mm；相邻两柜盘面误差＜1 mm，成列柜面盘面误差＜5mm，相间接缝误差＜2mm。

4）综合控制主机、硬盘录像机、路由器、交换机等设备通过 19 英寸机架标准安装方式固定于机柜内。

监控传感器安装

1）摄像机安装：枪机主要监控站所入口门窗、通道及环网柜后侧，通过支架安装在墙上。球机主要监控高压环网柜、中置柜、低压开关柜断路器状态，通过吊架安装在高、低压柜前。摄像机安装后应保证垂直，不能歪斜。

2）三鉴防盗传感器安装：三鉴传感器装于站所入口及窗户侧墙上，安装角度对准大门及附近过道，安装后应保证垂直，不能歪斜。

3）烟雾传感器安装：烟雾传感器一般装于主变上方屋顶下，安装后与屋顶平行，不能歪斜。

4）水位传感器安装：水位传感器装于电缆沟内最底部，安装后应保证垂直，不能歪斜。

5）温湿度传感器、臭氧传感器安装及 SF6＆O2气体传感器安装：温湿度传感器、臭氧传感器、SF6＆O2气体传感器安装装于高压环网柜后侧墙面，安装高度约 20CM，安装后应保证垂直，不能歪斜。主变温度按照主变厂家通讯规约接入站端主机系统。

6）除湿机和机房专用空调应放置于主入口对侧墙角，除湿机和空调不可放置于电缆沟上。除湿机和空调的安装同时应做好排水管的安装和墙面封堵工作。

6　 结论

通过对智能配电房综合监控系统。的投入使用 ,可以大大节省维护成本 ,提高事故预防能力,提高事故响应速度 ,从而提高整个电力系统的安全运行水平,提高企业的经济效益。