配电房环网柜箱变台区综合监控系统解决方案.docx

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配电房环网柜箱变台区综合监控系统解决方案

配电房环网柜箱变台区综合监控系统

解

决

方

案

安徽电科恒钛智能科技有限公司

一方案背景

配电间主要应用在民宅、政府单位、写字楼、商业大厦等各个地方，为各类场所提供稳定的市电。

配电间主要包括进线柜、计量柜、出线柜、PT柜等关键设备，还包括供电系统、制冷系统、消防系统、监控系统等基础设施，是保障人们用电必不可少的部分。

本方案针对配电间在运行维护中影响安全的因素，对环境、视频、安防、门禁、消防等进行集中一体化监控，大大的提高了运维效率，保证配电间的日常运转

二影响配电间的安全隐患

【1】电力设备盗窃案频频发生，盗窃发生无法报警、监控、记录，导致犯罪分子逍遥法外。

【2】维修维保人员巡检过程无法规范化监督管理，何时、何人、多长时间完成维护工作，没有客观的记录。

【3】没有配电房门禁控制系统，在无人值守时出了问题无法及时发现，运营商的安保部门对此要负很多额外的责任。

【4】配电房空调、排气扇常年打开，造成运营电费过高。

【5】环境没有监控，出现水浸、起火等无法及时处理。

【6】很多装置没有联网，只是在本地监测和控制；

【7】联网的各系统之间独立运行，形成监控“孤岛”现象，无法有效的进行管理，也达不到安全管理的效果。

【8】多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，也会产生扯皮现象，浪费业主的时间和精力。

三系统架构

3.1系统总体架构

根据《配电房管理制度》、《配电房操作规程》以及《电力安全生产条例》等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把配电房综合监控系统分为站端设备和软件系统两部分。

配变综合在线监控系统主要分为两大部分，站端监控和中心管理。

1）站端设备以HT500系列站端监控主机为核心，能够接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备，温湿度等环境传感器，在线式红外母线温度传感器，电缆无线测温设备，SF6和O2传感器，H2S传感器以及O3传感器。

对射/红外等安防设备、消防主机设备，一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。

并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露报警、消防报警等功能。

站端设备安装在配电室，实时监测现场实际环境状态及各项参数，如视频明火、烟雾、人员非法入侵、动物入侵、环境温湿度、门禁、空调状态、臭气含量、开关柜母排温度、开关柜内局放等，并通过通信网络将现场各项参数及状态上传到中心管理系统。

2）中心管理系统分为硬件平台和软件平台，硬件平台包括网络通讯设备、服务器、客户机等，服务器是整个系统的核心，基本任务是数据的维护和数据的处理。

软件平台主要功能包括集中采集、管理各个站端系统，平面显示各站端实时情况，包括实时检测数据曲线与历史数据曲线等界面，直观的描述现场环境状态。

3.2网络拓扑设计

目前，对于配电房监控系统通常有以下几种传输方式：

3.2.1已有以太网的配电房：

每个配电房主机需要一个RJ45网口和一个IP地址即可。

3.2.2仅有2M光纤接口：

配置一台2M--以太网桥，通过光电转换，提供以太网接口。

3.3.3没有以太网和光纤的配电房：

可以选择如下两种方式：

1）就近租用电信运营商的以太网或者光纤：

适合于小区内运营商网络连接较为方便的地方。

2）租用电信运营商的无线网络：

采用3G、4G路由器接入的方式，可以使用公网或者组成VPN专网。

本方案需要向运营商缴纳网络使用费用和购买VPN服务器。

总之，通过各种技术手段，配备以太网为优化和成本低的传输方式。

四主要功能

4.1，变压器运行环境监控和风机联动

通过RS485接口或者4-20m模拟量接口，接入负荷电流、油位及温度等传感器，实现运行状态监测、温度过高即自动打开风机给变压器降温等功能。

4.2，设备温度状态监测

在变配电场所内的屏柜等设备安装温度传感器，并设置告警阀值，实时监测设备的运行环境温度，避免温度过高带来的故障和损失。

4.3，安防监控

可以接入红外传感器、周界对射、震动传感器、电子围栏等安防设备，实现对配电房的安防监控和入侵报警。

4.4，环境监控：

实现对室内温度、湿度、漏水、烟雾等环境量的监测和报警。

4.5，SF6/O2监测、报警和通风联动

通过接入RS485接口的SF6和O2传感器，实现室内SF6和O2的浓度监测，超过设置阀值自动报警，并且可以联动风机进行通风。

4.6，门禁控制

通过刷卡实现对门锁的控制，也可以实现中心开门、临时授权开门等一系列功能。

并且能够实现非法开门报警、开门超时报警、安防联动和消防联动等功能。

4.7，电缆线缆温度无线监测

通过在电缆及电缆接头上安装连续测量温度的探头，每台设备可安装8~16个探头，对电缆、电缆头的运行状态实时进行监测,并把测量结果通过无线网络上传到监控中心数据库服务器，通过软件分析能够提前确定电缆的早期过热现象，实现电缆故障的早期预测，防患于未然

4.8，开关柜触头温度监测

支持开关柜中开关触点的温度监测，无线测温探头将测量数据传输给在线测温监测系统，开关柜在线测温监测系统主机通过RS485、无线与智能监控主机通信，将数据上送到主站监控中心服务器，实时监测与预警。

4.9，开关柜带电负载监测

通过监控主机数据采集，支持实时显示高压开关柜带电数据指标，掌握开关柜的运行情况，主站软件平台中，支持实时显示开关柜，配电柜等一次设备的电压，电流等负载遥测数据，并可支持设置上下限的预警值，实现声光、语音、短信、视频画面等多种联动提醒方式。

4.10，设备控制功能：

可以实现灯光、风机、空调、给排水的本地、远程控制，联动控制以及定时开关等功能。

4.11，视频联动：

通过另外安装的视频监控设备，实现以上各种报警以及保护开关（刀闸）和视频的联动功能，并可以进行联动抓拍照片和视频，记录查询等。

抓拍录像实时上传在中心服务器上，可避免前端被破坏而造成的录像丢失。

五关键技术

5.1，智能识别算法及预警技术

基于模糊逻辑、神经网络和进化计算等理论与方法，结合鲁棒控制、自适应控制、变结构控制等现代控制理论。

通过对前端各种传感器数据的集中采集分析，能够在站端实现消防、安防、电缆火灾、配电、变压器、仪表等设备的预警，实现对变配电场所、基站等场所的监测、预警和自动控制。

5.2，多元异构数据处理技术

变配电场所内多元异构感知数据的智能处理，实现对采用不同描述语言的变配电场所内监控对象元数据进行有效的智能融合。

基于概率统计、回归分析和卡尔曼滤波等方法实现对变配电场所内多模态数据，从时空相关性去除错误和冗余数据，并在特征层和语意层提取有效信息。

5.3，嵌入式组件架构技术

跨平台嵌入式组件架构技术，支持多种操作系统和CPU平台；划分组件，面向接口开发，提高开发效率；组件重用，实现积木式的系统开发方法；提供各种强大的子系统，以不断丰富产品特性；支持RPC，可以实现分布式应用。

5.4，传感器技术实现区域状态感知和信息上报

系统将重要场所和设备的工作环境（如：

温度、湿度、漏水、水位、有害气体、含氧量、风速风向、烟雾、明火等等）全天候状态监视和智能控制，当出现异常时，可及时显示、报警，并实时上传至远程监控中心。

5.5，变配电场所内环境信息与动力设备联动控制技术

系统把变配电场所内环境，视频，通风，除湿机，空调控制参数等监控量在系统上进行一体化显示和控制。

通过设置变配电场所内环境信息以及安防消防信息与动力设备以及视频设备的联动规则，实现当温度超限时自动打开空调制冷，当湿度超限时自动打开除湿机除湿，当电缆沟水位超限时，自动打开水泵排水，当电力设备运行异常时自动联动视频设备拍照录像并将报警信息实时上传至监控中心。

5.6，定制告警分析策略

告警分析策略的核心是监控人员对于变配电场所巡视运行经验的总结，把监控人员对于电网运行中的事故或异常的判断和处理的过程，通过严谨的逻辑形式进行表达，并转化为一条条告警分析规则，固化在系统模块中。

六监测内容

可监测参数

∙∙环境温湿度

∙母线排\电缆头温度

变压器温度

∙开关柜局放

噪声监测

刀闸状态

漏水监测

电缆沟水位

∙门禁

红外防盗

∙∙明火

烟雾

O2含量

SF6

视频

联动控制设备

空调

风机

除湿机

水泵

灯光照明

新风机系统

七方案主要产品

1、无线测温

HT-TNCW-02B无源无线测温主机可管理240个无线探头、无源探头采用新型软磁合金带进行CT取电，不需要外接电源，挂载高精度温度探头和无线发射器。

测温主机具有RS485数据输出接口，使用工业领域广泛应用的MODBUS协议。

接收主机测温探头

2、三相四线智能电量仪

电量仪测量三相四线的相电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、基波功率、谐波功率、有功电度、无功电度等电参数。

3，多路交流/直流电压、电流测量仪

测量馈线回路电压、电流。

交流电压量程10V~500VAC；直流电压量程1V~500VDC，精度等级均为0.2%FS,隔离电压>2500V.

4、开关柜及其内部高压设备局部放电在线监测

通过UHF传感器采集高压开关柜内高频脉冲电流信号，通过对信号高频分量分析来确定开关柜内是否有放电以及放电的严重程度。

局放主机局放探头

5、智能新风机

采用多级过滤、配置初效/G4/F8/离子净化装置、洁净新风引入，保持室内正压，保持室内高洁净度。

低噪音离心风机，控制更合理。

即插型过滤器设计、强力消音降噪材料、机组全钢板设计。

新风机支持RS485级联，使用工业领域广泛应用的MODBUS协议。

6，蓄电池在线监测

采集蓄电池的单体电压、温度、内阻等参数，实现蓄电池组的远程在线监测。

7、温湿度传感器

HT3020-AQ（OEM）温湿度传感器采用瑞士高精度温度探头，带RS485数据输出接口，使用工业领域广泛应用的MODBUS协议，实现长距离传输，多点同时检测。

8、空调控制器

空调控制器是智能学习型控制器，可支持市场上99%的空调型号的遥控器码值学习与存储。

支持空调来电自启动，空调掉电后来电自启动，并自动设置空调掉电前状态，不需监控主机干预。

9、IEC61850通信服务器

IEC61850通信服务器上行协议支持IEC61850-8-1，下行协议支持MODBUS-RTU、MODBUS-ASCII、MODBUS-TCP等，并可根据用户需求灵活开发相应设备协议。

10、灯光风机控制器

灯光控制器作为连接主机的控制模块，可以通过通断电的方式来控制灯光、加热器以及220V供电的风机。

八典型配置方案

1）安装网络红外高清球型及固定摄像机共4套，对配电室内区域进行远程图像监控；

2）配电室两侧安装温湿度传感器共2台，采集室内温湿度数据，温湿度超限时报警；

3）两条电缆沟内安装水浸探测器共4台，水位超限时报警；

4）地面安装六氟化硫及氧气探测器1套，气体浓度超限时报警；

5）房间两侧各安装风机1台，东侧为进风风机，西侧为出风风机，使房内空气形成对流，温湿度、SF6/氧气气体浓度超限时自动启动；

6）房间主出入口处安装红外双鉴探测器2套，对人员出入情况进行监测；

7）房间主出入口门框安装门磁2套，探测门的开关状态；

8）吸顶安装烟感探测器6套，探测到烟雾时发出火灾报警；

9）吸顶安装明火探测器2台，探测到房内明火时发出火灾报警；

九应用场景

适用于：

配电房、小区配电室

变电站、街变、

箱式变、环网柜

分支箱、开关柜

等电力相关区域的安全监控、环境监控、设备状态监测及安全预警。