背景

2019年，電網公司提出了宏大的戰(zhàn)略目標——“三型兩網”。何謂“三型”？即樞紐型、平臺型、共享型。而“兩網”則是指“堅強智能電網”和“泛在電力物聯(lián)網”。該公司明確表示，“三型”企業(yè)是建設能源互聯(lián)網企業(yè)的重要抓手，基于能源互聯(lián)網的功能特點和電網責任使命，我們建設的能源互聯(lián)網企業(yè)必然是具有樞紐型、平臺型、共享型特征的現(xiàn)代企業(yè)。同時，建設運營好“兩網”，這是建設能源互聯(lián)網企業(yè)的重要物質基礎。
 

發(fā)、輸（變）、配、儲是電力系統(tǒng)建設的4個重要環(huán)節(jié)，打造智慧配電房實現(xiàn)配電設備及配電室環(huán)境運行狀態(tài)全面感知是實現(xiàn)泛在電力網建設 的其中一個重要組成部分。

基于泛在電力物聯(lián)網的智慧配電房綜合在線監(jiān)測整體解決方案實現(xiàn)了配電室配電變壓器及開關柜等電力設備的運行狀態(tài)全面感知同時實現(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)的關鍵組成部分，其監(jiān)控系統(tǒng)對于確保電力設備的穩(wěn)定運行具有至關重要的作用。在這個監(jiān)控系統(tǒng)中，環(huán)境監(jiān)測是一個重要的環(huán)節(jié)。它通過各種傳感器實時監(jiān)測配電房內部的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氧氣含量等，為維護人員提供及時、準確的數(shù)據支持。

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)就像是一套高效的“智能眼”，對配電房內部的各種變化進行實時監(jiān)測和記錄。一旦出現(xiàn)異常數(shù)據，系統(tǒng)就會立即發(fā)出警報，提醒維護人員及時處理，從而避免了潛在的安全風險。

1智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構

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

應用層：包括視頻監(jiān)控、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控、設備狀態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計、APP移動應用、遠程控制、告警管理和運維管理等。

平臺層：由接口服務器節(jié)點、采集服務器節(jié)點、移動應用服務器節(jié)點、應用服務器節(jié)點、流媒體服務器節(jié)點和數(shù)據庫服務器節(jié)點等組成。

通信層：采用光纖通信和無線通信方式，負責數(shù)據流通信。在配電房與監(jiān)控室之間敷設光纖，構成光纖主干網絡。在配電房配置一臺光纖交換機，將配電房監(jiān)控終端機接入光纖網絡，實現(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)行設備及監(jiān)控終端機，實現(xiàn)站房內環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災、水浸、噪聲、振動、防小動物等環(huán)境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設備狀態(tài)采集，并與風機、燈光、視頻、門禁等智能執(zhí)行設備聯(lián)動控制，實現(xiàn)配電房遠程智能化運維管理。

2智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能

2.1 紅外熱成像監(jiān)測

采用紅外熱成像對變壓器進行整體監(jiān)測，采用溫度傳感器對容易發(fā)生溫升故障的高低壓接線樁溫度進行在線監(jiān)測，并將變壓器溫控器、冷卻風機狀態(tài)信息接入系統(tǒng)，實時監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)，掌控變壓器本體及關鍵點的溫度變化情況，實現(xiàn)溫度預警和風機聯(lián)動。采用無線溫度傳感器對油變外殼進行監(jiān)測。干變風機監(jiān)控、干變繞組溫度監(jiān)測、干變鐵芯溫度監(jiān)測利用變壓器原有溫控器功能，實現(xiàn)溫度預警和風機聯(lián)動。

2.2 局放監(jiān)測

能夠準確在線測量局部放電引起的變壓器中壓電纜頭、開關柜局放電量，并可以使用標準的局部放電脈沖信號發(fā)生器在線進行校準。

具有局部放電分析功能，可以了解局部放電的類型、相位、強度，能夠準確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴重程度和運行狀態(tài)；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測試。

2.3 門狀態(tài)監(jiān)測

利用配電設備實現(xiàn)原有電子閉鎖裝置功能，基本原理是將電能轉化為數(shù)字密碼，然后通過數(shù)據線或無線網絡傳輸?shù)诫娮娱]鎖裝置，進行身份認證和鎖定。在此過程中，數(shù)字密碼的生成、傳輸和認證都采用了加密技術，有效防止了密碼被破解和復制，進一步提高了系統(tǒng)的安全性。

可以實現(xiàn)遠程控制和管理，方便用戶對電子閉鎖裝置進行遠程操控。

可以實現(xiàn)電能和數(shù)據的共享，使得電子閉鎖裝置可以與其他智能家居設備進行聯(lián)動，提高家居智能化程度。

2.4 濕度監(jiān)控

對中壓開關柜機構室、二次室內濕度實時監(jiān)測，濕度傳感器與濕度信號接收裝置之間數(shù)據采用無線傳輸方式、

2.5 實現(xiàn)配電站房的遠程智能運維

利用視頻信息、設備運行信息、告警信息等，發(fā)現(xiàn)配電站房設備存在的故障，實時故障研判、準確定位、分析故障影響范圍，主動派發(fā)搶修工單和日常巡檢工單，合理調度搶修資源，高效指揮搶修工作開展和日常巡檢任務的進行，實現(xiàn)故障搶修時間最小化，提高故障搶修效率和服務水平。遠程控制視頻可與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，根據環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的預警或報警區(qū)域，查看特點區(qū)域情況，供人工確認。當某區(qū)域發(fā)生入侵報警時，自動聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并自動將對應位置的圖像畫面切換至監(jiān)控屏幕上。對電力設備的操作和運行狀態(tài)進行拍照和錄像，給運維人員判斷設備運行狀態(tài)正常與否提供佐證。在配電房中安裝遠程語音對講系統(tǒng)，實現(xiàn)與主站的雙向語音對講。

2.6 滿足綜合管理和競爭性業(yè)務擴展的需求

智能配電房作為能源中心不能僅僅局限于供電，還應該具備數(shù)據中心、傳輸中心的功能，對智能小區(qū)、分布式電源、充電樁等數(shù)據輸入、安全運行狀態(tài)監(jiān)測應預留接口，使得智能配電房滿足未來物聯(lián)網、智能小區(qū)等綜合管理和競爭性業(yè)務擴展的需求。

3功能配置

1 溫濕度傳感器功能

1） 實現(xiàn)對智能配電房內環(huán)境溫濕度實時監(jiān)測，溫濕度傳感器與智能終端之間數(shù)據采用無線傳輸方式；

2)環(huán)境溫濕度與設備狀態(tài)監(jiān)測共用無線接收裝置，接收點數(shù)不少于99點；

3）溫濕度信號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。

2 氣體（SF6、O2）傳感器功能

1）實現(xiàn)對智能配電房內六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)濃度值實時監(jiān)測，六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能終端之間數(shù)據采用有線傳輸方式；

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 臭氧（O3）氣體傳感器功能

1）開關柜部放電可能部損壞電介質，進而引發(fā)事故。在部放電過程中，會產生臭氧（O3），通過監(jiān)測臭氧濃度變化，能夠間接檢測開關柜部放電。

2）實現(xiàn)對智能配電房內臭氧（O3）氣體濃度值實時監(jiān)測，臭氧（O3）氣體傳感器與智能終端之間數(shù)據采用有線傳輸方式；

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。

4 噪聲傳感器功能

1）實現(xiàn)對干式變壓器房等配電房內噪聲實時監(jiān)測，噪聲傳感器與智能終端之間數(shù)據采用有線傳輸方式；

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。

5 煙霧探測器功能

1）通過煙霧探測器，監(jiān)測配電房或電纜溝內，發(fā)生火災前和火災中產生煙霧狀況，并發(fā)出光報警信號。

2）實現(xiàn)對智能配電房內煙霧實時監(jiān)測，煙霧傳感器與智能終端之間數(shù)據采用有線傳輸方式；

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。

6 水浸傳感器功能

1）在配電房容易進水處安裝水浸傳感器，實時在線監(jiān)測配電房水浸狀態(tài)。

2）水浸傳感器與智能終端之間數(shù)據采用有線傳輸方式；

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。

7 驅鼠器功能

對于電氣設備安全運行存在較大威脅的小動物預防，采用在每個房間安放一臺驅鼠器，產生20kHz-55kHz 超聲波，有效刺激并能夠導致鼠類感覺到威脅及不安。

8 燈光控制器功能

1）燈光控制器具有現(xiàn)場手動及自動控制兩種方式，具有改善運行環(huán)境、良好的節(jié)能效果，延長光源壽命，管理維護方便。

2）可對日光燈開啟關閉控制，調控配電房光線。

3）每個房間照明單獨控制，可同時進行遠程控制與本地控制，不需要轉換。

9 空調控制器功能

1) 手動控制功能：可以通過電腦，在監(jiān)控中心遠程控制控制空調開機、關機、升溫、降溫等，并能夠直接調整空調的溫度值。

2) 直接遠程控制風機的開啟和關閉，也可以設置風機的定時開啟和關閉，每臺風機每天*多可設置五個自動時間段。

3) 自動控制功能：通過設置溫濕度上下限以及室內室外溫度差，自動控制空調的關閉、開啟以及風機的關閉和開啟功能。

4) 節(jié)能系統(tǒng)工作流程（聯(lián)動控制功能）：
室內溫度低于設的下限值，則空調關，風機關。室內溫度高于設上限值，則強制開空調，關風機。室內溫度高于下限值，低于上限值，室外濕度低于設定值（如80%），室外溫度比室內溫度上限值低額定溫差，則開風機，關閉空調