淺談配電室智能動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及其實(shí)現(xiàn)

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：供電網(wǎng)絡(luò)為順應(yīng)社會的快速發(fā)展，在新環(huán)境下提出了新的要求，過去的單一配電室、人工值守監(jiān)控供電狀況的方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的要求，一整套完整的配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、開發(fā)和應(yīng)用成為必然趨勢。配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用需要完成三個目標(biāo)：第一，實(shí)現(xiàn)電子智能監(jiān)控，做到配電室無需人工看守或少人值班，具有減員增效的作用；第二，與五遙系統(tǒng)銜接，實(shí)時監(jiān)控以提高工作效率，實(shí)現(xiàn)供電穩(wěn)定；第三，在此系統(tǒng)基礎(chǔ)上構(gòu)建電能智能管理系統(tǒng)，為電能的有效管理提供信息數(shù)據(jù)。本文闡述了配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)的必要性、系統(tǒng)設(shè)計框架和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：配電室；智能監(jiān)控；設(shè)計

0、引言

配電室作為電網(wǎng)系統(tǒng)的一部分，雖然處在電力系統(tǒng)的末端，但對整個電網(wǎng)系統(tǒng)又十分重要。配電室為用戶提供正常的用電，出現(xiàn)一個小故障就很有可能導(dǎo)致整個配電網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，帶來停電甚至火災(zāi)等后果，嚴(yán)重影響人們的正常生活和生產(chǎn)活動。造成這些情況出現(xiàn)的原因在于傳統(tǒng)的配電室配電網(wǎng)絡(luò)主要靠人工去維護(hù)它的正常運(yùn)行，人工維護(hù)不能實(shí)時進(jìn)行檢測，導(dǎo)致不能及時地發(fā)現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題也不能立即得到檢修。為保證供電的穩(wěn)定、配電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有很大必要對配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)行實(shí)時監(jiān)控，實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況以保證設(shè)備和線路的正常運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)智能化成為電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

1、智能化配電室建設(shè)思路

配電室網(wǎng)絡(luò)智能化建設(shè)的關(guān)鍵在于信息化的集成和管理，它將通訊管理作為連接的主體，圍繞站室數(shù)據(jù)的集成而設(shè)計，核心是站室自動化監(jiān)控和站室信息集成管理。該智能化系統(tǒng)具有集中監(jiān)控、監(jiān)測預(yù)警、保護(hù)控制、設(shè)備信息集成、數(shù)據(jù)的收集、分析和處理優(yōu)化等功能。配電室智能化的建設(shè)可以用幾個詞來概括總結(jié)：數(shù)據(jù)收集與分析、評價和制定解決方案。收集和分析的是配電室供電設(shè)備的基礎(chǔ)信息、運(yùn)行數(shù)據(jù)、和運(yùn)行環(huán)境，評價的是配電室設(shè)備狀態(tài)和可靠供電保障能力，*后在可靠的數(shù)據(jù)分析和狀態(tài)、能力的評估基礎(chǔ)上制定配電室設(shè)備運(yùn)行、檢修、改造策略，*終目的是使配電室的設(shè)備狀態(tài)達(dá)到*佳，實(shí)現(xiàn)配電室供電的安全穩(wěn)定。

2、配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究

2.1智能監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)需要依靠智能電網(wǎng)，嚴(yán)格的管理和高標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵技術(shù)和裝備支撐著智能化電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，可靠的保證是通信與安全保障技術(shù)。配電室智能化監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)控服務(wù)系統(tǒng)，打造技術(shù)和一體化平臺，對設(shè)備的運(yùn)作情況進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，隨時記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息、排除不安全隱患，保證配電設(shè)備以正常狀態(tài)工作。配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)具有集成、兼容、自愈的特征，它所要達(dá)成的*終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的供電，滿足用戶的用電需求，保證配電室工作的正常運(yùn)行。

2.2 視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是對配電室內(nèi)的環(huán)境信息如視頻、音頻、警報信號等進(jìn)行收集、存儲、上傳，該系統(tǒng)能夠根據(jù)這些信息和已有的程序進(jìn)行自動化聯(lián)動，將數(shù)據(jù)信息傳遞給其他的子系統(tǒng)。

智能的視頻環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)有如下功能：第一，通過視頻監(jiān)視隨時掌握配電室內(nèi)的所有動態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)了視頻監(jiān)視功能。第二，對配電室內(nèi)的除設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)外的其他環(huán)境信息進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)異常情況及時采取報警措施，實(shí)現(xiàn)了對環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。第三，應(yīng)用電子計算機(jī)技術(shù)，在配電房內(nèi)安裝攝像機(jī)，通過攝像機(jī)的靈活轉(zhuǎn)動和強(qiáng)大的聚焦功能實(shí)現(xiàn)對配電房各個角落動態(tài)情況的監(jiān)控；有了以計算機(jī)技術(shù)為依托的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對配電房的遠(yuǎn)程控制。第四，視頻監(jiān)控石頭可以通過對講機(jī)等設(shè)備與其他系統(tǒng)連接起來，出現(xiàn)情況時及時呼叫其他值班人員，實(shí)現(xiàn)語音對講。第五，監(jiān)控錄像內(nèi)容具有實(shí)時存儲功能，發(fā)生事故或其他情況是可以調(diào)回監(jiān)控錄像進(jìn)行回放查看。第六，配電室的視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)行遠(yuǎn)程操作，修改配電房設(shè)備的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)而不必親臨現(xiàn)場，既提高了工作效率又節(jié)省了人力和物力。第七，對于系統(tǒng)訪問人員，通過訪問端系統(tǒng)為管理人員和一般人員設(shè)置訪問權(quán)限，他們各自按照自己的工作內(nèi)容和性質(zhì)，通過設(shè)置賬號和密碼進(jìn)行登錄、訪問和操作，實(shí)現(xiàn)了職權(quán)分離，責(zé)任明確。

2.3 防誤操作系統(tǒng)

防誤操作系統(tǒng)主要是針對配電室的全部線路的連接所設(shè)計的一套模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，用來進(jìn)行實(shí)際操作前的演練，謹(jǐn)防工作中出現(xiàn)錯誤。操作人員通過在防誤操作系統(tǒng)的主機(jī)上進(jìn)行配網(wǎng)系統(tǒng)接線圖模擬訓(xùn)練來達(dá)到防止接錯線路情況的出現(xiàn)。系統(tǒng)會在操作人員進(jìn)行模擬接線訓(xùn)練過程中自動啟用分析程序，接線正確就會給出通過指令，否則，系統(tǒng)會以文字或圖像的形式提示操作人員該操作不符合規(guī)范，需要找出錯誤之處，重新進(jìn)行接線操作。系統(tǒng)還會記錄正確的操作步驟以供操作人員參考，操作人員根據(jù)電腦發(fā)出的操作提示按步驟對設(shè)備和線路進(jìn)行相關(guān)操作。防誤操作系統(tǒng)可以提前做好準(zhǔn)備，進(jìn)行操作模擬訓(xùn)練，大大降低了操作人員在實(shí)際工作中出現(xiàn)失誤的概率，減少了人為因素的操作失誤情況的發(fā)生，并且該系統(tǒng)可以反復(fù)使用，模擬訓(xùn)練次數(shù)不受限制直至操作正確并通過，降低了試錯成本。

2.4 電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)

電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)對于監(jiān)測技術(shù)要求較高，評判檢測技術(shù)的兩大標(biāo)準(zhǔn)在于：一是可以捕捉干擾波形，快速瞬時的也不放過；二是建立行之有效的自動分析和識別系統(tǒng)，能夠充分反映各種電能質(zhì)量指標(biāo)特征，分析各項(xiàng)指標(biāo)隨時間推移的變化規(guī)律。安裝電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，能夠通過對電能數(shù)據(jù)的監(jiān)測，對電能質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析，自動生成相關(guān)表格和報告提供給供電系統(tǒng)工作人員和用戶，方便查詢和檢查供電質(zhì)量是否符合需求，保證供電質(zhì)量。

2.5 使用智能型分布技術(shù)

智能型的分布技術(shù)不需要主點(diǎn)站的參與，主要是通過各相鄰之間的電網(wǎng)開關(guān)和非主干饋線開決定的，和主點(diǎn)站的管理方式相對的一種自動化方式。在電網(wǎng)線路發(fā)生了故障時直接通過相關(guān)通信信息來改變饋線，是非主干饋線按照事先設(shè)定的方案進(jìn)行事故區(qū)的隔離和處理，不需要經(jīng)過主電站來進(jìn)行集中控制。這種智能型分布技術(shù)形成的自動化檢測機(jī)制*大的優(yōu)勢在于快速對故障區(qū)進(jìn)行隔離處理，分區(qū)控制，不會對其他區(qū)域正常供電運(yùn)行產(chǎn)生影響。自動檢測機(jī)制可信度高，能夠使故障區(qū)在*短的時間內(nèi)得到處理并恢復(fù)。

2.6 電壓電流型自動化技術(shù)

電壓電流型自動化技術(shù)是在時間—電壓型技術(shù)的基礎(chǔ)上增加一個障礙輔助判定系統(tǒng)，主要依靠電壓和電流的相互作用來完成的，這種技術(shù)對時間—電壓型技術(shù)的要求較高。增加的障礙輔助判定系統(tǒng)能夠在*短的時間內(nèi)檢測到有問題的線路，能夠很好的和重合閘實(shí)現(xiàn)重合，縮短供電開關(guān)第二次閉合時間，能夠及時處理很多突發(fā)情況。優(yōu)點(diǎn)在于預(yù)防電路障礙，從源頭減少總電站跳閘次數(shù)，提高配電運(yùn)行效率和重合成功率。

2.7 系統(tǒng)整體具備功能

配電室智能化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)具備如下功能：

（1）監(jiān)控界面。

視頻監(jiān)控子系統(tǒng)提供了監(jiān)控界面，工作人員可以隨時準(zhǔn)確的了解配電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況，顯示配電室所有設(shè)備的工作故障狀態(tài)和環(huán)境信息的反饋，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，對系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行查看和修改，以維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。

1. 歷史數(shù)據(jù)存儲與查詢功能。

電腦系統(tǒng)具有記憶功能，可以定時存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)，方便工作人員在以后進(jìn)行歷史信息查詢。

1. 故障報警與報警信號查詢、追蹤功能。

監(jiān)控系統(tǒng)對于出現(xiàn)故障情況可以發(fā)出報警信號，以圖像和文字等形式提供故障報警信息，工作人員可以通過系統(tǒng)發(fā)出的報警信息查詢故障出現(xiàn)可能原因，追蹤故障地址，以便于檢修人員在*短的時間內(nèi)修復(fù)故障。

1. 電能統(tǒng)計及報表管理功能。

監(jiān)控系統(tǒng)可以統(tǒng)計用戶電能消耗情況，并根據(jù)用戶的需要自動生成報表進(jìn)行反映，清楚的顯示用戶電量的使用情況，并為用戶提供查詢和打印功能。

1. 其他輔助功能。

系統(tǒng)攝像機(jī)具備環(huán)境感應(yīng)功能，一旦發(fā)生攝像機(jī)被移動、遮擋的情況是就會發(fā)出報警信號，防止不法分子利用攝像機(jī)監(jiān)控不到的手段來影響配電網(wǎng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)還可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信信號狀態(tài)測試、用戶文件管理等。

3、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

3.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺球機(jī)、槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統(tǒng)（燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測器）。

3.2應(yīng)用場所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.4系統(tǒng)功能

3.4.1實(shí)時監(jiān)測

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，實(shí)時顯示有關(guān)故障、告警等信息。

3.4.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室中各個設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

3.4.4運(yùn)行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報表。

3.4.5實(shí)時告警

具有實(shí)時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.4.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。 

3.4.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

3.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3.4.9遙控功能

可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

3.4.10系統(tǒng)硬件配置

4、結(jié)語

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究和設(shè)計對于智能配電室的建設(shè)和使用具有指導(dǎo)意義，提供了一定的理論框架，隨著相關(guān)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和成熟，智能化的配電室在未來配電網(wǎng)絡(luò)中一定能夠得以實(shí)現(xiàn)，將為配電網(wǎng)的運(yùn)行和發(fā)展提供有力地支撐。配電室智能化的實(shí)現(xiàn)有利于供電企業(yè)精簡人員，提高工作效率，還能將各種供電設(shè)備的性能和工作狀態(tài)發(fā)揮到*大。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈佩琦，李為民，陳堂 . 智能配電房實(shí)現(xiàn)模式的研究 [J]. 電氣制造，2014,9:90-94.

[2] 劉偉 . 智能配電房的關(guān)鍵技術(shù)研究 [J]. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013,1:69-72.

[3] 楊東 . 智能配電房的建設(shè)方案分析 [J]. 電力安全技術(shù)，2015，7:31-33.

[4] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

[5] 楊海濤.配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及其實(shí)現(xiàn)

作者簡介:

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用。