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浅谈配电室在线监控系统的应用研究

2021-04-28 11:19:39 来源：安科瑞王蒙蒙

王蒙蒙
安科瑞电气股份有限公司上海嘉定 201801
摘要：为了及时发现配电室渗漏水、变压器温度过高、室内进入非工作人员等问题，本文结合嵌入式技术设计配电室在线监控系统。在线监控系统由在线监控主机、采集子节点、上位机系统组成，在线监控器可以实时对配电室内的湿度、变压器温度、室内异动情况进行监测，及时发现相关问题。通过对渗漏水配电室进行监测试验，均能及时发现问题并发送至上位机软件进行报警，证明了该系统的可靠性。
关键词：配电室；在线监测器；上位机
0 引言
近年来 , 配电网络发展迅速、供电量日益增加，电力系统供电可靠性、安全性的问题日益突出。配电室作为大型小区居民重要的供电设备，保证其安全稳定的运行极为重要。虽然配电室均为土建建筑，其中设备运行相对安全稳定，但在日常的巡视工作中发现配电室存在渗漏水、变压器温度过高、非工作人员或猫、鼠进入的情况时有发生。同时在配电线路的巡视中，地上、地下配电室的巡视周期为三个月一次，以上问题出现时无法及时发现。因此，针对以上问题进行相关研究，设计配电室在线监控系统，实现出现问题及时发现，及时处理，减少相应的停电事故。
1 配电室在线监控系统及原理
系统由在线监控器与上位机组成，在线监控器又分为监控主机与采集子节点。通过温湿度传感器监测变压器温度与配电室内湿度情况；配电室门口处安装摄像头来监控室内的异动情况，一旦有运动物体出现立即报警。在线监控主机每日将采集温湿度数据中的*大值保存，发往上位机系统，便于上位机系统查询各个配电室的历史监测数据。系统整体设计如图 1 所示。

2 在线监测器设计
监测器在无人值守的地区工作，主要完成多个数据的采集、处理与传输，要求整个系统功耗低、低成本维护运行。在线监控器由主控单元、温湿度传感器组、4G 模块、有线通信模块、通信模块、调控单元组成。其结构如图 2 所示。

2.1 通信单元
监控主机与上位机系统通信方式主要参考配电室中的集中器的通信方式，一般地上配电室，集中器采用 4G 方式进行通信，而在地下配电室中，采用宽带网络进行通信。因此对于地上的配电室，监控主机也通过增加 4G 通信模块并安装有流量的电话卡实现与上位机系统的通信；对于地下的配电室，则借用配电室中集中器的网络与上位机系统进行通信。
2.2 温湿度传感器的布置
由于配电室内渗水漏水常发生在棚顶或电缆沟内，因此温湿度传感器安置在变压器、高压柜、低压柜的柜顶和电缆沟的沟口处，通过室内照明或其他 220V 交流电源处取电转成 5V直流电源为采集子节点进行供电。
2.3 调控单元
配电室中对于变压器温度过高，启动室内排风风机进行通线时，保障位置的合理性和可行性，引下线的主要功能便是对电流进行引导，借此可有效进行避雷。但在实际施工中，常常存下引下线间距较小的问题，甚至引下线的数量相对较少，进而导致无法进行有效的避雷。主要是设计工作人员的设计缺乏合理性等原因导致的。在防雷系统中一个重要的基础便是接地装置，应保障其符合相应的要求和需求，并按照相关标准进行设计，从而有效的进行直击雷的引入，从而使电力工程中相关设备的安装安全和使用安全得到保障。
2.3.1 配电箱的安装
配电箱是电力工程中必不可少的重要设备之一，对电力系统的运行具有重要影响，因此应提高对配电箱安装的重视。通常可将配电箱分成明箱与暗箱，先进行配电箱的加工订货。进行尺寸的测量，保障与实际需求相符。其中在对暗箱进行测量时，应结合预留的洞标高尺寸、竖直尺寸和水平尺寸等，通过砂泵将箱体的周围填实。明箱则是在对尺寸量好后，通过膨胀螺栓进行箱体的固定，从而避免对箱面油漆产生破坏，并避免出现歪斜等问题。按照设计的相关要求进行，进行箱壳预留洞大体图的绘制，从而避免其出现生锈等现象。在进行订货之前，检查图纸的三相负荷的平衡度，从而及时发现其中的问题并进行调整，切实保障其平衡度。将调后的结果作为后续的参考，对箱内导线所具有的差异进行区分，进行图纸的书面整理，并提供给供货商。之后进行安装，对箱体的规格、尺寸等进行严格的检查，确保其符合相关规定，之后按照规定的尺寸、数量打开敲落孔，并结合尺寸进行砖头的选择，避免使用电气焊进行割孔，从而避免破坏箱体。当完成开口后，还要在开口位置进行补漆，从而避免后续出现腐蚀腐烂现象。
2.3.2 季节性工程施工的安全技术措施
如夏季防暑降温，雨季施工要制定防雷防电、泥石流、洪水，冬季防火、防大风、雪灾等。安全技术措施编制要按其施工项目的复杂、难易程度及施工环境条件，选择安全防范重点，但施工方案必须贯彻“安全、预防为主”的原则。为了进一步明确编制安全技术措施的重点，应抓住：防起重伤害、防高空坠落、防触电、防物流及厂内交通事故、防误操作 5 种伤害，针对各种危险点、源制定相应的措施．内容要有针对性。节假日施工项目经理必须在现场值班，预防突发事件。
3 安科瑞配电室环境监控系统的介绍与选型
3.1简介
安科瑞电气股份有限公司根据配电室实际情况，结合多年的变电站和配电室的运行管理经验，自主研发了安科瑞配电室综合监控系统，实现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境优化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，保证维护人员，延长设备使用寿命，减少配电室粗放式管理导致成本过高，同时实现配电动力环境的分布式远程管理。
3.2系统功能
3.2.1 通信管理
安科瑞智能配电室综合监控系统可以完成对整个配电室范围内的通信设备进行管理、添加、删除、控制和数据的实时监测。
3.2.2实时监测
安科瑞智能配电室综合监控系统人机界面友好，能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，如视频、温度、湿度、漏水/水浸、水位、有害气体和电参量等。实时显示有关故障、告警等信息。
3.2.3 数据查询
在人机界面中，可以直接查看配电室个设备的运行数据。
3.2.4曲线查询
在曲线查询界面，可以直接查看遥测参量曲线，包括温度、湿度、水位、有害气体、电压、电流等曲线。
3.2.5运行报表
查询配电室内设备的运行数据报表，包括日报表、月报表、年报表和查询报表等。
3.2.6实时告警
科瑞智能配电室综合监控系统具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。告警如右图所示：
3.2.7 历史事件查询
安科瑞智能配电室综合监控系统能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。
3.2.8 用户权限管理
为保障系统稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的保障。
3.2.9网络拓扑图
安科瑞智能配电室综合监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态，能够完整的显示整个系统网络结构。可在线诊断设备通信状态，发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。
3.2.10遥控操作
安科瑞智能配电室综合监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。
3.3Acrel-2000E/B配电室环境监控系统推荐配置选型

序号	名称	型号及主要参数	单位	数量（组屏方案）
1	壁挂箱/组屏
1.1	智能监控系统屏	2260800600mm	面	1
1.2	综合监控主机（12"触摸屏）	TPC6000-A122-T-4G-HDD1T	台	1
1.3	Acrel-2000E/B软件	Acrel-2000E/B配电室综合监控软件		1
1.4	显示器	TPC190-M210-AKR，嵌入式安装	台	1
1.5	网络交换机	TP-LINK 8口	台	1
1.6	ARTU四遥单元	ARTU-KJ8辅助电源220V	个	1
1.7	Acrel-2000E/B机箱	480420200mm	个	1
1.8	串口转换隔离器	AF232TO485	个	1
1.9	开关电源	KDYA-DG30-24	个	1
1.10	开关电源	NDR-75-12	个	1
2	环境设备
2.1	SF6+O2气体探测器	JC-DL/1-02 DC12V RS485 SC-304/01-03	个	1
2.2	烟雾传感器	BRJ-307	个	4
2.3	水浸探测器	RS-SJ-NO1R01-2	个	1
2.3	水浸探测器	RS-SJ-*-2（配套使用的水浸绳）	米	1
2.4	温湿度传感器	RS-WS-N01-8	个	1
3	视频设备
3.1	网络高清球机	CS-C6TC-32WFR，一个以太网口；Wi-Fi；萤石云私有协议，200w像素1/3，DC 5V±10%	个	6
3.2	网络高清枪机	DS-2CD2T25-I3 DC12V	个	1
3.3	硬盘录像机	DS-7808NB-K1，8路，无硬盘	个	1
3.4	硬盘	4TB 256MB 5400RPM	个	1
4	安防设备
4.1	红外微波双鉴探测器	RS-HW-NO1 DC12V RS485		4