劉丹

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

摘 要：隨著城市電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)，開閉所、配電房的數(shù)量逐步增加，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備繁多、運(yùn)行環(huán)境惡劣，無(wú)法掌控整個(gè)站點(diǎn)日常運(yùn)行狀況，未能及時(shí)對(duì)缺陷管控、隱患排查。針對(duì)目前配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維存在的問(wèn)題，以提高對(duì)配電房運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)測(cè) 能力為目標(biāo)，研究并設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：配電房 ；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) ；無(wú)線遠(yuǎn)程通信

早期配電房一般處于地下室，運(yùn)行環(huán)境密閉，通風(fēng)性差， 溫度濕度大，特別是夏季，房間內(nèi)部溫度高達(dá)60℃左右，且 配電房多且分散，夏季必須開啟排風(fēng)扇或空調(diào)等用于散熱。 配電房理想狀態(tài)下的通風(fēng)情況，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)還會(huì)遇到各種 各樣的問(wèn)題，如風(fēng)機(jī)運(yùn)行老化、污穢使噪聲增加，現(xiàn)有降噪手段效果達(dá)不到居民區(qū)實(shí)際要求，尤其是對(duì)于已經(jīng)建成的老舊式配電房，要進(jìn)行通風(fēng)改造更是難上加難。而部分排風(fēng)扇運(yùn)行 時(shí)噪聲較大，對(duì)附近居民影響很大，只能白天部分時(shí)段運(yùn)行，晚上關(guān)閉，頻繁采用人工開啟造成日常維護(hù)工作繁重，既不切實(shí)際的，又會(huì)增加成本，難以執(zhí)行。因此，建立一種的自動(dòng)化管理手段勢(shì)在必行。

調(diào)控配電房?jī)?nèi)環(huán)境溫度主要是通過(guò)對(duì)通風(fēng)機(jī)、空調(diào)、抽濕機(jī)等設(shè)備運(yùn)行控制，達(dá)到降溫除濕的效果。其中，風(fēng)機(jī)價(jià)格較低，應(yīng)用非常廣，數(shù)量非常多，但溫度調(diào)節(jié)效果不明顯；空調(diào)功率大， 降溫效果好，但價(jià)格比較昂貴，能耗較大，所以目前應(yīng)用較少； 抽濕機(jī)或者抽水機(jī)只有在個(gè)別有特殊需要的場(chǎng)所，比如地勢(shì)低洼、排水不好、容易積水的地下場(chǎng)所才應(yīng)用。要對(duì)溫控設(shè)備進(jìn)行控制，就要明確控制限制條件與控制方式。 

（1）風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行，受質(zhì)量和環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)故障。 因?yàn)檠惨晻r(shí)間間隔較長(zhǎng)，風(fēng)機(jī)發(fā)生故障后很難被發(fā)現(xiàn)，這需要自動(dòng)化裝置能夠即時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障，并能夠把這個(gè)信息實(shí)時(shí)發(fā)送給配電管理人員。

（2）風(fēng)機(jī)應(yīng)該可以設(shè)置停開機(jī)時(shí)間，按照需要進(jìn)行風(fēng)機(jī)起停，以免過(guò)熱故障，也能達(dá)到節(jié)能的目的。比如冬季不需開啟風(fēng)機(jī)等。 

（3）部分配電房安裝有抽濕風(fēng)機(jī)，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)濕度， 依據(jù)濕度限值來(lái)控制抽濕機(jī)開停。 

（4）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度，超過(guò)限值溫度時(shí)開啟風(fēng)機(jī)， 當(dāng)溫度降至一定溫度時(shí)，可關(guān)停風(fēng)機(jī) ；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器繞組溫度，當(dāng)超溫告警時(shí)，強(qiáng)制開啟風(fēng)機(jī)，并即時(shí)通知配電管理人員。但是由于直接監(jiān)測(cè)繞組溫度比較困難，可以采集變壓器溫控儀超溫告警信號(hào)作為依據(jù)。 （5）對(duì)于小區(qū)居民用配電房，為了避免噪音擾民，引發(fā)糾紛，并且隨著夜間用電量減少，變壓器散熱量也相應(yīng)減少， 可以增加夜晚模式，設(shè)置在晚上12點(diǎn)以后禁止風(fēng)機(jī)開啟，停止對(duì)空調(diào)設(shè)備的操作。 

通過(guò)控制被控設(shè)備電源回路斷開節(jié)點(diǎn)的開閉狀態(tài)，來(lái)達(dá)到接通、斷開被控設(shè)備電源的目的， 從而控制空調(diào)設(shè)備的啟動(dòng)與關(guān)停。 

（1）季節(jié)控制報(bào)文。配電房夏季負(fù)荷大，外部氣溫高， 相對(duì)的室內(nèi)溫度也會(huì)很高，對(duì)溫控需求大，要采用夏季策略 ； 冬季外部氣溫低，室內(nèi)溫度也低，對(duì)溫控需求不大，出于節(jié)能考慮，則采用冬季策略。 

（2）遠(yuǎn)程自動(dòng) / 手動(dòng)控制切換。為適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合和操作人員的需要，設(shè)備控制配置為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種模式，自動(dòng)模式下系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)溫度越限告警等觸發(fā)條件自行控制設(shè)備開停，手動(dòng)模式需要值班操作人員的手動(dòng)確認(rèn)才可執(zhí)行操作命令。 

（3）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫 / 濕度，并根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)所情況因地制宜地設(shè)定限值，同時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器溫控器信號(hào)、環(huán)境噪聲、 時(shí)間策略等作為觸發(fā)條件，配合內(nèi)置控制策略對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。其動(dòng)作邏輯說(shuō)明如下 ： ① 變壓器超溫告警，或溫度超越上限，則風(fēng)扇與空調(diào)全部開啟。② 變壓器超溫告警消除或者溫度超過(guò)上限，可能是有溫度超過(guò)上限狀態(tài)剛下來(lái)，也可能是環(huán)境溫度剛超上限，然后判斷是否有噪音限制（是否有噪音傳感器，若無(wú)噪音傳感器， 則啟動(dòng)空調(diào)。若無(wú)空調(diào)則開一號(hào)風(fēng)機(jī)組，其他設(shè)備狀態(tài)不做 改變）。③ 若裝有噪音傳感器，則判斷噪音是否越界，如果沒有越界，則啟動(dòng)空調(diào) ；若無(wú)空調(diào)則開一號(hào)風(fēng)機(jī)組（其他設(shè)備狀態(tài)不做改變），如果噪音越界，則關(guān)風(fēng)扇開空調(diào)。判斷風(fēng)扇空調(diào)是否開啟，如果開啟就關(guān)閉，如果沒開啟，就結(jié)束。

居民區(qū)配電站智能監(jiān)控系統(tǒng)選用獨(dú)立運(yùn)行的智能門禁系統(tǒng)，通過(guò)采用特制防火防盜門、C 級(jí)防盜的門禁鎖具和支持三級(jí)加密的門禁卡，支持防撬、防解密、遠(yuǎn)程授權(quán)、現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警及短信報(bào)警等豐富功能。 

本系統(tǒng)采用專為配電房電纜溝溢水監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)的低水位監(jiān)測(cè)傳感器。采用抗氧化、抗銹蝕、抗電解的特殊材料制作的水位電極，能夠?qū)崟r(shí)在線監(jiān)測(cè)低至1 cm的電纜溝水位情況，一旦探測(cè)到水位超限，水位控制器立即啟動(dòng)報(bào)警、輸出節(jié)點(diǎn)聯(lián)動(dòng)閉合，從而控制水泵聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)排水，同時(shí)系統(tǒng)會(huì)通過(guò)GSM公網(wǎng)向后臺(tái)監(jiān)控中心和定向手機(jī)發(fā)出“龍湖4號(hào)配電房水位報(bào)警"的短信，及時(shí)通知運(yùn)檢人員前往現(xiàn)場(chǎng)排查。

本系統(tǒng)采用數(shù)字式離子式煙霧傳感器，當(dāng)電力設(shè)備和電纜發(fā)生故障引發(fā)火災(zāi)的前期，煙霧會(huì)引發(fā)煙霧傳感器報(bào)警，系統(tǒng)會(huì)通過(guò) GSM 公網(wǎng)向后臺(tái)監(jiān)控中心和定向手機(jī)發(fā)出“龍湖 4號(hào)配電房火災(zāi)報(bào)警"的短信，及時(shí)通知巡檢人員前往現(xiàn)場(chǎng)檢查，即便巡檢人員不方便，也可聯(lián)系小區(qū)物業(yè)值班人員、消防單位在時(shí)間前往現(xiàn)場(chǎng)排查問(wèn)題，撲滅火源。同時(shí)，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，如果此時(shí)站內(nèi)風(fēng)機(jī)處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)，從而防止火勢(shì)蔓延。 

本系統(tǒng)安裝紅外 + 微波雙鑒式防盜傳感器，當(dāng)防盜傳感器監(jiān)測(cè)到有人強(qiáng)行非法闖入配電房?jī)?nèi)，將會(huì)延時(shí)發(fā)出語(yǔ)音警報(bào) ：“高壓危險(xiǎn)，請(qǐng)趕快離開！"進(jìn)行提示和告警，同時(shí)，主機(jī)上光字牌紅燈和藍(lán)燈交替閃亮提示危險(xiǎn)，并且系統(tǒng)會(huì)通過(guò) GSM 公網(wǎng)向后臺(tái)監(jiān)控中心或定向手機(jī)發(fā)出“龍湖4號(hào)配電房 有人非法闖入"的短信，及時(shí)通知巡檢人員前往現(xiàn)場(chǎng)檢查。 即便巡檢人員不方便，也可聯(lián)系小區(qū)物業(yè)值班人員、警務(wù)工作人員在時(shí)間前往現(xiàn)場(chǎng)排查情況。

本系統(tǒng)采用先進(jìn)的數(shù)字式免校準(zhǔn)溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)站內(nèi)的環(huán)境溫濕度情況。其中，溫度檢測(cè)精度可達(dá)±0.5℃，濕度檢測(cè)精度可達(dá)±3%RH。一旦傳感器監(jiān)測(cè)到溫度、濕度異常時(shí)（不包含火災(zāi)引起的溫度過(guò)高），就會(huì)引發(fā)報(bào)警，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)GSM公網(wǎng)向后臺(tái)監(jiān)控中心和定向手機(jī)發(fā)出“龍湖4號(hào)配電房溫度 XX℃，濕度 XX%RH"的短信，及時(shí)通知巡檢人員前往現(xiàn)場(chǎng)檢查。 

3.6 照明/除濕/風(fēng)機(jī)/窗簾聯(lián)動(dòng)控制功能 

原配電房里的風(fēng)機(jī)僅有風(fēng)機(jī)集中控制箱控制，無(wú)法實(shí)現(xiàn)和火災(zāi)傳感器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，從而會(huì)導(dǎo)致發(fā)生火情時(shí)，風(fēng)機(jī)仍在運(yùn)行，加速火災(zāi)的蔓延。本系統(tǒng)支持聯(lián)動(dòng)控制站內(nèi)風(fēng)機(jī) ：火災(zāi)報(bào)警時(shí)，如果此時(shí)站內(nèi)風(fēng)機(jī)處于啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)機(jī)，從而防止火勢(shì)蔓延。

3.7 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備SF6氣體泄漏在線監(jiān)測(cè)的功能 

監(jiān)測(cè)裝置顯示主機(jī)安裝在配電房、配電房門外，在進(jìn)口處懸掛式安裝，便于巡檢人員查看和操作；氣體采集終端安 裝在 SF6高壓柜底部的電纜溝內(nèi)，便于測(cè) SF6氣體的泄漏；當(dāng)風(fēng)機(jī)控制單元和風(fēng)機(jī)控制箱采用壁掛式安裝在配電房風(fēng)機(jī)控制電源箱旁邊，便于和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。當(dāng)環(huán)境中 SF6氣體含量超標(biāo) 或缺氧時(shí)能進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)自動(dòng)開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)。當(dāng)空氣中的微量 SF6氣體泄漏發(fā)生微小變化時(shí)都能及時(shí)反應(yīng)出來(lái)。能夠檢測(cè)分辨率到達(dá)1000 uL/L（可設(shè)定），及時(shí)報(bào)警，穩(wěn)定性高、使用壽命長(zhǎng)，采用 MODBUS 通訊協(xié)議，通過(guò) RS-485支持測(cè) 量數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳輸出。 

對(duì)配電房、配電房?jī)?nèi)的高壓柜的 A、B、C 三相電纜頭進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，對(duì)變壓器的高壓側(cè)、低壓側(cè)的各3個(gè)母線接點(diǎn)進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)1支無(wú)線測(cè)溫傳感器，每面高壓柜3 支測(cè)溫傳感器 ；每臺(tái)主變6支測(cè)溫傳感器 ；裝置采用先進(jìn)的無(wú)線通訊技術(shù)，傳感器和接收裝置之間的通訊采用2.4 GHz 頻率 波段的無(wú)線傳輸，ZigBee 技術(shù)，符合 lEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。所有數(shù)據(jù)都可以傳輸?shù)絽R控柜，統(tǒng)一分析判別。

安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)配電室實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和配電室的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，自主研發(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了智能開關(guān)柜運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測(cè)溫監(jiān)測(cè)、電纜測(cè)溫監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等功能。實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測(cè)與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力環(huán)境優(yōu)化，避免運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過(guò)高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)配電動(dòng)力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對(duì)整個(gè)配電室范圍內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行管理、添加、刪除、控制和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4.2.2實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.2.3 數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.2.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測(cè)參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.2.5運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表，包括日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表和查詢報(bào)表等。

4.2.6實(shí)時(shí)告警

科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)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。告警如右圖所示：

4.2.7 歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.2.8 用戶權(quán)限管理

為保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如的操作，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的保障。

4.2.9網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

4.2.10操作

安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

陳飛，劉東，李慶生.主動(dòng)配電網(wǎng)建設(shè)條件及運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)分析 [J]. 供用電 .2015（09）：1-8.

何曉偉，劉蓉.智能配電房標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)及規(guī)范化管理應(yīng)用研究

安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版