配电工程中智能配电房综合监控系统应用的必要性

一 项目背景

无人值班是配电工程发展的一种新型的管理配电室的模式，要达到真正意义上的无人值班，就必须完善配电室内的对各种电气装置的监控和保护，防止其室内泄漏SF6气体、并对其温湿度、通风情况以及相关设备的安全运行中所产生的数据信息进行统一的监测和收集。如果环境监控装置的运行过程存在缺陷，就会造成配电室发生安全事故或是出现安全隐患。例如泄漏SF6，这种气体无色无味，比重大于空气，而发生时又不易被察觉，并且会造成严重的缺氧情况，甚至会危害到人们的身体健康和生命安全，从而发生不可避免的恶性事故。而在配电室内安装智能配电房综合监控系统，就能够对其环境进行实时的监测，并且还会提高电力现场的管理和控制的水平，从而更大程度的确保人们的人生安全。

二 配电工程中智能配电房综合监控系统的实际应用

以十千伏的配电站所设置的面积为十五米乘以七米的配电室为例，对其进行紧凑的空间布置。首先在其入口处设立一个独立的三米乘以二点六米的监控室，然后在其室内安装自动化配电设备DTU以及监控屏幕，同时还需配备一个空调，以实现集成数据信息以及整合各个系统，使得各个系统之间能够有机的进行联动和配合使用。这个系统会对各个装置所产生的数据进行收集记录，同时还会分析其运行的环境状态，使得工作人员能够对其有一个准确的了解和把握，以便及时觉察到安全隐患。当出现泄漏SF6时，独立的监控室就会对其进行隔离，同时工作人员也会及时发现这一状况，并对其进行处理。

三 配电工程智能配电房综合监控系统的结构组成

电科恒钛智能配电房综合监控系统设计选用屏柜式tip3000型变(配)电智能辅助监控系统，系统屏柜主机安装在开关室内DTU屏柜、直流屏柜旁边，开关室设备现场布置有防盗变送器、烟雾变送器、门禁控制器、照明控制、视频摄像机、氧气变送器、臭氧变送器、环境监测、温湿度变送器、空调控制器、除湿器控制器、水泵控制器、风机控制器等。

变送器工作电源由主机接线端子直接输出,变送器与主机的通讯是通过标准RS-485总线、网络方式传输。同时，还可在开关室入口处可放置警灯，监控屏柜主机与警灯、各处空调、除湿机、风机通过电缆相连。如果现场发生缺氧时，有人非法闯入时、火灾发生时、水位超、臭氧超标时、变送器自动检测到现场的烟雾量、氧气含量、臭氧量、温度值等环境数据的变化，并通过现场总线传递给系统主机。

智能配电房综合监控系统主要分为三大部分，感知层、网络层和应用层。

1）感知层包括各种感知传感器（环境感知、设备感知、图像感知）、配变智能环境综合监控装置。感知层安装在各个开关站、配电房、环网箱内，实时监测现场实际环境状态及各项参数，如明火、烟雾、人员非法入侵、动物入侵、电缆沟进水、环境温湿度、门禁管理、空调控制、SF6浓度、O2含量、除湿机控制、开关柜内电缆接点温度、开关柜内局放监测等。

2）网络层主要由接入网关组成，电力物联网感知的数据既可以通过APN/4G专网/光纤网络上传。

3）应用层主要由各类系统主站及各类数据、应用服务组成，主要用于从接入网关接收传感器采集上传的监测数据，进行抽取、分析、展示等处理工作，共同构成一个完整的智能电力物联网应用系统一体化信息平台系统。

1、设备监控

1）变压器监测：监测变压器绕组温度、风机运行状态。支持设置上下限的告警值.

2）开关柜母线测温：检测母线电压的温度

3）开关柜局放：检测高压开关柜柜的局放

4）低压柜监测：检测低压柜的智能电表，监测电压、电流、功率等电参数

2、 环境监控

1）温湿度监控：监测环境温度、湿度

2）水位探测：监测水位值

3）漏水检测：监测环境的漏水情况

4）SF6、O2监测：监测六氟化硫、氧气浓度

5）臭氧监测：监测臭氧浓度

6）甲烷监测：监测甲烷浓度

7）空调监控：监测空调的运行状态，远程控制开机、关机操作等

8）除湿机监控：监测除湿机的运行状态，环境湿度值，以及远程控制开关机等

9）风机控制：通过温度值自动联动控制风机的启停

10）水泵控制：通过水位值自动联动控制水泵的启停

11）照明控制：监控灯光照明状态、远程控制灯光照明

12）新风机控制：监测新风机运行状态，自动联动新风机启停

3、安全防范

1）烟雾探测：监测环境烟感状态

2）消防监控：消防控制箱的干接点火警信号状态

3）红外探测：监测环境的人员出入状态

4）温感探测：监测环境的火警状态

5）明火探测：监测环境的明火状态

6）门禁监控：监控门禁人员出入记录，可支持刷卡、密码、指纹、人脸等多方式，支持远程开关门

4、视频监控

1）红外热成像：将辐射转化为清晰的热图像，从图像中可以读出温度值。

2）半球摄像机：通过视频图像监控现场环境情况

3）球机摄像机：通过视频图像监控现场环境情况，可进行云台控制

4）枪机摄像机：通过视频图像监控现场环境情况

5）NVR设备：对视频录像进行存储和转发

6）硬盘：对视频录像进行存储

5、机器人巡检

1）AI轨道巡检机器人：具有智能手动、自动巡检、智能识别各类仪器读数，准确分析烟雾、温湿度等环境信息， 24小时不间断巡检等功能

2）软件平台：实现对轨道式巡检机器人的远程控制

五 配电工程智能配电房综合监控系统的实施方案

本系统设计属于软硬件高度一体化的解决方案，建设与实施支持多种方案选择，具体如下：

1）存量站点，技术改造：针对存量开闭所，配电房，通过技术改造，保护用户投资成本；完善站端系统数据接入，实现统一运维。

2）新建站点，扩展升级：针对新建的开闭所，配电房站点，可根据现有站端系统建设规范，实施构建无人值守巡检模式。

3）子站厂商，兼容接入：针对第三方厂商实施的开闭所站点巡检系统，评估系统构成后，可通过扩展兼容的方式，实现数据接入。

六 配电工程智能配电房综合监控系统的实施细则

a) 温湿度传感器75平米以内配2个，75-100平米配3个，100平米以上配4个，安装在配电柜运行区的背面或侧面，据地1m左右，尽量避开空调出风口；

b) SF6传感器根据需求配置在易发生SF6泄露的地方，一般安装在柜子后面的墙壁上，据地10-20cm；

c) 水浸传感器在配电室电缆沟进出线的地方各配1只，探针距沟底1-5cm，检测器在盖板下5cm处，如果是地下配电室，则传感器装在进口墙壁上，探针距地面1-5cm，检测器距地面1m以上；

d) 烟雾传感器是吸顶安装，一般在柜子上方安装，每排10面柜子左右的话配3个左右；

e) 控制子系统中空调遥控器就近安装在空调旁边，照明、排风、水泵的控制接点连线至对应控制器处；

f) 门禁系统包含门禁控制器、读卡器、磁力锁、开门按钮，读卡器安装在门外，距离地面1.2-1.4m处，开门按钮安装于门内距离地面1.2-1.4m处；磁力锁一般安装于门框中间位置；

g) 双鉴探测器在每个配电房门口配置1只，安装于门内侧的墙壁上，距离地面高度2m左右；

h) 视频监控子系统包括摄像机和硬盘录像机，录像机放在屏柜内，摄像头根据配电房布局自由配置，枪机一般用来监视门口的人员出入情况，球机则大多数用来监视全景，安装的话一般都是距地2m左右；

i) 监控系统屏一般每个配电房配置一面，按国网标准，门轴在左侧，安装在高压柜、直流屏或自动化终端旁，并与其保持同一高度。