淺談智能配電房設備自動監視的研究應用

宋兵兵

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定201801

摘要：在配電房加裝自動監視系統，實現配電房環境和供電設備各種狀態量在線監測，通過后臺系統集成開發，實現各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以提高配電房的運行能力，保障配電房設備的安全運行。

關鍵詞：智能配電房；設備；自動監視

引言

長期以來，配電房管理工作一直是供電系統運行管理的可靠性的薄弱環節之一，一些配電房開關跳閘和配電房環境過熱影響設備運行、配電房水浸導致設備損壞、配電房設備被盜等，既容易燒毀設備，也容易影響用戶正常的用電情況。

1.智能配電房監控系統的系統構架

1.1系統結構

智能配電房主要包括應用層、平臺層、通信層、終端層、感知層五個部分。應用層應包含主站系統的各類應用功能，包括入侵報警、設備在線監控、預警聯動、智能巡檢、統計、APP移動應用、遠程控制、告警管理、搶修管理、綜合展示等。

平臺層為支撐主站系統的硬軟件平臺，應充分運用云計算、云存儲等云化功能特點，支持大數據接入和分析。

通信層應支持電力專網或公網通信方式，可承載“五遙”數據接入。

終端層主要包括采集器、監控終端單元。

感知層主要包括各類傳感器、控制設備。

1.2系統功能

1.2.1設備運行狀態監測

應用物聯網技術及在線監測技術實現對配電房設備的在線監測。通過基于物聯網通信的智能傳感設備實現對配電房變壓器、中壓開關柜、低壓配電柜和電纜等設備運行狀態信息采集，并結合擴展設備實現電氣設備預警聯動，對配電房設備實時在線監測。

1.2.2設備運行環境監控

基于大數據分析和環境智能調控算法實現對設備運行環境的監控。通過對配電房內環境、溫濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災、水浸、粉塵、噪聲等信息的采集、分析和告警，并結合溫濕度控制設備對房內環境進行自動調節，并結合擴展設備實現預警聯動，對配電房運行環境實時在線監控。確保設備運行環境和人員工作環境的健康。

1.2.3設備全生命周期管理

基于RFID/二維碼、北斗定位技術實現對設備的全生命周期管理。利用物聯網技術，通過掃描配電房設備的RFID/二維碼等電子標識，采集電力設備全生命周期信息，包括臺賬、試驗、缺陷等，實現對運行設備臺賬的在線信息采集，建立完整的設備管理檔案。基于物聯網技術的設備全生命周期管理，將設備狀態信息與資產管理信息進行有效整合，實現對資產規劃、建設、運行維護等過程的智能化動態實時跟蹤和集中監控，提高資產全生命周期的自動化及智能化管理。

1.2.4配電房智能運維

基于人工智能技術實現配電房的智能運檢。利用電網地理信息（GIS）、視頻信息、報修信息、告警信息等發現配電房設備存在故障，實時故障研判、準確定位、運行人員及車輛跟蹤、重過載設備、異常黑點、分析故障影響范圍，并根據設備狀態評價結果、綜合數據分析以及運維矩陣，確定設備年度運維等級及其運維策略的過程，合理調度搶修資源，指揮搶修工作開展，實現綜合數據的智能分析、搶修管理、智能運維策略管理等智能運維管理。

1.2.5滿足綜合管理和競爭性業務擴展的需求

基于綜合能源管理和數字化技術實現對社會化服務的擴展和延伸。智能配電房作為配電網能源供應的關鍵節點，應支持四網融合、三表集抄、智能小區、分布式電源、充電樁等數據接入和安全運行狀態監測的接口，確保智能配電房能夠滿足未來智慧城市的發展。

2.智能配電房設備自動監視內容

2.1溫度監測

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

2.2局放監測

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；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測試，具有很強的抗干擾能力；具備單次和連續實時在線檢測、監測模式，并能對放電嚴重程度予以報警指示；具備多通道測試功能，且每個通道可單獨由用戶自行設置報警警戒值，具有報警值設置、局放采集相位角設置等功能；具有檢測數據的保存和導出功能；具備自檢功能，自檢通過后有明確的提示標識；具有傳感器防短路功能，傳感器、連接測試電纜短路、斷路設備應有提示。

2.3門狀態監測

利用配電設備實現原有電子閉鎖裝置功能。

2.4濕度監控

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

3.安科瑞Acrel-2000E/B配電室綜合監控系統介紹及選型

3.1產品簡介

配電室綜合監控是整個電能管理系統中的一個重要環節。目前，配電室一般都采取無人值守，定時巡查制度，這樣既浪費人力物力也無法做到對配電室的環境和安全實時監控。而配電室的環境穩定可靠對變壓器等設備的正常運行至關重要。

安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發了安科瑞配電室綜合監控系統，實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，實現動力環境優化，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。

3.2應用場所

變電所、配電室、機房、箱變。

3.3系統模塊

配電室綜合監控系統以智能控制為核心，通過物聯網技術的集成應用，實現配電室內環境的全天監視和智能控制。以網絡通信為核心，完成站端視頻、環境數據以及安全防范等數據的采集和監控。

系統把環境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監控等所有監控量在系統主界面上進行一體化顯示和控制，避免各系統孤立顯示和控制。系統監控可提供視頻監控和圖表監控兩種監控模式。

3.4系統功能

3.4.1通信管理

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。

3.4.2實時監測

安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

3.4.3數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數據。

3.4.4曲線查詢

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

3.4.5運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

3.4.6實時告警

安科瑞智能配電室綜合監控系統具有實時告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。告警方式如右圖所示：

3.4.7歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

3.4.8用戶權限管理

為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

3.4.9網絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

3.4.10遙控操作

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

3.5 Acrel-2000E/B配電室綜合監控選型配置表