安科瑞電子商務（上海）有限公司
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劉丹
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：隨著城市電網的大規(guī)模建設，開閉所、配電房的數(shù)量逐步增加，現(xiàn)場設備繁多、運行環(huán)境惡劣，無法掌控整個站點日常運行狀況，未能及時對缺陷管控、隱患排查。針對目前配電網絡運維存在的問題，以提高對配電房運行環(huán)境的監(jiān)測 能力為目標，研究并設計了基于物聯(lián)網技術的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
關鍵詞：配電房 ；環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) ；無線遠程通信
1 配電房智能化建設的必要性
早期配電房一般處于地下室，運行環(huán)境密閉，通風性差， 溫度濕度大，特別是夏季，房間內部溫度高達60℃左右，且 配電房多且分散，夏季必須開啟排風扇或空調等用于散熱。 配電房理想狀態(tài)下的通風情況，在實際運行時還會遇到各種 各樣的問題，如風機運行老化、污穢使噪聲增加，現(xiàn)有降噪手段效果達不到居民區(qū)實際要求，尤其是對于已經建成的老舊式配電房，要進行通風改造更是難上加難。而部分排風扇運行 時噪聲較大，對附近居民影響很大，只能白天部分時段運行，晚上關閉，頻繁采用人工開啟造成日常維護工作繁重，既不切實際的，又會增加成本，難以執(zhí)行。因此，建立一種的自動化管理手段勢在必行。
2 配電房智能化建設的總體方案設計
2.1 控制流程
調控配電房內環(huán)境溫度主要是通過對通風機、空調、抽濕機等設備運行控制，達到降溫除濕的效果。其中，風機價格較低，應用非常廣，數(shù)量非常多，但溫度調節(jié)效果不明顯；空調功率大， 降溫效果好，但價格比較昂貴，能耗較大，所以目前應用較少； 抽濕機或者抽水機只有在個別有特殊需要的場所，比如地勢低洼、排水不好、容易積水的地下場所才應用。要對溫控設備進行控制，就要明確控制限制條件與控制方式。
（1）風機長期運行，受質量和環(huán)境的影響，容易出現(xiàn)故障。 因為巡視時間間隔較長，風機發(fā)生故障后很難被發(fā)現(xiàn)，這需要自動化裝置能夠即時的發(fā)現(xiàn)故障，并能夠把這個信息實時發(fā)送給配電管理人員。
（2）風機應該可以設置停開機時間，按照需要進行風機起停，以免過熱故障，也能達到節(jié)能的目的。比如冬季不需開啟風機等。
（3）部分配電房安裝有抽濕風機，應實時監(jiān)測現(xiàn)場濕度， 依據(jù)濕度限值來控制抽濕機開停。
（4）實時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫度，超過限值溫度時開啟風機， 當溫度降至一定溫度時，可關停風機 ；實時監(jiān)測變壓器繞組溫度，當超溫告警時，強制開啟風機，并即時通知配電管理人員。但是由于直接監(jiān)測繞組溫度比較困難，可以采集變壓器溫控儀超溫告警信號作為依據(jù)。 （5）對于小區(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減少， 可以增加夜晚模式，設置在晚上12點以后禁止風機開啟，停止對空調設備的操作。
2.2 控制方式采用電源回路控制法
通過控制被控設備電源回路斷開節(jié)點的開閉狀態(tài)，來達到接通、斷開被控設備電源的目的， 從而控制空調設備的啟動與關停。
2.3 控制條件
（1）季節(jié)控制報文。配電房夏季負荷大，外部氣溫高， 相對的室內溫度也會很高，對溫控需求大，要采用夏季策略 ； 冬季外部氣溫低，室內溫度也低，對溫控需求不大，出于節(jié)能考慮，則采用冬季策略。
（2）遠程自動 / 手動控制切換。為適應不同應用場合和操作人員的需要，設備控制配置為自動控制和手動控制兩種模式，自動模式下系統(tǒng)會自動根據(jù)溫度越限告警等觸發(fā)條件自行控制設備開停，手動模式需要值班操作人員的手動確認才可執(zhí)行操作命令。
（3）實時監(jiān)測現(xiàn)場環(huán)境溫 / 濕度，并根據(jù)應用場所情況因地制宜地設定限值，同時監(jiān)測變壓器溫控器信號、環(huán)境噪聲、 時間策略等作為觸發(fā)條件，配合內置控制策略對設備進行控制。其動作邏輯說明如下 ： ① 變壓器超溫告警，或溫度超越上限，則風扇與空調全部開啟。② 變壓器超溫告警消除或者溫度超過上限，可能是有溫度超過上限狀態(tài)剛下來，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，若無噪音傳感器， 則啟動空調。若無空調則開一號風機組，其他設備狀態(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，則啟動空調 ；若無空調則開一號風機組（其他設備狀態(tài)不做改變），如果噪音越界，則關風扇開空調。判斷風扇空調是否開啟，如果開啟就關閉，如果沒開啟，就結束。
3 標準化10 kV配電房典型設計方案及效果
3.1 智能門禁系統(tǒng)建設
居民區(qū)配電站智能監(jiān)控系統(tǒng)選用獨立運行的智能門禁系統(tǒng)，通過采用特制防火防盜門、C 級防盜的門禁鎖具和支持三級加密的門禁卡，支持防撬、防解密、遠程授權、現(xiàn)場報警及短信報警等豐富功能。
3.2 溢水檢測及報警功能
本系統(tǒng)采用專為配電房電纜溝溢水監(jiān)測設計的低水位監(jiān)測傳感器。采用抗氧化、抗銹蝕、抗電解的特殊材料制作的水位電極，能夠實時在線監(jiān)測低至1 cm的電纜溝水位情況，一旦探測到水位超限，水位控制器立即啟動報警、輸出節(jié)點聯(lián)動閉合，從而控制水泵聯(lián)動啟動排水，同時系統(tǒng)會通過GSM公網向后臺監(jiān)控中心和定向手機發(fā)出“龍湖4號配電房水位報警"的短信，及時通知運檢人員前往現(xiàn)場排查。
3.3 火災檢測及報警功能
本系統(tǒng)采用數(shù)字式離子式煙霧傳感器，當電力設備和電纜發(fā)生故障引發(fā)火災的前期，煙霧會引發(fā)煙霧傳感器報警，系統(tǒng)會通過 GSM 公網向后臺監(jiān)控中心和定向手機發(fā)出“龍湖 4號配電房火災報警"的短信，及時通知巡檢人員前往現(xiàn)場檢查，即便巡檢人員不方便，也可聯(lián)系小區(qū)物業(yè)值班人員、消防單位在時間前往現(xiàn)場排查問題，撲滅火源。同時，火災報警時，如果此時站內風機處于啟動運行狀態(tài)時，系統(tǒng)會立即自動關閉風機，從而防止火勢蔓延。
3.4 防盜報警功能
本系統(tǒng)安裝紅外 + 微波雙鑒式防盜傳感器，當防盜傳感器監(jiān)測到有人強行非法闖入配電房內，將會延時發(fā)出語音警報 ：“高壓危險，請趕快離開！"進行提示和告警，同時，主機上光字牌紅燈和藍燈交替閃亮提示危險，并且系統(tǒng)會通過 GSM 公網向后臺監(jiān)控中心或定向手機發(fā)出“龍湖4號配電房 有人非法闖入"的短信，及時通知巡檢人員前往現(xiàn)場檢查。 即便巡檢人員不方便，也可聯(lián)系小區(qū)物業(yè)值班人員、警務工作人員在時間前往現(xiàn)場排查情況。
3.5 現(xiàn)場環(huán)境數(shù)據(jù)實時檢測功能
本系統(tǒng)采用先進的數(shù)字式免校準溫濕度傳感器實時監(jiān)測站內的環(huán)境溫濕度情況。其中，溫度檢測精度可達±0.5℃，濕度檢測精度可達±3%RH。一旦傳感器監(jiān)測到溫度、濕度異常時（不包含火災引起的溫度過高），就會引發(fā)報警，系統(tǒng)會通過GSM公網向后臺監(jiān)控中心和定向手機發(fā)出“龍湖4號配電房溫度 XX℃，濕度 XX%RH"的短信，及時通知巡檢人員前往現(xiàn)場檢查。
3.6 照明/除濕/風機/窗簾聯(lián)動控制功能
原配電房里的風機僅有風機集中控制箱控制，無法實現(xiàn)和火災傳感器進行聯(lián)動控制，從而會導致發(fā)生火情時，風機仍在運行，加速火災的蔓延。本系統(tǒng)支持聯(lián)動控制站內風機 ：火災報警時，如果此時站內風機處于啟動運行狀態(tài)時，系統(tǒng)會立即自動關閉風機，從而防止火勢蔓延。
3.7 監(jiān)測系統(tǒng)具備SF6氣體泄漏在線監(jiān)測的功能
監(jiān)測裝置顯示主機安裝在配電房、配電房門外，在進口處懸掛式安裝，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，便于測 SF6氣體的泄漏；當風機控制單元和風機控制箱采用壁掛式安裝在配電房風機控制電源箱旁邊，便于和風機聯(lián)動。當環(huán)境中 SF6氣體含量超標 或缺氧時能進行報警，同時自動開啟風機進行通風。當空氣中的微量 SF6氣體泄漏發(fā)生微小變化時都能及時反應出來。能夠檢測分辨率到達1000 uL/L（可設定），及時報警，穩(wěn)定性高、使用壽命長，采用 MODBUS 通訊協(xié)議，通過 RS-485支持測 量數(shù)據(jù)遠傳輸出。
3.8 監(jiān)測系統(tǒng)具備電力設備溫度在線監(jiān)測的功能
對配電房、配電房內的高壓柜的 A、B、C 三相電纜頭進行溫度監(jiān)測，對變壓器的高壓側、低壓側的各3個母線接點進行溫度監(jiān)測，每個監(jiān)測點1支無線測溫傳感器，每面高壓柜3 支測溫傳感器 ；每臺主變6支測溫傳感器 ；裝置采用先進的無線通訊技術，傳感器和接收裝置之間的通訊采用2.4 GHz 頻率 波段的無線傳輸，ZigBee 技術，符合 lEEE802.15.4標準。所有數(shù)據(jù)都可以傳輸?shù)絽R控柜，統(tǒng)一分析判別。
4安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
4.1簡介
安科瑞電氣股份有限公司根據(jù)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(fā)了安科瑞配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了智能開關柜運行監(jiān)控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監(jiān)控、母線測溫監(jiān)測、電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，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(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。
4.2系統(tǒng)功能
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(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。
4.2.2實時監(jiān)測
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測配電室環(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。實時顯示有關故障、告警等信息。
4.2.3 數(shù)據(jù)查詢
在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數(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運行報表
查詢配電室內設備的運行數(shù)據(jù)報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。
4.2.6實時告警
科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)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(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)能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。
4.2.8 用戶權限管理
為保障系統(tǒng)穩(wěn)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（如的操作，數(shù)據(jù)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(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的保障。
4.2.9網絡拓撲圖
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網絡結構?？稍诰€診斷設備通信狀態(tài)，發(fā)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。
4.2.10操作
安科瑞智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內的設備進行遠程操作。
4.3Acrel-2000E/B配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)推薦配置選型
參考文獻：
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{3}安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)2020.04版
