背景
2019年，國家電網(wǎng)公司提出了宏大的戰(zhàn)略目標(biāo)——“三型兩網(wǎng)、世界一流”。何謂“三型”？即樞紐型、平臺型、共享型。而“兩網(wǎng)”則是指“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”和“泛在電力物聯(lián)網(wǎng)”。該公司明確表示，“三型”企業(yè)是建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要抓手，基于能源互聯(lián)網(wǎng)的功能特點和國家電網(wǎng)公司的責(zé)任使命，我們建設(shè)的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)必然是具有樞紐型、平臺型、共享型特征的現(xiàn)代企業(yè)。同時，建設(shè)運(yùn)營好“兩網(wǎng)”，這是建設(shè)世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。
發(fā)、輸（變）、配、儲是電力系統(tǒng)建設(shè)的4個重要環(huán)節(jié)，打造智慧配電房實現(xiàn)配電設(shè)備及配電室環(huán)境運(yùn)行狀態(tài)全面感知是實現(xiàn)泛在電力網(wǎng)建設(shè) 的其中一個重要組成部分。
基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的智慧配電房綜合在線監(jiān)測整體解決方案實現(xiàn)了配電室配電變壓器及開關(guān)柜等電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)全面感知同時實現(xiàn)配電室環(huán)境的全面感知。
引言
智能配電房是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其監(jiān)控系統(tǒng)對于確保電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行具有至關(guān)重要的作用。在這個監(jiān)控系統(tǒng)中，環(huán)境監(jiān)測是一個重要的環(huán)節(jié)。它通過各種傳感器實時監(jiān)測配電房內(nèi)部的環(huán)境參數(shù)，如溫度、濕度、氧氣含量等，為維護(hù)人員提供及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)就像是一套高效的“智能眼”，對配電房內(nèi)部的各種變化進(jìn)行實時監(jiān)測和記錄。一旦出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，系統(tǒng)就會立即發(fā)出警報，提醒維護(hù)人員及時處理，從而避免了潛在的安全風(fēng)險。
1智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)
智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)主要分四層組成，包括應(yīng)用層、平臺層、通信層和終端層。
應(yīng)用層：包括視頻監(jiān)控、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、統(tǒng)計、APP移動應(yīng)用、遠(yuǎn)程控制、告警管理和運(yùn)維管理等。
平臺層：由接口服務(wù)器節(jié)點、采集服務(wù)器節(jié)點、移動應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點、應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點、流媒體服務(wù)器節(jié)點和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器節(jié)點等組成。
通信層：采用光纖通信和無線通信方式，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流通信。在配電房與監(jiān)控室之間敷設(shè)光纖，構(gòu)成光纖主干網(wǎng)絡(luò)。在配電房配置一臺光纖交換機(jī)，將配電房監(jiān)控終端機(jī)接入光纖網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)配電房與系統(tǒng)主站之間的通信。
終端層：主要包括各類傳感器、執(zhí)行設(shè)備及監(jiān)控終端機(jī)，實現(xiàn)站房內(nèi)環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災(zāi)、水浸、噪聲、振動、防小動物等環(huán)境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設(shè)備狀態(tài)采集，并與風(fēng)機(jī)、燈光、視頻、門禁等智能執(zhí)行設(shè)備聯(lián)動控制，實現(xiàn)配電房遠(yuǎn)程智能化運(yùn)維管理。
2智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能
2.1 紅外熱成像監(jiān)測
采用紅外熱成像對變壓器進(jìn)行整體監(jiān)測，采用溫度傳感器對容易發(fā)生溫升故障的高低壓接線樁溫度進(jìn)行在線監(jiān)測，并將變壓器溫控器、冷卻風(fēng)機(jī)狀態(tài)信息接入系統(tǒng)，實時監(jiān)測變壓器運(yùn)行狀態(tài)，掌控變壓器本體及關(guān)鍵點的溫度變化情況，實現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動。采用無線溫度傳感器對油變外殼進(jìn)行監(jiān)測。干變風(fēng)機(jī)監(jiān)控、干變繞組溫度監(jiān)測、干變鐵芯溫度監(jiān)測利用變壓器原有溫控器功能，實現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動。
2.2 局放監(jiān)測
能夠準(zhǔn)確在線測量局部放電引起的變壓器中壓電纜頭、開關(guān)柜局放電量，并可以使用標(biāo)準(zhǔn)的局部放電脈沖信號發(fā)生器在線進(jìn)行校準(zhǔn)。
具有局部放電分析功能，可以了解局部放電的類型、相位、強(qiáng)度，能夠準(zhǔn)確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴(yán)重程度和運(yùn)行狀態(tài)；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測試。
2.3 門狀態(tài)監(jiān)測
利用配電設(shè)備實現(xiàn)原有電子閉鎖裝置功能，基本原理是將電能轉(zhuǎn)化為數(shù)字密碼，然后通過數(shù)據(jù)線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫娮娱]鎖裝置，進(jìn)行身份認(rèn)證和鎖定。在此過程中，數(shù)字密碼的生成、傳輸和認(rèn)證都采用了加密技術(shù)，有效防止了密碼被破解和復(fù)制，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性。
可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和管理，方便用戶對電子閉鎖裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操控。
可以實現(xiàn)電能和數(shù)據(jù)的共享，使得電子閉鎖裝置可以與其他智能家居設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動，提高家居智能化程度。
2.4 濕度監(jiān)控
對中壓開關(guān)柜機(jī)構(gòu)室、二次室內(nèi)濕度實時監(jiān)測，濕度傳感器與濕度信號接收裝置之間數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式、
2.5 實現(xiàn)配電站房的遠(yuǎn)程智能運(yùn)維
利用視頻信息、設(shè)備運(yùn)行信息、告警信息等，發(fā)現(xiàn)配電站房設(shè)備存在的故障，實時故障研判、準(zhǔn)確定位、分析故障影響范圍，主動派發(fā)搶修工單和日常巡檢工單，合理調(diào)度搶修資源，高效指揮搶修工作開展和日常巡檢任務(wù)的進(jìn)行，實現(xiàn)故障搶修時間最小化，提高故障搶修效率和服務(wù)水平。遠(yuǎn)程控制視頻可與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警或報警區(qū)域，查看特點區(qū)域情況，供人工確認(rèn)。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生入侵報警時，自動聯(lián)動視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并自動將對應(yīng)位置的圖像畫面切換至監(jiān)控屏幕上。對電力設(shè)備的操作和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行拍照和錄像，給運(yùn)維人員判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常與否提供佐證。在配電房中安裝遠(yuǎn)程語音對講系統(tǒng)，實現(xiàn)與主站的雙向語音對講。
2.6 滿足綜合管理和競爭性業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求
智能配電房作為能源中心不能僅僅局限于供電，還應(yīng)該具備數(shù)據(jù)中心、傳輸中心的功能，對智能小區(qū)、分布式電源、充電樁等數(shù)據(jù)輸入、安全運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測應(yīng)預(yù)留接口，使得智能配電房滿足未來物聯(lián)網(wǎng)、智能小區(qū)等綜合管理和競爭性業(yè)務(wù)擴(kuò)展的需求。
3功能配置
3，1 溫濕度傳感器功能
1） 實現(xiàn)對智能配電房內(nèi)環(huán)境溫濕度實時監(jiān)測，溫濕度傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式；
2)環(huán)境溫濕度與設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測共用無線接收裝置，接收點數(shù)不少于99點；
3）溫濕度信號接收裝置與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，2 氣體（SF6、O2）傳感器功能
1）實現(xiàn)對智能配電房內(nèi)六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)濃度值實時監(jiān)測，六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；
2）六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，3 臭氧（O3）氣體傳感器功能
1）開關(guān)柜部放電可能部損壞電介質(zhì)，進(jìn)而引發(fā)事故。在部放電過程中，會產(chǎn)生臭氧（O3），通過監(jiān)測臭氧濃度變化，能夠間接檢測開關(guān)柜部放電。
2）實現(xiàn)對智能配電房內(nèi)臭氧（O3）氣體濃度值實時監(jiān)測，臭氧（O3）氣體傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；
3）臭氧（O3）氣體傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，4 噪聲傳感器功能
1）實現(xiàn)對干式變壓器房等配電房內(nèi)噪聲實時監(jiān)測，噪聲傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；
2）噪聲傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，5 煙霧探測器功能
1）通過煙霧探測器，監(jiān)測配電房或電纜溝內(nèi)，發(fā)生火災(zāi)前和火災(zāi)中產(chǎn)生煙霧狀況，并發(fā)出光報警信號。
2）實現(xiàn)對智能配電房內(nèi)煙霧實時監(jiān)測，煙霧傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；
3）煙霧傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，6 水浸傳感器功能
1）在配電房容易進(jìn)水處安裝水浸傳感器，實時在線監(jiān)測配電房水浸狀態(tài)。
2）水浸傳感器與智能終端之間數(shù)據(jù)采用有線傳輸方式；
3）水浸傳感器與智能配電房監(jiān)控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協(xié)議。
3，7 驅(qū)鼠器功能
對于電氣設(shè)備安全運(yùn)行存在較大威脅的小動物預(yù)防，采用在每個房間安放一臺驅(qū)鼠器，產(chǎn)生20kHz-55kHz 超聲波，有效刺激并能夠?qū)е率箢惛杏X到威脅及不安。
3，8 燈光控制器功能
1）燈光控制器具有現(xiàn)場手動及自動控制兩種方式，具有改善運(yùn)行環(huán)境、良好的節(jié)能效果，延長光源壽命，管理維護(hù)方便。
2）可對日光燈開啟關(guān)閉控制，調(diào)控配電房光線。
3）每個房間照明單獨控制，可同時進(jìn)行遠(yuǎn)程控制與本地控制，不需要轉(zhuǎn)換。
3，9 空調(diào)控制器功能
1) 手動控制功能：可以通過電腦，在監(jiān)控中心遠(yuǎn)程控制控制空調(diào)開機(jī)、關(guān)機(jī)、升溫、降溫等，并能夠直接調(diào)整空調(diào)的溫度值。
2) 直接遠(yuǎn)程控制風(fēng)機(jī)的開啟和關(guān)閉，也可以設(shè)置風(fēng)機(jī)的定時開啟和關(guān)閉，每臺風(fēng)機(jī)每天*多可設(shè)置五個自動時間段。
3) 自動控制功能：通過設(shè)置溫濕度上下限以及室內(nèi)室外溫度差，自動控制空調(diào)的關(guān)閉、開啟以及風(fēng)機(jī)的關(guān)閉和開啟功能。
4) 節(jié)能系統(tǒng)工作流程（聯(lián)動控制功能）：
室內(nèi)溫度低于設(shè)的下限值，則空調(diào)關(guān)，風(fēng)機(jī)關(guān)。室內(nèi)溫度高于設(shè)上限值，則強(qiáng)制開空調(diào)，關(guān)風(fēng)機(jī)。室內(nèi)溫度高于下限值，低于上限值，室外濕度低于設(shè)定值（如80%），室外溫度比室內(nèi)溫度上限值低額定溫差，則開風(fēng)機(jī)，關(guān)閉空調(diào)
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