配電房智能環(huán)境監(jiān)控平臺.doc

。第一章 概述1.1 前言供電公司配電房配電房由于數(shù)量較多、分布較廣等原因，具有分散、地理環(huán)境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設(shè)影響等特點。配電房的監(jiān)控對配電自動化管理、線損分析、負(fù)荷預(yù)測、電力需求管理具有重大意義。傳統(tǒng)的解決方案就是分別安裝環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、變壓器等監(jiān)測設(shè)置，以及報警、視頻以及環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)等，但是這些系統(tǒng)具有如下問題：1、 很多裝置沒有聯(lián)網(wǎng)，只是在本地監(jiān)測和控制；2、 聯(lián)網(wǎng)的各系統(tǒng)之間獨立運行，形成監(jiān)控“孤島”現(xiàn)象，無法有效的進(jìn)行管理，也達(dá)不到安全管理的效果。3、 目前配電站內(nèi)所有門鎖都采用機(jī)械鎖，也就是說隨便配一把鑰匙可將各設(shè)備室的門全部打開，從而存在很大的安全隱患，一方面，外來人員用借到的鑰匙就可隨心所欲開啟任何房門，也無法記錄開啟時間，這不僅可能出現(xiàn)物品被盜，甚至可能開錯設(shè)備室的門而誤入帶電間隔，出現(xiàn)人員傷亡的事故。另方面，當(dāng)鑰匙丟失了時，更是存在前面所述的安全隱患。4、 目前配電站的巡視都是通過手工記錄的方式進(jìn)行，會出現(xiàn)代簽、統(tǒng)計費時費力，無法做到實時監(jiān)控和管理。5、 多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本，后期的維護(hù)成本也大大增加，并且多個廠家的設(shè)備同時運行，也會產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象，浪費業(yè)主的時間和精力。1.2 簡介電科恒鈦根據(jù)配電房實際情況，結(jié)合多年的變電站和配電房的運行管理的經(jīng)驗，采用Tip3000核心技術(shù)平臺和HT500系列智能監(jiān)控終端，實現(xiàn)了智能環(huán)網(wǎng)柜DTU運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運行監(jiān)控、母線測溫檢測，電纜測溫監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)控制等功能，并可以通過增加設(shè)備擴(kuò)展智能門禁、SF6、02、H2S,O3等有害氣體在線監(jiān)測等功能。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制，實現(xiàn)動力環(huán)境最優(yōu)化，避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障，保證維護(hù)人員安全，延長設(shè)備使用壽命，減少配電房粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同樣實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。配電房智能環(huán)境監(jiān)控平臺采用物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)處理等技術(shù)，以技術(shù)手段對配電網(wǎng)的站房、電纜溝井、路邊環(huán)網(wǎng)柜箱等電力設(shè)備和資產(chǎn)的運行狀態(tài)在線監(jiān)測，從而有效提升配電網(wǎng)的運行可靠性。其中，通過技術(shù)手段實現(xiàn)對站房內(nèi)的變壓器、高低壓開關(guān)柜、電纜溝及站房的環(huán)境參數(shù)、站房安全等要素，進(jìn)行在線監(jiān)測或巡檢。通過技術(shù)手段對路邊環(huán)網(wǎng)箱柜的運行環(huán)境參數(shù)和安全狀態(tài)等要素，進(jìn)行在線監(jiān)測或巡檢。通過技術(shù)手段對敷設(shè)在地下電纜溝內(nèi)的中低壓電纜的運行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)，以及電纜工井蓋板的安全狀態(tài)，進(jìn)行在線監(jiān)測或巡檢。當(dāng)監(jiān)控平臺的專家系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析，發(fā)現(xiàn)相關(guān)監(jiān)測參數(shù)和狀態(tài)出現(xiàn)異常時，發(fā)出預(yù)警或報警，并可遠(yuǎn)程遙控處理相關(guān)事件。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)根據(jù)配電房管理制度、配電房操作規(guī)程以及電力安全生產(chǎn)條例等文件精神，結(jié)合我公司實際應(yīng)用案例，采用分布式和模塊化架構(gòu)，把配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)分為站端設(shè)備和軟件系統(tǒng)兩部分。站端設(shè)備以HT510智能配電房一體化監(jiān)控裝置為核心，能夠接入開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器傳感器或智能設(shè)備，溫濕度等環(huán)境傳感器，在線式紅外母線溫度傳感器，電纜無線測溫設(shè)備，SF6和O2傳感器，H2S傳感器以及O3傳感器。對射/紅外等安防設(shè)備、消防主機(jī)設(shè)備，一路門禁、8-24路燈光/空調(diào)以及風(fēng)機(jī)的控制等功能。并可以通過擴(kuò)展實現(xiàn)圖像抓拍、SF6泄露報警、消防報警等功能。2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計1. 配電房智能環(huán)境監(jiān)控管理系統(tǒng)以“智能控制”為核心，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用，實現(xiàn)配電房內(nèi)環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。2. 平臺以網(wǎng)絡(luò)通信為核心，完成站端音視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及安全防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，并將以上信息遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心。3. 平臺把環(huán)境、視頻、通風(fēng)、照明、安全防范、消防、一次設(shè)備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在監(jiān)控系統(tǒng)主界面上進(jìn)行一體化顯示和控制，不得分系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控應(yīng)提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。4. 平臺可以設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、空調(diào)及設(shè)備聯(lián)動等各子系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)動，還可以通過硬件和軟件的方式和站內(nèi)自動化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，應(yīng)能實現(xiàn)用戶自定義的設(shè)備聯(lián)動，包括現(xiàn)場設(shè)備操作聯(lián)動視頻、綜合自動化系統(tǒng)告警聯(lián)動門禁視頻等。并可以根據(jù)現(xiàn)場需求，完成自動的閉環(huán)控制和告警，如自動啟動/關(guān)閉空調(diào)、自動啟動/關(guān)閉風(fēng)機(jī)、自動啟動/關(guān)閉排水系統(tǒng)等。5. 系統(tǒng)所有操作以及報警確認(rèn)，都需要保留詳細(xì)的日志并生成相應(yīng)報表2.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計目前，對于配電房/配電房監(jiān)控系統(tǒng)通常有以下幾種傳輸方式：1、 已有以太網(wǎng)的配電房：每個配電房主機(jī)需要一個RJ45網(wǎng)口和一個IP地址即可。2、 僅有2M光纖接口：配置一臺2M-以太網(wǎng)橋，通過光電轉(zhuǎn)換，提供以太網(wǎng)接口。3、 沒有以太網(wǎng)和光纖的配電房：可以選擇如下兩種方式：1） 就近租用電信運營商的以太網(wǎng)或者光纖：適合于小區(qū)內(nèi)運營商網(wǎng)絡(luò)連接較為方便的地方。2） 租用電信運營商的無線網(wǎng)絡(luò)：采用3G、4G路由器接入的方式，可以使用公網(wǎng)或者組成VPN專網(wǎng)。本方案需要向運營商繳納網(wǎng)絡(luò)使用費用和購買VPN服務(wù)器。 總之，通過各種技術(shù)手段，配備以太網(wǎng)為最優(yōu)化和成本最低的傳輸方式。第三章 方案概述3.1技術(shù)目標(biāo)本項目結(jié)合目前*供電公司的配電房管理現(xiàn)狀，運用智能化環(huán)境與安防綜合監(jiān)控技術(shù)，對配電房內(nèi)外環(huán)境與安防監(jiān)控進(jìn)行技術(shù)研究，探索配電房動態(tài)環(huán)境與安防監(jiān)控系統(tǒng)的可行性。u 為智能電網(wǎng)的信息化、自動化、互動化提供技術(shù)基礎(chǔ)智能化配電房應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)站內(nèi)全部設(shè)施的自動化、信息化、數(shù)字化，并通過有效的數(shù)據(jù)整合收集體系，將數(shù)據(jù)上傳至統(tǒng)計分析系統(tǒng)，為運行管理工作提供技術(shù)支持和決策依據(jù)。u 及時發(fā)現(xiàn)異常，減少事故發(fā)生對環(huán)境與安防綜合監(jiān)控技術(shù)研究，可以掌握配電房動態(tài)的環(huán)境與安防數(shù)據(jù)，可及時發(fā)現(xiàn)配電房環(huán)境異常并及時處理，減少了因配電房環(huán)境造成的停電事故的發(fā)生；u 對在線式紅外母線測溫技術(shù)的研究，以及對電纜溫度無線測溫技術(shù)的研究。解決不需要接觸母線就能測出母線溫度的問題，通過無線通訊技術(shù)實現(xiàn)電纜溫度的檢測。實時掌握母線和電纜溫度，起到故障預(yù)警的作用。u 對腐蝕電纜的臭氧O3氣體檢測，預(yù)防電纜被腐蝕；對開關(guān)室SF6和O2檢測，實時檢測泄漏情況，保證人員安全。電纜溝內(nèi)H2S氣體檢測，實時掌握電纜溝內(nèi)有毒氣體H2S的濃度，保障電纜溝施工人員生命安全。u 無人泵機(jī)啟停，降低人工巡視頻率對地下漏水檢測以及水泵聯(lián)動技術(shù)的研究，可以實現(xiàn)無人泵機(jī)啟停，可降低人工巡視的頻率；u 改良施工模式，保護(hù)所內(nèi)環(huán)境對傳感網(wǎng)技術(shù)的研究，可減少配電房內(nèi)開槽布線的施工方式，對于保護(hù)配電房內(nèi)環(huán)境以及減少事故發(fā)生幾率起到關(guān)鍵性作用；u 主動視頻監(jiān)控，及時處理入侵破壞行為對主動視頻分析技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)對配電房內(nèi)外環(huán)境的主動視頻監(jiān)控，及時處理對配電房的入侵、破壞行為。3.2實施范圍本系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在市級、縣級供電公司所管轄的具備信息通訊條件的配電房（配電房）的運行管理上，為配電房的運維管理提供一個統(tǒng)一的、集中的智能環(huán)境與安全綜合監(jiān)控平臺。3.2.1一期建設(shè) 主要針對2個配電房一個配電房的試點應(yīng)用，建設(shè)如下所示的基本內(nèi)容1) 建設(shè)1套智能環(huán)境與安全綜合監(jiān)控系統(tǒng)主站平臺；名稱類別功能描述系統(tǒng)平臺配電房智能環(huán)境與安全綜合監(jiān)控平臺環(huán)境監(jiān)測、安全防護(hù)、設(shè)備聯(lián)動、電纜測溫監(jiān)控、環(huán)網(wǎng)柜遠(yuǎn)動接入、刀閘信號智能聯(lián)動、高壓開關(guān)柜監(jiān)測等。2) 部署、采集、監(jiān)控2個配電房、1個配電房內(nèi)的環(huán)境監(jiān)控設(shè)備，包括地下配電房和地上配電房；名稱項目范圍備注地上所溫度、濕度監(jiān)測環(huán)境量監(jiān)測有害氣體監(jiān)測電纜溝水位監(jiān)測地下所紅外探測安全防護(hù)監(jiān)測小動物探測煙感，火災(zāi)消防信號空調(diào)聯(lián)動設(shè)備聯(lián)動燈光控制水泵聯(lián)動地下所網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控音視頻監(jiān)控刀閘閉合智能聯(lián)動電纜頭測溫電纜測溫監(jiān)測開關(guān)柜觸頭測溫母線側(cè)節(jié)點測溫接入環(huán)網(wǎng)柜DTU監(jiān)測系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)柜DTU遠(yuǎn)動接入集成環(huán)網(wǎng)柜開關(guān)的遠(yuǎn)動控制帶電 數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測高壓開關(guān)柜負(fù)載監(jiān)測電流、電壓等負(fù)載數(shù)據(jù)采集與采集配電房門禁智能門禁運維巡檢智能巡檢名稱項目范圍備注配電房溫度、濕度監(jiān)測環(huán)境量監(jiān)測煙感監(jiān)測電纜溝水浸監(jiān)測紅外探測安全防護(hù)監(jiān)測小動物探測空調(diào)聯(lián)動設(shè)備聯(lián)動風(fēng)機(jī)控制燈光控制網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控視頻監(jiān)控配電房門禁智能門禁運維巡檢智能巡檢3.2.2