摘要：配電室是電力系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，可以保障供配電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但是，配電室數(shù)量多、部署分散、管理復(fù)雜，人工現(xiàn)場巡檢管理方式費(fèi)時(shí)費(fèi)工、錯(cuò)誤率，如果發(fā)生故障隱患，往往無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)。針對(duì)配電室運(yùn)維現(xiàn)狀，人們可以搭建基于物聯(lián)網(wǎng)的智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)配電室電力設(shè)備及環(huán)境狀態(tài)信息進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，其可聯(lián)動(dòng)或遠(yuǎn)程控制輔助設(shè)備啟停，從而提配電設(shè)備管理工作的效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：配電室；物聯(lián)網(wǎng)；監(jiān)控系統(tǒng)

0、引言

近年來，隨著我國工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐的不斷加快，城市配電網(wǎng)絡(luò)取得令人矚目的發(fā)展成果。配電室處于電力系統(tǒng)的末端，主要為低壓用戶或用電設(shè)施配送電能，按照電壓等級(jí)可以分為壓配電室和低壓配電室。目前，我國配電室常采用無人管理的室內(nèi)站設(shè)計(jì)方案。

長期以來，配電室運(yùn)維工作一直是城市配電系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)之一。在城市電網(wǎng)中，配電室數(shù)量多、部署分散、管理復(fù)雜，通常由工作人員去配電室現(xiàn)場逐個(gè)巡視，運(yùn)維工作量大、效率低、實(shí)時(shí)性差，致使城市配電室運(yùn)檢工作面臨巨大壓力。配電室電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境信息缺乏必要的監(jiān)測手段，一旦遭遇突發(fā)情況，將危及電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行，易造成設(shè)備損壞和電力供應(yīng)中斷。目前，部分配電室仍采用手工記錄數(shù)據(jù)的巡檢方式，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和錄入費(fèi)時(shí)費(fèi)力，易出現(xiàn)疏漏等嚴(yán)重影響運(yùn)檢質(zhì)量的情況。

隨著城市配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及供電質(zhì)量和服務(wù)可靠性要求的提，城市配網(wǎng)運(yùn)維工作量日益變大，電力設(shè)備安全運(yùn)行面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。基于物聯(lián)網(wǎng)的智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)對(duì)配電室進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，不但將運(yùn)維人員從繁重的工作中解放出來，而且大大提升了運(yùn)維效率。

1、整體方案

針對(duì)城市配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的復(fù)雜性，智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過整合電力設(shè)備及環(huán)境狀態(tài)信息，可以實(shí)現(xiàn)配電室運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測和智能預(yù)警，并可聯(lián)動(dòng)或遠(yuǎn)程控制輔助設(shè)備啟停。智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺(tái)層和應(yīng)用層四個(gè)部分組成，如圖1所示。

圖1整體方案

感知層是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是聯(lián)系物理世界和信息世界的重要紐帶，系統(tǒng)采用先進(jìn)的感知技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電室的電力設(shè)備信息、運(yùn)行環(huán)境信息、安防信息等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。

網(wǎng)絡(luò)層通過低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)配電室相關(guān)監(jiān)測終端設(shè)備的泛在連接，實(shí)現(xiàn)配電室監(jiān)測終端組網(wǎng)感知功能并通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將感知層數(shù)據(jù)上傳至平臺(tái)層。監(jiān)測終端設(shè)備具有數(shù)量多、位置部署分散、信息安全級(jí)別低等特點(diǎn)。

平臺(tái)層是整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的中樞，可以實(shí)現(xiàn)海量配電室狀態(tài)監(jiān)測終端的物聯(lián)管理，實(shí)現(xiàn)各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，通過大數(shù)據(jù)分析技術(shù)深度挖掘監(jiān)測數(shù)據(jù)價(jià)值，提平臺(tái)層的業(yè)務(wù)支撐能力。

應(yīng)用層主要實(shí)現(xiàn)配電室電力設(shè)備狀態(tài)信息展示、參數(shù)配置、數(shù)據(jù)查詢和輔助設(shè)備控制等功能，采用人工智能和大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估、故障預(yù)警、智能輔助決策和精益化管理，有效提升了城市配電網(wǎng)絡(luò)中配電室智能化運(yùn)維水平。

2、配電室在線監(jiān)測設(shè)備

配電網(wǎng)絡(luò)作為城市電能輸送的重要通道，是連接電網(wǎng)與用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，規(guī)模龐大的供電網(wǎng)絡(luò)對(duì)配電室安全運(yùn)行、事故預(yù)防亦提出更要求。配電室電力設(shè)備運(yùn)行過程中，電氣設(shè)備故障的主要原因有電氣設(shè)備本體質(zhì)量缺陷、外力破壞、環(huán)境因素等。因此，配電室要安裝電壓、電流、環(huán)境溫濕度、SF6、氧氣、煙感、水浸和紅外等傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備及運(yùn)行環(huán)境的主要狀態(tài)參數(shù)的在線實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一由就近部署的無線網(wǎng)關(guān)上傳至后臺(tái)服務(wù)器。

無線網(wǎng)關(guān)由微處理器模塊、無線通信模塊、數(shù)據(jù)回傳模塊、對(duì)時(shí)模塊和電源模塊等組成，主要負(fù)責(zé)各個(gè)監(jiān)測終端的身份識(shí)別和數(shù)據(jù)收集，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換后發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、環(huán)境信息、安防信息等實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)報(bào)警，從而完成配電室遠(yuǎn)程智能巡檢。

3、配電室聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程控制設(shè)備

配電室會(huì)發(fā)生用電超負(fù)荷過熱引發(fā)火災(zāi)、水浸等環(huán)境因素導(dǎo)致設(shè)備損壞、設(shè)施被盜等情況，嚴(yán)重影響系統(tǒng)供電的可靠性。配電室需要安裝空調(diào)、風(fēng)機(jī)、水泵、除濕機(jī)和聲光報(bào)警器等輔助設(shè)備，一旦遇到突發(fā)情況，就可以聯(lián)動(dòng)和遠(yuǎn)程控制輔助設(shè)備。無線網(wǎng)關(guān)需要接收主站監(jiān)控系統(tǒng)的命令，也可以替代運(yùn)維人員快速聯(lián)動(dòng)輔助設(shè)備，當(dāng)發(fā)生告警信息時(shí)，其可以智能聯(lián)動(dòng)相關(guān)輔助設(shè)備，及時(shí)處理突發(fā)事件，有效防止事故進(jìn)一步升級(jí)惡化。輔助設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制策略如圖2所示。

圖2輔助設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制策略

4、配電室設(shè)備臺(tái)賬管理

配電室設(shè)備臺(tái)賬采用電子信息標(biāo)識(shí)器技術(shù)完成電氣設(shè)備的信息固化，包括設(shè)備名稱、生產(chǎn)信息、運(yùn)維記錄和歷

史維護(hù)信息等。其通過建立完整的設(shè)備臺(tái)賬，融合所有關(guān)聯(lián)信息，智能動(dòng)態(tài)跟蹤設(shè)備狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)全生命周期管理。

電子信息標(biāo)識(shí)器是基于射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)開發(fā)的，內(nèi)部是一個(gè)無源電路，外殼采用防腐蝕、防水、耐擠壓材料，通過扎帶固定在識(shí)別對(duì)象上實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場信息固化和定位。常用的電子信息標(biāo)識(shí)器有頻和很頻兩種，頻電子信息標(biāo)識(shí)器穿透能力強(qiáng)、抗干擾性好，很頻電子信息標(biāo)識(shí)器傳輸距離遠(yuǎn)、讀寫速度快。不同的電子信息標(biāo)識(shí)器適用于不同的應(yīng)用場景，很大地滿足了配網(wǎng)復(fù)雜的應(yīng)用場景。

閱讀器兼容各頻段的電子信息標(biāo)識(shí)器，當(dāng)電子信息標(biāo)識(shí)器進(jìn)入閱讀器發(fā)射的射頻場后，其憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲(chǔ)在電子信息標(biāo)識(shí)器內(nèi)部的電網(wǎng)設(shè)備相關(guān)信息。由于RFID技術(shù)具備穿透性，所以閱讀器可實(shí)現(xiàn)對(duì)電子信息標(biāo)識(shí)器的穿透讀取。閱讀器可采用移動(dòng)智能巡檢終端或者帶有NFC（Near Field Communication）近場通信功能的手機(jī)等形式。設(shè)備標(biāo)識(shí)建設(shè)方案如圖3所示。

圖3設(shè)備標(biāo)識(shí)建設(shè)方案

5、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)

智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)選用B/S（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器）模式架構(gòu)開發(fā)，用戶在客戶端通過瀏覽器向B/S服務(wù)器端發(fā)出訪問請(qǐng)求，其通過用戶權(quán)限控制和管理實(shí)現(xiàn)多用戶的靈活訪問；B/S架構(gòu)將開發(fā)、維護(hù)和升級(jí)等核心工作都集中在服務(wù)器端，簡化了客戶端的工作量，提了系統(tǒng)使用和維護(hù)的便利性。

智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用模塊化的設(shè)計(jì)思路，主要包括GIS（Geographic Information System，地理信息系統(tǒng)）信息管理模塊、狀態(tài)評(píng)價(jià)管理模塊、設(shè)備缺陷管理模塊和智能運(yùn)維管理模塊等，系統(tǒng)采用GIS地圖方式展示城市配電室的位置信息、報(bào)警信息、電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息、環(huán)境參數(shù)信息、輔助設(shè)備信息和安防信息等，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室電力設(shè)備的統(tǒng)一管理，免去運(yùn)維人員繁重的現(xiàn)場運(yùn)維工作，運(yùn)維人員在監(jiān)控室即可遠(yuǎn)程掌握配電室的各種信息，即便運(yùn)維人員外出時(shí)，也可以通過手機(jī)等移動(dòng)終端實(shí)時(shí)了解配電室運(yùn)行情況，同時(shí)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析可以對(duì)事故隱患做到提前預(yù)知、提前處理，減少電力設(shè)備故障對(duì)城市電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，有效降低事故處理成本，提配電室智能化運(yùn)維水平。

6、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

6.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統(tǒng)（燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測器）。

6.2應(yīng)用場所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

6.4系統(tǒng)功能

6.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

6.4.2數(shù)據(jù)查詢

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

6.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

6.4.4運(yùn)行報(bào)表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。

6.4.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸取⒂泻怏w、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

6.4.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

6.4.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

6.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

6.4.9遙控功能

可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

6.5系統(tǒng)硬件配置

7、結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)的智能配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托，綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、傳感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，建立了完整的配電室信息化管理系統(tǒng)，有效地降低配電室管理的難度和復(fù)雜性，提了運(yùn)檢效率，為配電室電力設(shè)備的全生命周期運(yùn)維管理奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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1.       【技術(shù)支持衛(wèi)星：CDD-9888】【公從號(hào)：安科瑞能效管理解決方案】

2.       云平臺(tái)：變電所運(yùn)維云平臺(tái)、分布式光伏運(yùn)維云平臺(tái)、建筑能耗云平臺(tái)、企業(yè)能源管控平臺(tái)、遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái)、宿舍預(yù)付費(fèi)管控云平臺(tái)、充電樁收費(fèi)運(yùn)營云平臺(tái)、智慧消防云平臺(tái)、安全用電管理云平臺(tái)、環(huán)保用電監(jiān)管云平臺(tái)；

3.       系統(tǒng)解決方案：變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)、能耗管理系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、馬達(dá)保護(hù)與監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)環(huán)監(jiān)控及能效分析系統(tǒng)、智能照明監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源監(jiān)控裝置、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、余壓監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)；無線測溫系統(tǒng)；

4.       中壓測控裝置：環(huán)網(wǎng)柜綜合保護(hù)裝置、微機(jī)保護(hù)裝置、開關(guān)柜綜合測控裝置、線路保護(hù)裝置、配電變保護(hù)裝置、電動(dòng)機(jī)保護(hù)裝置、備自投保護(hù)裝置、電容器保護(hù)裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護(hù)裝置、電流互感器過電壓保護(hù)器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

5.       電力監(jiān)控與保護(hù)：弧光保護(hù)裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置、電氣接點(diǎn)在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動(dòng)機(jī)(馬達(dá)）保護(hù)器、低壓線路保護(hù)器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

6.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網(wǎng)絡(luò)電力儀表、諧波表、電能質(zhì)量表、海拔儀表、逆電流監(jiān)測電表、電子式電能表、導(dǎo)軌式電能表、面板表嵌入式電表、預(yù)付費(fèi)表、多用戶計(jì)量箱、物聯(lián)網(wǎng)儀表、無線多回路計(jì)量交流/直流表、無線多回路環(huán)保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉(zhuǎn)換器、智能照明控制裝置；

7.       電能質(zhì)量治理：有源電力濾波器、中線安防保護(hù)器、諧波保護(hù)器、靜止無功發(fā)生器、濾波補(bǔ)償裝置、電力電容補(bǔ)償裝置、集成式諧波抑制電力電容補(bǔ)償裝置、投切開關(guān)、功率因數(shù)補(bǔ)償控制器、自愈式低壓并聯(lián)電容器、串聯(lián)電抗器；

8.       電氣安全：電氣火災(zāi)監(jiān)控探測器、剩余電流探測器、電氣火災(zāi)監(jiān)控裝置、在線監(jiān)控路燈計(jì)量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監(jiān)測裝置、醫(yī)療機(jī)構(gòu)絕緣報(bào)警顯示儀、醫(yī)療醫(yī)院用隔離變壓器、工業(yè)用絕緣監(jiān)測裝置、電氣防火限流式保護(hù)器；

9.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

10.       數(shù)據(jù)中心/鐵塔基站：數(shù)據(jù)采集模塊、機(jī)房數(shù)據(jù)柜監(jiān)控裝置、多回路電表、母線監(jiān)控裝置、電力監(jiān)控屏；

11.       智能網(wǎng)關(guān)：通信管理機(jī)、無線通信終端（無線通訊轉(zhuǎn)換器）、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊、串口服務(wù)器；

12.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級(jí)電流互感器、低壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號(hào)隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護(hù)器；

13.       環(huán)保監(jiān)控：油煙在線監(jiān)測儀、環(huán)保數(shù)據(jù)采集傳輸裝置；

進(jìn)儲(chǔ)能群、電力群、光伏群；找供應(yīng)商、找客戶、找圈子，

衛(wèi)星：CDD-9888（分享資源 合作共贏）