配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)分析

安科瑞 陳聰

摘  要：配電室作為電網(wǎng)正常運行中的基礎(chǔ)性設(shè)施，在信息化建設(shè)中處于信息交換管理的核心位置，這就要求配電室內(nèi)所有設(shè)備須時時刻刻正常運轉(zhuǎn)，一旦某臺設(shè)備出現(xiàn)故障，對數(shù)據(jù)傳輸、存儲及系統(tǒng)運行構(gòu)成威脅，就會影響到全局，如果不能及時處理，更有可能損壞硬件設(shè)備，造成不可估量的經(jīng)濟損失。但是在電網(wǎng)實際的運行過程中，并不能隨時對其進行故障檢查和查看，因為這樣不但會增加工作人員的工作量，還會給供電企業(yè)帶來巨大的成本支出。而通過對配電室進行智能監(jiān)控就能合理解決這些問題，所以配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用逐漸受到人們的關(guān)注。為了能讓配電室更好的工作，就須要加強對配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計及實現(xiàn)的研究，實時監(jiān)控高壓配電室運行狀態(tài)，并結(jié)合線下巡檢、搶修等工作，共同保障配電室的安全穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵字：配電室、信息化建設(shè)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、安全穩(wěn)定

1. 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)是通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的集成應(yīng)用，通過采集模塊來對數(shù)據(jù)信息進行收集、整合和處理，從而讓各個子系統(tǒng)能夠進行相應(yīng)的聯(lián)動和配合使用。這個系統(tǒng)會自動收集和記錄信息數(shù)據(jù)，并加以分析，從而將合理的信息傳遞給工作人員，以便工作人員了解和掌握配電室的情況，并對存在的隱患及時進行處理和應(yīng)對。

1.1視頻監(jiān)控

視頻監(jiān)控是指將智能監(jiān)控系統(tǒng)前端的監(jiān)控攝像頭所記錄和采集到的音視頻材料通過信號線傳遞到硬盤錄像機上，然后由硬盤錄像機經(jīng)過初步判斷和處理后就傳遞到監(jiān)控平臺。工作人員會根據(jù)這些信息發(fā)送監(jiān)控指令，監(jiān)控攝像頭就會根據(jù)指令進行下一步操作。另外這個系統(tǒng)還具有自動跟蹤視頻以及移動運行的監(jiān)控功能，并且在發(fā)生警報時，區(qū)域內(nèi)的監(jiān)控攝像頭就會進行相應(yīng)的聯(lián)動報警。

1.2 環(huán)境監(jiān)控

環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)主要對 SF6 和氧氣進行濃度上的檢測，如果 SF6 的濃度太高或者是氧氣的濃度太低，這個子系統(tǒng)就會自動發(fā)出報警信息，同時開啟聲光顯示，并在泄漏 SF6 時進行通風(fēng)排氣。而監(jiān)控系統(tǒng)也會將這些自動通風(fēng)排氣的情況記錄下來，并對發(fā)生的時間進行記錄，便于以后的數(shù)據(jù)查詢。環(huán)境監(jiān)控模塊還會將室內(nèi)的溫濕度與空調(diào)監(jiān)控聯(lián)系起來，實現(xiàn)兩者的控制聯(lián)動。

1.3 火災(zāi)警報裝置

火災(zāi)報警子系統(tǒng)原本是單獨的一套子系統(tǒng)，在配電房設(shè)計初期就會獨立設(shè)計，可以對整個配電站進行全方面消防安全的監(jiān)測和控制，如果發(fā)生火災(zāi)，這個系統(tǒng)就會馬上發(fā)出信號進行報警，消防設(shè)備 PC 也能夠?qū)敃r的配電室的情況以及系統(tǒng)的運行狀態(tài)顯示出來，另外其還具有自動撥號報警的功能。將這一子系統(tǒng)接入配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)還可以實現(xiàn)火災(zāi)報警的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測和控制功能。

1.4 其他

除了上述幾個系統(tǒng)外，其還有空調(diào)監(jiān)控、門禁管理等系統(tǒng)模塊。空調(diào)監(jiān)控是用于監(jiān)測各類機型的空調(diào)設(shè)備，并且具有檢測和重試等調(diào)節(jié)空調(diào)運行狀態(tài)的功能，從而合理的提高了其可靠性和安全性，降低其由于死機或者是停機造成的損害。門禁管理是與監(jiān)控視頻的子系統(tǒng)連接在一起作用的模塊，它可以較大的防止管理漏洞的出現(xiàn)，同時其又與火災(zāi)警報器連接在了一起進行聯(lián)動作用，從而確保了火災(zāi)發(fā)生時能夠保證逃生通道的順暢性。各個監(jiān)控模塊都由監(jiān)控室進行控制與數(shù)據(jù)集成，相互聯(lián)動的系統(tǒng)進行協(xié)同合作，從而達到對配電室的全方面監(jiān)控和管理。

2. 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計

對于監(jiān)控系統(tǒng)而言，系統(tǒng)軟件是十分重要的組成部分，其能在巡檢設(shè)備和接收終端上報的基礎(chǔ)上，完成對配電室電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和分析，并且能在設(shè)備被盜和運行故障的時候及時報警，從而保障配電網(wǎng)的正常運行。一般情況下采用模塊化設(shè)計方法對軟件系統(tǒng)進行設(shè)計，這樣能夠保持軟件結(jié)構(gòu)的簡單清晰，從而讓系統(tǒng)的修改和調(diào)試更加方便。系統(tǒng)的后臺軟件用 VC6.0/VS 進行開發(fā)，因為其具有良好的擴展性、穩(wěn)健性和較好的結(jié)構(gòu)。對于用戶界面的分層，主要有表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、持久層，其中表現(xiàn)層能夠為客戶提供業(yè)務(wù)層的基本信息，并將得到的信息反饋到 業(yè)務(wù)層；業(yè)務(wù)層負責對收集到的數(shù)據(jù)進行處理，其能將處理得到的數(shù)據(jù)反饋給客戶，也能將數(shù)據(jù)存儲起來；持久層主要是對數(shù)據(jù)進行持久的保存，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失。

按照功能對軟件進行劃分，可以將軟件劃分為七個部分。

一是用戶管理功能，其能在用戶的不同要求下對管理單位和管理權(quán)限進行劃分。其中監(jiān)控中心的管理用戶就可以通過對配電室所屬的線路配變、環(huán)境設(shè)備進行操作。

二是系統(tǒng)管理功能，這一功能模塊能夠讓用戶根據(jù)自身的實際要求來對配電室內(nèi)配電線路和傳感器等對象單位進行移動、更改、刪除和增加；

三是數(shù)據(jù)采集功能，其中包含有文件的上傳、實時監(jiān)控、GPRS 采集和定時采集等多項功能；

四是數(shù)據(jù)的分析功能，其能根據(jù)實際情況完成對單臺設(shè)備數(shù)據(jù)分析、多臺分析和綜合分析；

五是系統(tǒng)設(shè)置功能，主要是對軟件界面風(fēng)格、設(shè)備類型、GPRS 終端類型和通訊規(guī)約等參數(shù)進行設(shè)置；

六是日志記錄功能，其主要是記錄系統(tǒng)的運行狀態(tài)、用戶信息和定時清理系統(tǒng)中的歷史日志；

七是對外開放功能，其能實現(xiàn)系統(tǒng)與廠家其他設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。

3. Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)

Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)通過監(jiān)控系統(tǒng)平臺和監(jiān)控終端，實現(xiàn)智能開關(guān)柜柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)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(fēng)、門禁、燈光、風(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制等功能。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，保證維護人員安全，延長設(shè)備使用壽命，減少配電室粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同樣實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。系統(tǒng)架構(gòu)由站控管理層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層構(gòu)成。

系統(tǒng)功能需求：

1）數(shù)據(jù)采集及處理：通過間隔層設(shè)備實時采集現(xiàn)場配電室溫度、濕度、SF6、O2、O3、煙霧、門禁及電表等數(shù)據(jù)；

2）畫面顯示：配電房環(huán)境溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、配電開關(guān)狀態(tài)、漏水/水浸、煙霧、門禁等的實時信息、視頻、各測量值的實時數(shù)據(jù)、各種告警等信息。

3）記錄功能：具有溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、電壓、電流、功率、電能以及事故、告警事件等各種歷史數(shù)據(jù)的存儲功能，以供查詢、分析、打印。

4）報警處理：系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警?？梢蕴峁┧姆N告警方式：監(jiān)控界面彈窗告警；實時語音告警，系統(tǒng)能夠?qū)λ惺录l(fā)出語音告警；短信告警，可以向相應(yīng)號碼發(fā)送告警信息短信。

5）曲線分析功能：可以曲線形式展示監(jiān)控系統(tǒng)的溫濕度、氣體（SF6、O2、O3等）含量、電壓、電流、功率等數(shù)據(jù)，以便分析其當前運行狀態(tài)及有關(guān)歷史趨勢。

6）報表統(tǒng)計功能：通過報表，可以方便分析供電系統(tǒng)及各回路運行參數(shù)，形成運行日報、月報、電能統(tǒng)計日報、月報、年報。

7）遠程運維功能：Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可將現(xiàn)場采集信息上傳企業(yè)電力運維云平臺，企業(yè)運維人員可遠程運維，構(gòu)建智能運維體系，開發(fā)智能運維應(yīng)用，實現(xiàn)配電房智能分析、故障預(yù)測、智能巡查、智能派單、故障知識庫構(gòu)建等功能，使配電室運維更加智能合理。

4 總結(jié)

配電室的監(jiān)控對電網(wǎng)的正常運行而言有重要意義，在電網(wǎng)運行的過程中須要對配電室進行嚴密的監(jiān)控，避免其發(fā)生故障時對電網(wǎng)的安全和用戶的利益造成損失，所以需要加強對智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計的研究，從而實時掌握配電室的信息。Acrel-2000E配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)不僅能顯示配電室的環(huán)境狀況，還可以采集電力儀表、配電回路數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)通信上傳等綜合管理平臺。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各環(huán)境監(jiān)測并生成各種數(shù)據(jù)報表、曲線、圖形等，便于數(shù)據(jù)分析、研究，為解決配電室環(huán)境監(jiān)控問題提供了真實可靠的依據(jù)。

參考文獻

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