安科瑞 陳聰(cōng)

摘要(yào)：配電(diàn)室(shì)是電(diàn)力係(xì)統的(dí)重要(yào)基礎設施，可以(yǐ)保(bǎo)障供(gōng)配(pèi)電係(xì)統的安全(quán)穩(wěn)定運行。但是(shì)，配(pèi)電室(shì)數(shù)量多
，部(bù)署分(fēn)散(sàn)
，管理(lǐ)復(fù)雜，人工(gōng)現(xiàn)場巡(xún)檢管理(lǐ)方(fāng)式費(fèi)時費工(gōng)
，錯誤率高，如(rú)果(guǒ)發生故(gù)障隱(yǐn)患，往往(wǎng)無法(fǎ)及時(shí)發現。針對(duì)配(pèi)電室(shì)運(yùn)維(wéi)現(xiàn)狀(zhuàng)，人們可以搭建基(jī)於物聯網的(dí)智能配電室綜(zōng)合(hé)監(jiān)控係(xì)統，對配電室電力設(shè)備及環(huán)境(jìng)狀(zhuàng)態(tài)信息進行(háng)遠程監(jiān)測(cè)，其(qí)可(kě)聯(lián)動或(huò)遠(yuǎn)程(chéng)控製輔(fǔ)助(zhù)設(shè)備(bèi)啟停，從而提高配電設備管理工作的效率(shuài)和質(zhì)量(liáng)。

關(guān)鍵詞(cí)：配電室；物聯(lián)網；監(jiān)控(kòng)係(xì)統

0
，引言(yán)

近年(nián)來，隨著(zhuó)我國(guó)工(gōng)業(yè)化(huà)
，城鎮化步(bù)伐的(dí)不(bù)斷(duàn)加快，城市(shì)配(pèi)電(diàn)網絡取得(dé)令人矚目的(dí)發展成果(guǒ)。配電室(shì)處於電(diàn)力(lì)係(xì)統(tǒng)的末端(duān)，主要為低壓(yā)用戶或用電設施配送(sòng)電(diàn)能(néng)，按照電(diàn)壓等級可(kě)以分(fēn)為(wéi)高壓配(pèi)電室和(hé)低(dī)壓配電室。目前，我(wǒ)國配電室常采用(yòng)無人管(guǎn)理(lǐ)的(dí)室內站(zhàn)設計(jì)方案(àn)。

長期以(yǐ)來，配電室運(yùn)維工作(zuò)一直是城市配電係統(tǒng)的(dí)薄弱環節(jié)之一(yī)。在城(chéng)市電網(wǎng)中(zhōng)，配電室數量多
，部署分(fēn)散
，管理復(fù)雜，通(tōng)常(cháng)由工作人員(yuán)去(qù)配電室(shì)現場逐(zhú)個巡視，運維工(gōng)作(zuò)量大
，效率(shuài)低
，實時性差(chà)，致(zhì)使城市配電室(shì)運(yùn)檢工作麵臨(lín)巨大壓力。配電(diàn)室(shì)電氣(qì)設備運(yùn)行狀態(tài)和(hé)環境信(xìn)息缺乏必要(yào)的監(jiān)測(cè)手段(duàn)，一旦遭(zāo)遇(yù)突(tū)發(fā)情況，將危及電氣設(shè)備(bèi)安全穩定運(yùn)行(háng)，易造(zào)成(chéng)設備(bèi)損壞和電力供應中斷(duàn)。目前，部(bù)分配電(diàn)室仍采用手工(gōng)記錄數據的(dí)巡檢方(fāng)式，數據(jù)統(tǒng)計和(hé)錄(lù)入費(fèi)時(shí)費力，易出(chū)現疏(shū)漏等嚴重影響運(yùn)檢質量的情況(kuàng)。

隨著城(chéng)市(shì)配(pèi)電網絡規模(mó)的不(bù)斷擴大以(yǐ)及供(gōng)電質(zhì)量和服務可(kě)靠性(xìng)要求的(dí)提高(gāo)，城(chéng)市配網運維(wéi)工(gōng)作(zuò)量(liáng)日(rì)益(yì)變(biàn)大，電力設備(bèi)安全運(yùn)行(háng)麵臨嚴(yán)峻挑(tiāo)戰(zhàn)。基(jī)於物(wù)聯網的智能配電室綜合(hé)監控係(xì)統采用的物聯網(wǎng)感(gǎn)知技術(shù)對(duì)配電室進(jìn)行(háng)遠程集中(zhōng)監(jiān)控，不(bù)但(dàn)將運維(wéi)人(rén)員從(cóng)繁重的(dí)工作(zuò)中(zhōng)解(jiě)放出(chū)來(lái)，而且(qiě)大大(dà)提升了(liǎo)運維效率。

1
，整體方案

針對(duì)城市配電(diàn)網(wǎng)絡運(yùn)行的(dí)復(fù)雜(zá)性，智能配電室綜(zōng)合(hé)監控(kòng)係統通過整合(hé)電(diàn)力(lì)設(shè)備及(jí)環境(jìng)狀(zhuàng)態(tài)信息(xī)，可(kě)以實現配電室運行(háng)狀態的(dí)自動遠(yuǎn)程(chéng)實時(shí)監(jiān)測(cè)和智能預警，並(bìng)可(kě)聯(lián)動(dòng)或(huò)遠(yuǎn)程(chéng)控製輔(fǔ)助設備啟(qǐ)停。智(zhì)能(néng)配電室綜(zōng)合監(jiān)控係(xì)統由感知層
，網絡層(céng)
，平(píng)台層和應用層四個部分(fēn)組成，如圖(tú)1所(suǒ)示。

圖1整體方(fāng)案(àn)

感知層是(shì)整個(gè)係統的基礎，是(shì)聯(lián)係物理世(shì)界和(hé)信息世界(jiè)的(dí)重(zhòng)要紐帶，係(xì)統(tǒng)采(cǎi)用的(dí)感知技術(shù)實現配電(diàn)室的電(diàn)力設備(bèi)信息(xī)
，運行(háng)環境(jìng)信息(xī)
，安防信(xìn)息等數據的實(shí)時(shí)采(cǎi)集(jí)。

網絡(luò)層(céng)通(tōng)過低(dī)功(gōng)耗物聯網技(jì)術實現配電(diàn)室相關監(jiān)測終(zhōng)端設備的(dí)泛在連接，實(shí)現配電室(shì)監測(cè)終(zhōng)端組(zǔ)網感知功能(néng)並通過物聯網(wǎng)網(wǎng)關將感知(zhī)層數據上(shàng)傳(chuán)至(zhì)平(píng)台層(céng)。監測(cè)終(zhōng)端(duān)設(shè)備(bèi)具有(yǒu)數量多
，位置部(bù)署(shǔ)分散
，信息(xī)安(ān)全(quán)級(jí)別低(dī)等特(tè)點。

平台(tái)層是(shì)整個(gè)監(jiān)測係(xì)統(tǒng)的(dí)中(zhōng)樞(shū)，可以(yǐ)實(shí)現海量配(pèi)電(diàn)室狀態(tài)監(jiān)測(cè)終端的(dí)物聯管(guǎn)理(lǐ)，實(shí)現各(gè)種監測(cè)數據的(dí)存儲和管理(lǐ)，通過(guò)大數據(jù)分析技(jì)術(shù)深度挖掘(jué)監(jiān)測(cè)數據(jù)價值，提高(gāo)平(píng)台層的業務支撐能力(lì)。

應用層主(zhǔ)要實現(xiàn)配電室(shì)電(diàn)力(lì)設(shè)備(bèi)狀態信(xìn)息展示
，參數(shù)配(pèi)置
，數據查(chá)詢和輔助設(shè)備(bèi)控製(zhì)等功能(néng)，采用(yòng)人工(gōng)智(zhì)能和(hé)大(dà)數(shù)據(jù)分(fēn)析等(děng)技術實現電力(lì)設備運行(háng)狀態評(píng)估
，故(gù)障(zhàng)預(yù)警(jǐng)
，智能(néng)輔助決策(cè)和(hé)精益化(huà)管(guǎn)理(lǐ)，有(yǒu)效提升(shēng)了城(chéng)市配電(diàn)網(wǎng)絡中(zhōng)配(pèi)電室智(zhì)能(néng)化(huà)運維水(shuǐ)平(píng)。

2
，配電(diàn)室在綫監測設備(bèi)

配(pèi)電(diàn)網(wǎng)絡作為城市(shì)電能輸送的(dí)重(zhòng)要通(tōng)道，是(shì)連接電網與用戶的關鍵(jiàn)環節(jié)，規(guī)模龐(páng)大(dà)的供電網絡對配電(diàn)室安(ān)全運行(háng)
，事故(gù)預防(fáng)亦提出更高(gāo)要(yào)求。配(pèi)電室(shì)電(diàn)力(lì)設備運行過(guò)程中(zhōng)，電氣(qì)設備故(gù)障(zhàng)的主要(yào)原因(yīn)有(yǒu)電氣設備本體質量缺陷
，外(wài)力破(pò)壞
，環境因(yīn)素等(děng)。因此(cǐ)，配電室要(yào)安裝電壓(yā)
，電流
，環境(jìng)溫(wēn)濕度
，SF6
，氧氣(qì)
，煙(yān)感(gǎn)
，水(shuǐ)浸和(hé)紅(hóng)外(wài)等傳(chuán)感器，實現對電力設備(bèi)及(jí)運(yùn)行(háng)環(huán)境的主(zhǔ)要狀(zhuàng)態(tài)參(cān)數的(dí)在綫(xiàn)實時監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數據(jù)統一由就近部署的無綫(xiàn)網(wǎng)關上傳(chuán)至後台服務(wù)器(qì)。

無綫網關由微(wēi)處理器(qì)模塊(kuài)
，無綫(xiàn)通(tōng)信模塊(kuài)
，數據(jù)回傳模塊(kuài)
，對時模塊和(hé)電(diàn)源(yuán)模塊等組成，主(zhǔ)要負責各個(gè)監測終(zhōng)端的身份(fèn)識別(bié)和數(shù)據收集，並(bìng)將(jiāng)數據進(jìn)行(háng)規(guī)約轉換(huàn)後(hòu)發(fā)送至(zhì)主(zhǔ)站監控係(xì)統，實現電(diàn)氣設備運行狀態信息
，環境信息(xī)
，安防(fáng)信(xìn)息等(děng)實(shí)時(shí)監測(cè)和自動報(bào)警，從而完(wán)成(chéng)配電(diàn)室(shì)遠程(chéng)智(zhì)能巡檢。

3
，配(pèi)電室(shì)聯(lián)動(dòng)和(hé)遠程控製(zhì)設備

配電室(shì)會發生(shēng)用電超負荷(hé)過(guò)熱引發火(huǒ)災
，水(shuǐ)浸等環境因(yīn)素(sù)導致(zhì)設備損壞(huài)
，設(shè)施(shī)被盜等情(qíng)況(kuàng)，嚴(yán)重(zhòng)影(yǐng)響係(xì)統供(gōng)電的可(kě)靠性。配電室需要(yào)安裝空(kōng)調
，風機(jī)
，水泵(bèng)
，除濕(shī)機和聲(shēng)光(guāng)報(bào)警器等輔助(zhù)設(shè)備，一(yī)旦遇(yù)到(dào)突(tū)發(fā)情(qíng)況(kuàng)，就(jiù)可(kě)以聯動和(hé)遠程控(kòng)製輔助(zhù)設備。無綫網關需要接收(shōu)主站監(jiān)控(kòng)係統的命(mìng)令(líng)，也可以替(tì)代(dài)運維人員快速聯(lián)動(dòng)輔(fǔ)助(zhù)設備，當發(fā)生告(gào)警信(xìn)息(xī)時，其可(kě)以智(zhì)能(néng)聯(lián)動相關輔助(zhù)設備(bèi)，及(jí)時處理突(tū)發事件，有(yǒu)效防(fáng)止(zhǐ)事(shì)故進(jìn)一步升級惡(è)化(huà)。輔(fǔ)助設備(bèi)聯動控製策略(lüè)如(rú)圖2所示。

圖(tú)2輔(fǔ)助(zhù)設備(bèi)聯(lián)動(dòng)控(kòng)製(zhì)策略

4
，配(pèi)電(diàn)室設備台賬管理(lǐ)

配電(diàn)室設備台(tái)賬(zhàng)采(cǎi)用(yòng)電子(zǐ)信息標(biāo)識器(qì)技(jì)術完(wán)成(chéng)電氣設備的(dí)信息固化，包(bāo)括設(shè)備(bèi)名(míng)稱
，生產信息
，運(yùn)維(wéi)記(jì)錄(lù)和歷(lì)

史維護信息等。其通過建立完(wán)整的(dí)設備(bèi)台賬，融合所有關(guān)聯(lián)信息，智(zhì)能動態跟蹤設備(bèi)狀態(tài)，實(shí)現全生命周期管理。

電(diàn)子(zǐ)信息(xī)標(biāo)識器是(shì)基於(yú)射頻識別(bié)（RFID）技術開(kāi)發的，內(nèi)部(bù)是一個無源(yuán)電路，外殼采用(yòng)防(fáng)腐(fǔ)蝕(shí)
，防水
，耐(nài)擠(jǐ)壓(yā)材料(liào)，通過紮(zā)帶固(gù)定在(zài)識(shí)別(bié)對象上(shàng)實現現場信(xìn)息(xī)固化和(hé)定位。常用(yòng)的電子信息(xī)標(biāo)識器有高頻和很高(gāo)頻兩種(zhǒng)，高(gāo)頻(pín)電子信息標識器(qì)穿(chuān)透能力強
，抗幹擾(rǎo)性好，很(hěn)高頻電子(zǐ)信息標(biāo)識(shí)器傳輸(shū)距(jù)離遠(yuǎn)
，讀寫(xiě)速(sù)度快。不(bù)同的電子信(xìn)息(xī)標(biāo)識器(qì)適(shì)用(yòng)於不同的應(yīng)用場(cháng)景(jǐng)，很(hěn)大(dà)地滿足了配網復(fù)雜(zá)的(dí)應(yīng)用(yòng)場(cháng)景(jǐng)。

閱(yuè)讀器兼(jiān)容(róng)各頻(pín)段(duàn)的電子(zǐ)信息(xī)標(biāo)識器(qì)，當電子信息標(biāo)識器進(jìn)入閱(yuè)讀(dú)器(qì)發(fā)射的射(shè)頻場(cháng)後，其憑借(jiè)感應(yīng)電(diàn)流(liú)所(suǒ)獲(huò)得(dé)的能量發(fā)送(sòng)出存儲在電子信(xìn)息標識(shí)器(qì)內(nèi)部的電網(wǎng)設(shè)備相關信息(xī)。由於RFID技(jì)術具(jù)備穿(chuān)透性，所(suǒ)以(yǐ)閱讀器可實現對電子信息標識(shí)器(qì)的穿透(tòu)讀取。閱讀器可(kě)采(cǎi)用移動智(zhì)能(néng)巡檢終端或者(zhě)帶有NFC（Near Field Communication）近(jìn)場(cháng)通信(xìn)功(gōng)能(néng)的手機(jī)等(děng)形式(shì)。設(shè)備標識(shí)建設方(fāng)案如(rú)圖(tú)3所(suǒ)示(shì)。

圖3設(shè)備標(biāo)識(shí)建(jiàn)設方案

5
，配電室(shì)綜(zōng)合監(jiān)控係統

智(zhì)能配電(diàn)室(shì)綜合(hé)監控係統選用B/S（Browser/Server，瀏(liú)覽(lǎn)器/服(fú)務器）模式架構(gòu)開發(fā)，用戶(hù)在(zài)客戶端通(tōng)過瀏覽(lǎn)器向B/S服(fú)務(wù)器(qì)端發(fā)出(chū)訪(fǎng)問請求，其(qí)通過(guò)用戶權限控製和(hé)管理(lǐ)實現(xiàn)多(duō)用(yòng)戶(hù)的靈(líng)活訪問(wèn)；B/S架構(gòu)將開(kāi)發
，維(wéi)護(hù)和升(shēng)級等核(hé)心工作(zuò)都(dū)集(jí)中在(zài)服務器端(duān)，簡(jiǎn)化(huà)了(liǎo)客戶端(duān)的工作(zuò)量，提(tí)高(gāo)了係統使用和(hé)維(wéi)護的(dí)便(biàn)利(lì)性。

智能配(pèi)電(diàn)室(shì)綜合監控(kòng)係統(tǒng)采(cǎi)用(yòng)模(mó)塊化的(dí)設(shè)計思路，主要(yào)包括GIS（Geographic Information System，地理(lǐ)信息(xī)係統）信息管(guǎn)理模(mó)塊(kuài)
，狀(zhuàng)態評(píng)價(jià)管理模塊
，設備缺陷管理(lǐ)模(mó)塊和智能運(yùn)維管(guǎn)理(lǐ)模(mó)塊等(děng)，係統(tǒng)采用GIS地圖(tú)方(fāng)式(shì)展示(shì)城市配電室(shì)的(dí)位置(zhì)信息(xī)
，報警信息
，電力設備運行狀態信(xìn)息(xī)
，環境參數信息(xī)
，輔助設(shè)備信息和(hé)安防(fáng)信息等，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電室電力(lì)設備(bèi)的(dí)統(tǒng)一管理(lǐ)，免(miǎn)去(qù)運維人員繁(fán)重(zhòng)的現場運(yùn)維(wéi)工(gōng)作(zuò)，運(yùn)維(wéi)人(rén)員(yuán)在監控(kòng)室即可遠程掌握(wò)配(pèi)電(diàn)室(shì)的各(gè)種(zhǒng)信息(xī)，即(jí)便運維人員外(wài)出時(shí)，也(yě)可以通(tōng)過手機等移(yí)動終端實時了解配(pèi)電(diàn)室(shì)運行情(qíng)況，同時(shí)通(tōng)過(guò)實時監(jiān)測(cè)數據和歷(lì)史(shǐ)數據(jù)統計分析可以對(duì)事故(gù)隱(yǐn)患做(zuò)到提前預知(zhī)
，提前(qián)處理，減少(shǎo)電力(lì)設(shè)備故障對城(chéng)市(shì)電(diàn)網(wǎng)穩定運(yùn)行的影(yǐng)響，有效降(jiàng)低事故(gù)處(chǔ)理成(chéng)本(běn)，提(tí)高(gāo)配(pèi)電(diàn)室智能化運維水平。

6
，安(ān)科瑞配(pèi)電(diàn)室環(huán)境監(jiān)控係(xì)統

6.1概述

配(pèi)電(diàn)室(shì)綜(zōng)合監(jiān)控(kòng)係統(tǒng)包括(kuò)智能監(jiān)控(kòng)係(xì)統(tǒng)屏
，通訊管理(lǐ)機
，UPS電(diàn)源(yuán)
，視頻監控子係統(tǒng)（雲台球機(jī)
，槍機(jī)）
，環(huán)境(jìng)監測子係統(tǒng)（溫(wēn)度
，濕(shī)度
，水浸
，煙(yān)感）
，控製子(zǐ)係統（燈光(guāng)
，空調
，除(chú)濕機(jī)
，風機
，水泵(bèng)）
，門禁監控子係(xì)統（讀卡器
，開門按鈕
，磁力鎖）
，安防(fáng)監(jiān)控子(zǐ)係(xì)統（雙鑒(jiàn)檢(jiǎn)測器(qì)）。

6.2應用場所(suǒ)

適用於軌道(dào)交(jiāo)通(tōng)，工業，建築，學(xué)校，商(shāng)業綜合體(tǐ)等(děng)35kV及(jí)以(yǐ)下用戶端(duān)供配電自(zì)動化係(xì)統(tǒng)工(gōng)程設計
，施工和(hé)運(yùn)行維(wéi)護。

6.3係(xì)統結構

6.4係統(tǒng)功能(néng)

6.4.1實(shí)時(shí)監測

能(néng)夠顯示(shì)配(pèi)電(diàn)室設(shè)備(bèi)的(dí)運行狀(zhuàng)態，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配(pèi)電室環(huán)境參(cān)數(shù)信息，實時顯(xiǎn)示有(yǒu)關(guān)故障
，告警(jǐng)等(děng)信息(xī)。

6.4.2數(shù)據查詢

在人機(jī)界(jiè)麵中，可以(yǐ)直接查看(kàn)配(pèi)電室中各個設備的運(yùn)行(háng)數據。

6.4.3曲(qū)綫(xiàn)查詢

可以直(zhí)接(jiē)查看各電參(cān)量(liáng)曲綫(xiàn)。

6.4.4運(yùn)行報(bào)表(biǎo)

查(chá)詢(xún)配(pèi)電室內設(shè)備(bèi)的(dí)運行(háng)數據(jù)報表。

6.4.5實(shí)時告警

具有(yǒu)實時(shí)告(gào)警功能，係(xì)統(tǒng)能夠對配(pèi)電(diàn)室溫(wēn)度(dù)
，濕度(dù)
，有害氣(qì)體(tǐ)
，設(shè)備故(gù)障(zhàng)或通(tōng)信(xìn)故障(zhàng)等(děng)事件(jiàn)發出告警。

6.4.6歷(lì)史事(shì)件查詢(xún)

能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進行存(cún)儲(chǔ)和管理(lǐ)，方(fāng)便用(yòng)戶(hù)對(duì)係統事件和進行歷史(shǐ)追溯(sù)
，查詢統(tǒng)計(jì)
，事故分析(xī)。

6.4.7用(yòng)戶權限(xiàn)管理(lǐ)

設(shè)置了用(yòng)戶(hù)權(quán)限管理(lǐ)功(gōng)能，可以(yǐ)定(dìng)義(yì)不同級(jí)別(bié)用戶的(dí)登錄名
，密碼及操(cāo)作權(quán)限。

6.4.8網絡(luò)拓(tuò)撲(pū)圖

支持(chí)實(shí)時監(jiān)視(shì)並(bìng)診斷各設備(bèi)的通(tōng)訊狀態，能(néng)夠(gòu)完整(zhěng)的顯(xiǎn)示整個(gè)係(xì)統網絡(luò)結(jié)構。

6.4.9遙控(kòng)功能

可以對整個配電(diàn)係統範(fàn)圍內的(dí)設備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙(yáo)控操(cāo)作。

6.5係(xì)統硬件配置(zhì)

7
，結(jié)語

基於(yú)物(wù)聯網(wǎng)的(dí)智(zhì)能(néng)配(pèi)電(diàn)室綜(zōng)合監控係統以物聯網技術(shù)為(wéi)依托，綜合(hé)運用大(dà)數據技術
，傳(chuán)感技(jì)術等技術，建立(lì)了完(wán)整的(dí)配電室信(xìn)息化(huà)管理(lǐ)係統，有效地降(jiàng)低配電室(shì)管理的(dí)難度和復(fù)雜性，提(tí)高(gāo)了運檢效率(shuài)，為(wéi)配電室(shì)電(diàn)力設備(bèi)的全生命(mìng)周期運維管(guǎn)理奠定(dìng)了基(jī)礎(chǔ)。

參考(kǎo)文獻：

1. 王小蕾，周佳威(wēi)，顧(gù)佳，等(děng).配網自動化建設(shè)及運(yùn)維問題探討［J］.電(diàn)工(gōng)技(jì)術(shù)，2018（23）：78-79.

2. 周金(jīn)萍.基於物聯網的(dí)智能配電室綜合(hé)監控(kòng)係統(tǒng)研究.

3. 安(ān)科瑞(ruì)企業微(wēi)電網設計與應(yīng)用(yòng)手冊2022.05版.