淺談高速公路智慧配電房監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

引言

作為配電網(wǎng)中的重要供電節(jié)點(diǎn),配電房分散布置在高速公路的各個(gè)收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)和隧道中,由于配電房之間的距離較遠(yuǎn),單獨(dú)采用巡視的方式,效率低、成本高,且難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)及解決問題,這就給電力系統(tǒng)成效帶來了一定的負(fù)面影響。高速公路配電房的作用是為高速路段提供電源,進(jìn)而確保高速路段的安全穩(wěn)定運(yùn)營,確保路段收費(fèi)、通風(fēng)及照明等系統(tǒng)的正常使用,其一旦出現(xiàn)嚴(yán)重問題,后果不堪設(shè)想。

交通行業(yè)基于實(shí)際現(xiàn)狀調(diào)研分析,提出了"智慧配電房"的理念,旨在推進(jìn)配電房智能化建設(shè),實(shí)現(xiàn)配電房可控、可測及可觀 ,降低運(yùn)維管理成本,提升運(yùn)維質(zhì)量和安全管理水平。

智慧配電房監(jiān)控系統(tǒng)是采用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù),并結(jié)合傳感器技術(shù)、通信技術(shù)和電氣技術(shù),在電力系統(tǒng)中對(duì)電能進(jìn)行分配與監(jiān)控的整套智能化系統(tǒng)。它可以針對(duì)高速公路的特點(diǎn),采用數(shù)字化技術(shù)合理地開發(fā)設(shè)計(jì)配電房智能監(jiān)控系統(tǒng) ,以實(shí)現(xiàn)配電房的有效管控。

經(jīng)過近幾年的研究和發(fā)展 ,目前市場上已有幾種技術(shù)比較成熟的智慧配電房監(jiān)控系統(tǒng)。

1一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

該系統(tǒng)以動(dòng)環(huán)監(jiān)控一體化主機(jī)為核心,采用ARM架構(gòu)和B/s模式以及web服務(wù)方式,通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ),并與上級(jí)管理平臺(tái)相連實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能。在監(jiān)控系統(tǒng)與主機(jī)相接時(shí) ,采用Rs485、Rs232等方式,簡化了中間環(huán)節(jié),且性能可靠性較好 ,性價(jià)比更高。一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

功能特點(diǎn):(1）實(shí)現(xiàn)配電站環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)管:(2）實(shí)現(xiàn)配電柜電壓、電流的智能儀表監(jiān)測:(3）監(jiān)測重要開關(guān)狀態(tài),發(fā)現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警并記錄:(4）監(jiān)測六氟化硫、臭氧、甲烷等濃度值,超閾值告警:(5）監(jiān)測溫濕度,過高或過低時(shí)自動(dòng)報(bào)警:(6）監(jiān)測入侵環(huán)境人員的狀態(tài)信息,進(jìn)出數(shù)據(jù)可歷史查詢:(7）區(qū)域配置視頻監(jiān)控,支持多畫面瀏覽、錄像回放、觸發(fā)報(bào)警、設(shè)備聯(lián)動(dòng)等功能:(8）消防控制箱的報(bào)警信號(hào)由開關(guān)量采集模塊進(jìn)行傳送,主要將它傳送至監(jiān)

圖1一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖控服務(wù)器,對(duì)機(jī)房消防報(bào)警情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。

一體化遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)配電房數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控以及遠(yuǎn)程管理,且具有故障預(yù)警功能,可及時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)無人值守目標(biāo)。另外,利用監(jiān)控室可及時(shí)掌握配電房設(shè)備的運(yùn)行情況和環(huán)境數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)用電設(shè)備的集中管理,減少不必要的工作量,進(jìn)而大大提高系統(tǒng)的運(yùn)維效率,確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)

智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用先進(jìn)的在線監(jiān)測技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、無線通信技術(shù)以及分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì),利用多種傳感器和監(jiān)測裝置對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測,以及時(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀況,如果發(fā)生設(shè)備故障,包括短路、高溫等,可利用裝置進(jìn)行信息的自動(dòng)采集 ,并發(fā)送語音、數(shù)據(jù)、視頻等信息,使工作人員及時(shí)掌握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)設(shè)備的有效監(jiān)控。智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

系統(tǒng)功能:

(1）值班監(jiān)控功能:值班人員可通過監(jiān)控中心24h遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)掌握配電房運(yùn)行情況,并可遠(yuǎn)程控制設(shè)備啟停。

(2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢:實(shí)時(shí)查詢當(dāng)前配電房溫濕度、O2/sF6濃度、水浸狀況等環(huán)境數(shù)據(jù)以及各設(shè)備電流、電壓、功率等電力參數(shù)。

(3）歷史數(shù)據(jù)查詢:可查詢到配電房以往的環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、電氣設(shè)備電力參數(shù)、報(bào)警信息、人員進(jìn)出信息、設(shè)備啟停等歷史數(shù)據(jù)。

圖2智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

（4）報(bào)警預(yù)警功能:對(duì)于開關(guān)變位 、保護(hù)動(dòng)作 、遙測越限、門禁安防異常、環(huán)境異常、通信異常、終端設(shè)備運(yùn)行異常等,系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警預(yù)警。

(5）統(tǒng)計(jì)報(bào)表分析:對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算,以便直觀了解某段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的變化趨勢,有助于對(duì)配電房各設(shè)備整體狀況的了解以及對(duì)形勢的預(yù)估。

（6）設(shè)備聯(lián)動(dòng)設(shè)置:通信監(jiān)控主機(jī)可自動(dòng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷 ,當(dāng)發(fā)生數(shù)值越限時(shí)可自動(dòng)聯(lián)動(dòng)開啟相應(yīng)的設(shè)備,及時(shí)處理告警事件。

智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)以及智能電網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),通過建立配電房綜合監(jiān)控平臺(tái),配電房的電力信息、環(huán)境信息、安全門禁信息、視頻監(jiān)控信息可由監(jiān)控主機(jī)經(jīng)監(jiān)控室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控,工作人員有事外出時(shí),也可通過手機(jī)實(shí)時(shí)了解配電房情況,實(shí)現(xiàn)真正意義上的配電房"無人值守" ,有效降低因工作人員值班不到位所帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

3新型智能化監(jiān)控系統(tǒng)

新型智能化監(jiān)控系統(tǒng)(圖3）包括AMx模塊、溫濕度傳感器、臭氧氣體傳感器、煙霧傳感器、紅外雙鑒探測器、門狀態(tài)傳感器、母排測溫、視頻監(jiān)控等,由監(jiān)控終端單元收集配電房的各項(xiàng)數(shù)據(jù),通過智能網(wǎng)關(guān)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄鼙O(jiān)控平臺(tái),用戶在路段監(jiān)控中心可實(shí)時(shí)查看配電房的數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)。

系統(tǒng)特點(diǎn):(1）運(yùn)用全面云端化的監(jiān)測,實(shí)時(shí)掌握設(shè)備安全運(yùn)行狀況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣故障隱患:(2）實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測與網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)配電房的無人值守:(3）快捷查詢電氣參數(shù)(電流、電壓、功率等）,并以曲線、柱狀圖和表格等形式顯示:(4）按小時(shí)、日、月、年等時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),并開展同比、環(huán)比分析對(duì)比:(5）準(zhǔn)確定位報(bào)警區(qū)域,自主添加巡檢、維保、報(bào)警工單 ,提醒運(yùn)維人員及時(shí)處理:(6）管理所屬設(shè)備資產(chǎn)臺(tái)賬,查看維保時(shí)間、維保項(xiàng)目,定期維護(hù),通過線上線下相結(jié)合實(shí)現(xiàn)設(shè)備全生命周期的運(yùn)維管理。

圖3新型智能化監(jiān)控系統(tǒng)示例

新型智能化監(jiān)控系統(tǒng)具備對(duì)配電房環(huán)境、安防、視頻設(shè)備狀態(tài)等信息的監(jiān)測和控制功能,可以定時(shí)自動(dòng)采集數(shù)據(jù),分析負(fù)荷變化過程,實(shí)現(xiàn)24h遠(yuǎn)程在線監(jiān)管,有利于進(jìn)一步推進(jìn)配電房的無人值班、少人值守,減少了人力和資源的投入,提升了供配電系統(tǒng)的管理能力和日常監(jiān)控水平,達(dá)到了實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控與現(xiàn)場管理相結(jié)合的目的。

4結(jié)語

綜上所述,智慧配電房監(jiān)控系統(tǒng)與傳統(tǒng)的配電房運(yùn)行模式相比,無須對(duì)配電房設(shè)備作出大的改變,只需增加一些系統(tǒng)設(shè)備 ,包括監(jiān)控平臺(tái)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、傳感器等,即可對(duì)環(huán)境、設(shè)備狀態(tài)、視頻安防等信息進(jìn)行控制及監(jiān)測,并通過系統(tǒng)內(nèi)部的聯(lián)動(dòng)控制,有效保障配電房的安全運(yùn)行,預(yù)防因設(shè)備狀態(tài)變化、非授權(quán)活動(dòng)等引起的事故發(fā)生,實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房的全面態(tài)勢感知、設(shè)備運(yùn)行等狀況的全維度在線巡視,極大地簡化了設(shè)備運(yùn)檢流程,減少了人工巡檢的工作量,真正實(shí)現(xiàn)了變電所配電房的無人巡視,提高了管理效率,節(jié)約了運(yùn)營成本,同時(shí)可提前預(yù)估事故隱患,降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。

本文闡述的3種智慧配電房監(jiān)控系統(tǒng)在配電房建設(shè)過程中得到了廣泛應(yīng)用,能夠更好地規(guī)范智慧配電房的建設(shè),為今后配電房建設(shè)提供有益的參考。