【节能学院】高速公路配电室环境监控系统的应用探讨

描述

摘要:为了提升高速公路运维工作质量和效率,支撑技术发展向数字化、精益化、智能化转型,在大量的配电房现状问题分析以及较新的监测技术调研的基础上,主要讨论了高速公路配电房监控系统的智能化方案及应用现状,并着重从环境、安防、视频等多个系统功能出发,分析智能化、可视化、自动化及互动化新型现代化配电房的可行性发展。

关键词:高速公路;配电房;环境监控系统;智能化

01

引言

作为配电网中的重要供电节点,配电房分散布置在高速公路的各个收费站、服务区和隧道中,由于配电房之间的距离较远,单独采用巡视的方式,效率低、成本高,且难以及时发现及解决问题,这就给电力系统成效带来了一定的负面影响。高速公路配电房的作用是为高速路段提供电源,进而确保高速路段的安全稳定运营,确保路段收费、通风及照明等系统的正常使用,其一旦出现严重问题,后果不堪设想。

交通行业基于实际现状调研分析,提出了“智慧配电房”的理念,旨在推进配电房智能化建设,实现配电房可控、可测及可观,降低运维管理成本,提升运维质量和安全管理水平。

智慧配电房监控系统是采用现代自动化技术,并结合传感器技术、通信技术和电气技术,在电力系统中对电能进行分配与监控的整套智能化系统。它可以针对高速公路的特点,采用数字化技术合理地开发设计配电房智能监控系统,以实现配电房的管控。经过近几年的研究和发展,目前市场上已有几种技术比较成熟的智慧配电房监控系统。

02

整体化远程监控系统

该系统以动环监控整体化主机为核心,采用ARM架构和B/S模式以及Web服务方式,通过系统数据采集、存储,并与上级管理平台相连实现监控功能。在监控系统与主机相接时,采用RS485、RS232等方式,简化了中间环节,且性能可靠性较好,性价比更高。整体化远程监控系统结构图如图1所示。

功能特点:

(1)实现配电站环境监控系统的监管;

(2)实现配电柜电压、电流的智能仪表监测;

(3)监测重要开关状态,发现异常时自动报警并记录;

(4)监测六氟化硫、臭氧、甲烷等浓度值,超阈值告警;

(5)监测温湿度,过高或过低时自动报警;

(6)监测入侵环境人员的状态信息,进出数据可历史查询;

(7)区域配置视频监控,支持多画面浏览、录像回放、触发报警、设备联动等功能;

(8)消防控制箱的报警信号由开关量采集模块进行传送,主要将它传送至监控服务器,对机房消防报警情况进行实时监测。整体化远程监控系统的应用,可以实现配电房数据的实时监控以及远程管理,且具有故障预警功能,可及时查询历史数据,实现无人值守目标。另外,利用监控室可及时掌握配电房设备的运行情况和环境数据,实现用电设备的集中管理,减少不必要的工作量,进而大大提高系统的运维效率,确保系统的安全稳定运行。

监控系统

图1整体化远程监控系统结构图

       

03

智能综合监控系统

智能综合监控系统采用先进的在线监测技术、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术以及分层分布式系统结构和模块化设计,利用多种传感器和监测装置对电力设备的运行状态进行监测,以及时了解设备的运行状况,如果发生设备故障,包括短路、高温等,可利用装置进行信息的自动采集,并发送语音、数据、视频等信息,使工作人员及时掌握设备的运行状态,实现设备的监控。智能综合监控系统结构图如图2所示。

系统功能:

(1)值班监控功能:值班人员可通过监控中心24h远程实时掌握配电房运行情况,并可远程控制设备启停。

(2)实时数据查询:实时查询当前配电房温湿度、O2/SF6浓度、水浸状况等环境数据以及各设备电流、电压、功率等电力参数。

(3)历史数据查询:可查询到配电房以往的环境监控数据、电气设备电力参数、报警信息、人员进出信息、设备启停等历史数据。

监控系统

图2智能综合监控系统结构图
 

(4)报警预警功能:对于开关变位、保护动作、遥测越限、门禁安防异常、环境异常、通信异常、终端设备运行异常等,系统将自动进行报警预警。

(5)统计报表分析:对历史数据进行统计、分析、计算,以便直观了解某段时间内数据的变化趋势,有助于对配电房各设备整体状况的了解以及对形势的预估。

(6)设备联动设置:通信监控主机可自动对采集的数据进行分析判断,当发生数值越限时可自动联动开启相应的设备,及时处理告警事件。智能综合监控系统结合了互联网、物联网、云平台、大数据以及智能电网等先进技术,通过建立配电房综合监控平台,配电房的电力信息、环境信息、安全门禁信息、视频监控信息可由监控主机经监控室实现远程监控,工作人员有事外出时,也可通过手机实时了解配电房情况,实现配电房“无人值守”,大大降低因工作人员值班不到位所带来的风险。

04

新型智能化监控系统

 新型智能化监控系统由监控终端单元收集配电房的各项数据,通过智能网关将数据传输到智能监控平台,用户在路段监控中心可实时查看配电房的数据和运行状态。

系统特点:

(1)运用云端化的监测,实时掌握设备安全运行状况,及时发现电气故障隐患;

(2)实时状态监测与网络视频监控,实现配电房的无人值守;

(3)快捷查询电气参数(电流、电压、功率等),并以曲线、柱状图和表格等形式显示;

(4)按小时、日、月、年等时间间隔统计数据,并开展同比、环比分析对比;

(5)准确定位报警区域,自主添加巡检、维保、报警工单,提醒运维人员及时处理;

(6)管理所属设备资产台账,查看维保时间、维保项目,定期维护,通过线上线下相结合实现设备全生命周期的运维管理。新型智能化监控系统具备对配电房环境、安防、视频设备状态等信息的监测和控制功能,可以定时自动采集数据,分析负荷变化过程,实现24h远程在线监管,有利于进一步推进配电房的无人值班、少人值守,减少了人力和资源的投入,提升了供配电系统的管理能力和日常监控水平,达到了实时远程监控与现场管理相结合的目的。

05

安科瑞产品介绍

(1)概述

配电室综合监控系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视频监控子系统(云台球机、枪机)、环境监测子系统(温度、湿度、水浸、烟感)、控制子系统(灯光、空调、风机、水泵)、门禁监控子系统(读卡器、开门按钮、磁力锁)、安防监控子系统(双鉴检测器)。

(2)应用场所

适用于轨道交通,工业,建筑,学校,商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。

(3)系统结构

监控系统

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系统功能

实时监测

能够显示配电室设备的运行状态,实时监测配电室环境参数信息,实时显示有关故障、告警等信息。

监控系统

数据查询
 

在人机界面中,可以直接查看配电室中各个设备的运行数据。

监控系统

曲线查询

可以直接查看各电参量曲线。

监控系统

运行报表

查询配电室内设备的运行数据报表。

监控系统

实时告警

具有实时告警功能,系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。

监控系统

历史事件查询

能够对产生的所有事件记录进行存储和管理,方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。 

监控系统

用户权限管理

设置了用户权限管理功能,可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。

监控系统

网络拓扑图

支持实时监视并诊断各设备的通讯状态,能够完整的显示整个系统网络结构。

监控系统

遥控功能

可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

监控系统

07

系统硬件配置

监控系统

08

结语

综上所述,智慧配电房监控系统与传统的配电房运行模式相比,无须对配电房设备作出大的改变,只需增加一些系统设备,包括监控平台、数据传输系统、传感器等,即可对环境、设备状态、视频安防等信息进行控制及监测,并通过系统内部的联动控制,有效保障配电房的安全运行,预防因设备状态变化、非授权活动等引起的事故发生,实现对配电房的整体态势感知、设备运行等状况的全维度在线巡视,大大地简化了设备运检流程,减少了人工巡检的工作量,实现了变电所配电房的无人巡视,提高了管理效率,节约了运营成本,同时可提前预估事故隐患,降低了事故风险。本文阐述的3种智慧配电房监控系统在配电房建设过程中得到了广泛应用,能够更好地规范智慧配电房的建设,为今后配电房建设提供有益的参考。

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