【节能学院】高速公路配电室环境监控系统的应用探讨

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

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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。

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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。

图1整体化远程监控系统结构图

       

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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。

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。

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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。

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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

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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。

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。

曲线查询

可以直接查看各电参量曲线。

运行报表

查询配电室内设备的运行数据报表。

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。

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。 

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。

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。

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。

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系统硬件配置

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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。