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配電房/開閉所智能巡檢控制系統

作者：安徽電科恒鈦智能科技有限公司

日期：2018-08-27 09:32:05

摘要：智能巡檢控制系統是專為開閉所、配電房智能遠程巡檢管理服務的新一代智能產品，它集現代移動通信技術、計算機技術、電力測量技術于一身，實現配變異常遠程告警，加強了電力部門技術遠程巡檢能力，生成電力部門的各項管理數據、分析曲線、報表等，為電力部門精細化管理提供了科學的、先進的技術手段。

關鍵詞：智能巡檢控制系統開閉所配電房智能遠程巡檢

　　一.項目背景

　　供電公司變配電場所由于數量較多、分布較廣等原因，具有分散、地理環境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多，容易受用戶增容和城市建設影響等特點。變配電場所的監控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、電力需求管理具有重大意義。

　　傳統的解決方案就是分別安裝環網柜、開關柜、變壓器等監測設置，以及告警、視頻以及環境監控等系統等，但是這些系統具有如下問題：

　　1、很多裝置沒有聯網，只是在本地監測和控制;

　　2、各系統之間獨立運行，無法有效的進行管理，達不到安全管理的效果。

　　3，目前變配電場所的巡檢都是通過手工記錄的方式進行，會出現代簽、統計費時費力，無法做到實時監控和管理。

　　4，多系統并存不但增加了投資成本，后期的維護成本也大大增加，并且多個廠家的設備同時運行，也會產生扯皮現象，浪費業主的時間和精力。

　　二.系統概述

　　智能巡檢控制系統是專為開閉所、配電房智能遠程巡檢管理服務的新一代智能產品，它集現代移動通信技術、計算機技術、電力測量技術于一身，實現配變異常遠程告警，加強了電力部門技術遠程巡檢能力，生成電力部門的各項管理數據、分析曲線、報表等，為電力部門精細化管理提供了科學的、先進的技術手段。

　　用于監測配電變壓器，配電線路運行狀態和補償配電網無功的終端單元，以數字信號處理器DSP為核心，具有實時數據采集，電量計量，歷史數據存儲，故障告警功能。采用液晶顯示屏就地顯示運行狀態，適用于低壓電網運行狀態監測和低壓動態無功補償等場合。可以通過監視變壓器的運行狀況，優化配網運行方式;發生故障或異常運行時，迅速告警，及時恢復正常供電，減少停電時間，保證變壓器的安全運行;記錄電壓越限時間，計算電壓合格率，從而合理控制電平水平，改善供電質量。

　　開閉所智能巡檢控制系統以“智能控制”為核心，通過物聯網技術的集成應用，實現開閉所內環境的全天候狀態監視和智能控制。

　　系統以網絡通信為核心，完成站端音視頻、環境數據以及安全防范等數據的采集和監控，并將以上信息遠傳到監控中心。

　　系統把環境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監控等所有監控量在監控系統主界面上進行一體化顯示和控制，不得分系統孤立顯示和控制。系統監控應提供視頻監控和圖表監控兩種監控模式。

　　系統可以設置系統內的環境監測、視頻監控、空調及設備聯動等各子系統之間進行聯動。

　　系統所有操作以及告警確認，都需要保留詳細的日志并生成相應報表。

　　實現監控電纜溝或電纜井水位、開關柜內電纜接頭溫度;實時監控環境溫度、濕度、漏水等環境因素;實時監控煙感、圖像及門禁等信息。

　　系統由設置在開閉所內的監控前端、各種傳感器及局端監控計算機(含軟件平臺)組成。

　　本系統具有100M以太網接口，可以通過光纖網形成實時監控系統;本系統支持GPRS無線網絡，可以通過無線網絡形成準實時系統。

　　本系統具有軟件平臺，可以在控制室實時監控各開閉所的設備工況、環境狀態、安防情況。數據在監控界面上直觀顯示。同時數據存入數據庫，數據可以查詢、檢索、統計、分析、報表。

　　本系統可以在監控計算機或智能手持終端上實時聲光告警，同時支持向相關責任人發送告警短信。

　　本系統具有智能巡檢功能，智能巡檢終端接收巡檢指令，到位后自動智能巡檢，記錄巡檢信息，可上傳巡檢信息進入數據庫。

　　三、系統總體設計

　　根據《開閉所管理制度》、《開閉所操作規程》以及《電力安全生產條例》等文件精神，結合我公司實際應用案例，采用分布式和模塊化架構，把智能巡檢控制系統 AC10kV分為站端設備和軟件系統兩部分。

　　站端設備以HT500系列站端監控主機為核心，能夠接入開關柜、環網柜、變壓器傳感器或智能設備，溫濕度等環境傳感器，在線式紅外母線溫度傳感器，電纜無線測溫設備，SF6和O2傳感器，H2S傳感器以及O3傳感器。對射/紅外等安防設備、消防主機設備，一路門禁、8-24路燈光/空調以及風機的控制等功能。并可以通過擴展實現圖像抓拍、SF6泄露告警、消防告警等功能。

　　HT500監控主機采用TCP/IP有線方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等無線方式和中心進行聯網。

　　四、網絡拓撲設計

　　目前，對于智能巡檢控制系統 AC10kV通常有以下幾種傳輸方式：

　　1、已有以太網的開閉所：每個開閉所主機需要一個RJ45網口和一個IP地址即可。

　　2、僅有2M光纖接口：配置一臺2M--以太網橋，通過光電轉換，提供以太網接口。

　　3、沒有以太網和光纖的開閉所：可以選擇如下兩種方式：

　　1) 就近租用電信運營商的以太網或者光纖：適合于小區內運營商網絡連接較為方便的地方。

　　2) 租用電信運營商的無線網絡：采用3G、4G路由器接入的方式，可以使用公網或者組成VPN專網。本方案需要向運營商繳納網絡使用費用和購買VPN服務器。

　　總之，通過各種技術手段，配備以太網為優化和成本低的傳輸方式。

　　五、系統功能模塊

序號	項　　目						單位			標準參數值
一	前端控制器
1	*外殼				尺寸					壁掛式≤300×210×100mm,具體根據現場情況確定
1	*外殼				防護等級					IP65
2	*工作電源				常規電源					交流電源：AC 220（1±10%）V，頻率為50Hz，頻率誤差為±5%。
2	*工作電源				內置后備電源					12V內置式，停電后可供告警模塊上傳數據或發送告警短信
3	*液晶屏				窗口尺寸		mm			≥78×22
					分辨率		pixels			256×64
					工作溫度		℃			－25～＋70
4	*環境條件				高溫度		℃			＋65
					低溫度		℃			－20
					相對濕度		％			0～90
					大氣壓力		kPa			63～108
5	*模擬量輸入接口				輸入類型					電壓
					輸入范圍					0～5V
					數量					2
6	*數字量輸入接口				輸入類型					高電平
6	*數字量輸入接口				數量					4
7	*控制開關量輸出接口				輸出方式					繼電器
					輸出容量					AC220V1A ( DC24V1A )
					數量		個			3
					輸入方式					低有效
					控制方式					多參量閉環控制
8	*風機控制參數				控制方式					本地閉環控制
8	*風機控制參數				控制參數					溫度、濕度、煙霧、SF6、O2
9	*水泵控制參數				控制方式					本地閉環控制
9	*水泵控制參數				控制參數					水位
10	*本地通信接口				RS485					≥3路
10	*本地通信接口				無線局域					433MHz或2.4 G
11	*遠程通信				RJ45					1個; 10M/100M/ 1000M自適應以太網口
					通信協議					Modbus-TCP協議
					無線					GPRS傳輸
12	*短信告警				頻段					850/900/1800/1900MHz
12	*短信告警				告警的方式					上電、掉電、其他超限事件自動向預置告警短信
13	*無線局域網				標準					Wi-Fi 無線支持無線標準 IEEE 802.11n/g,/b
					協議					HTTP
					訪問方式					Web
14	時鐘				走時誤差		s/d			＜1
14	時鐘				失電保持					3年
15	*數據存儲				容量		KB			≥8
					掉電保持					有
					反復讀寫					≥1億次
16	平均無故障工作時間（MTBF）						h			≥2×10⁴
17	*功率消耗									有功功率≤10W（整機）視在功率≤25VA（整機）
二	本地控制配電箱
1	外殼尺寸						mm		壁掛式≤650mm×550mm×250mm,具體根據現場情況確定
2	功能								能實現三路閉環控制設備或遠程控制設備裝備
三	三防接線盒
1	功能								≥10路，能夠實現線纜接頭的防塵、防水和防火，防護等級IP65
四	無源無線電纜接頭測溫模塊
1	*測溫方式									接觸式測溫
2	*測溫范圍						℃			－10～＋120
3	*溫度測量精度						℃			0.5
4	*響應時間						s			≤15
5	*電源				取電方式					10Kv感應取電
5	*電源				續電時間					≥10年
6	*通信方式									無線通訊
7	*通信頻率									433MHz
8	*組網方式									無線自適應組網
9	*通訊適配器電源									AC220V/DC5V/DC12V
五	傳感器
1	* 溫度傳感器		*溫度測量范圍				℃			－20～＋100
			*溫度測量精度				℃			0.5
			響應時間				s			≤15
			數據傳輸距離				m			≥2
			環境溫度				℃			－35～＋55
			環境濕度							10%～95%RH
			輸出方式				V			0～5
2	*濕度傳感器		*濕度測量范圍							0%～99%RH
			*濕度測量精度							±1%RH（25℃）
			響應時間				s			≤15
			數據傳輸距離				m			≥2
			環境溫度				℃			－35～＋55
			環境濕度							10%～95%RH
			輸出方式				V			0～5
3	*浸水傳感器		電源				V			DC12～36V
			*誤報率							<100ppm
			環境溫度				℃			－15～＋55
			環境濕度							20%～95%RH
			響應時間				S			≤1
			輸出方式							常開/常閉可選
4	*結露傳感器		電源				V			DC12～24V
			環境溫度				℃			－0～＋80
			環境濕度							10%～95%RH
			*響應時間							<10S
			輸出方式							常開/常閉可選
5	*水位傳感器		電源				V			DC12～36V
			環境溫度				℃			－40～＋80
			環境濕度							10%～95%RH
			測量范圍				m			5
			水位測量精度				CM			1
			響應時間				S			<1
			輸出方式							RS485
6	*氧氣含量傳感器		電源				V			DC12～36V
			環境溫度				℃			0～＋55
			環境濕度							10%～95%RH
			*測量范圍							0～25
			*測量精度							±1%
			輸出方式							RS485
7	*SF6 氣體濃度傳感器		電源				V			DC12～36V
			環境溫度				℃			-10～＋50
			壓力范圍							800hPa-1000hPa
			*測量范圍				ppm			0～3000
			預熱時間				min			小于2min
			反應時間				s			擴散時間小于25s，流速小于5s
			啟動電流				mA			70
			輸出方式							RS485
8	*煙霧探測器		電源				V			DC12～24V
8	*煙霧探測器		告警的方式							常開/常閉可選
六	視頻監控系統
1	網絡攝像機		*傳感器總像素							242萬像素
			圖像尺寸							1920×1080
			*光學變倍							26倍
			*云臺水平范圍							0°～360°連續旋轉
			*垂直范圍							-20°～90° 自動翻轉180°后連續監視
			補光方式							紅外
			補光距離							≥220m
			*網絡接口							內置RJ45 網口，支持10M/100M 網絡數據
			*網絡協議							IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE
			電源							AC24V/3A±25%（含紅外控制電路）
			功耗							24W/38W(紅外燈、加熱器開啟）
			工作環境							溫度-45～70℃；濕度＜95%
			產品尺寸				Mm			Φ240mm×382mm
2	數字硬盤錄像機		音頻輸入							1路
			音頻輸出							1路
			圖像壓縮標準							H.264
			*視頻輸入							≥4路
			*硬盤個數							≥1
			*網絡接口							1個 RJ45接口, 10/100M自適應
			*RS485接口							1個標準485接口
			供電							DC12V
			功耗							≤25W（帶適配器、不帶硬盤）
			工作溫度							-10℃~+55℃
			工作濕度							10%~90%
			尺寸							Smart Mini 1U機箱，220mm（長）×260mm（寬）×44mm（高）
七	火災告警系統
序號	功能單元	項目名稱				單位		標準參數值			數量
1	主系統	控制單元				臺			有上傳聯動功能，接入64點；含上傳通信模塊、通信規約		1
		探測器							單個探測器的保護面積不低于２５m² ，感溫型7個，感煙型2個		9
		聲光告警裝置				套			聲、光顯示，以簡體中文描述告警位置		2
2	其他設施	與其它消防滅火系統相關設備的接口							無源接點或24V DC信號		預留
		感溫電纜				米					90
		電纜夾				個					120
		手動火災告警按鈕				個					2
		感溫電纜終端盒				個					2
		探測器底座				個					9
		短路隔離器				個					4
八	軟件功能
1	*下位機			數據顯示						滾屏顯示實測數據、工作狀態數據
				設置						各類參數、告警門限閾值、閉環控制范圍
				WIFI登錄鑒權						用戶名/密碼方式
				參數校正						有
				系統接口						支持消防告警系統信號接入并輸出告警信息
2	*軟件平臺			主控模塊						服務器端
				數據庫						服務器端
				客戶端						客戶端
				數據查詢統計子系統						歷史數據查詢、檢索、統計
				告警子系統						告警信息存儲、管理、轉發
				數據展示子系統						展示實測數據及被控設備狀態
				數據接口						以太網/GPRS