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淺談智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

點擊次數(shù):403 更新時間:2023-10-23

韓歡慶

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要:隨著城市化規(guī)模擴大、建設(shè)速度加快,相應(yīng)的城市附屬設(shè)施建設(shè)同樣發(fā)展迅速,供電網(wǎng)絡(luò)也因此得以快速發(fā)展,同時配電房環(huán)境監(jiān)測數(shù)量眾多,地理位置分散,存在巡檢周期長、巡檢盲區(qū)大、監(jiān)控不到位的情況。根據(jù)這一現(xiàn)狀和趨勢,提出了智能配電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)方案,并就其在防水浸、溫濕度監(jiān)測、防位移系統(tǒng)等常見場景中的應(yīng)用進行了分析。

關(guān)鍵詞:智能配電房;防水浸;監(jiān)測

0、引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟,信息化技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用。電力配電房環(huán)境監(jiān)測數(shù)量眾多、位置分散:需要運用通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對配電房環(huán)境質(zhì)量實施長期、有效、連續(xù)、科學(xué)、準(zhǔn)確、全面高效的監(jiān)測,解決一直以來配電房環(huán)境監(jiān)測巡檢周期長、盲區(qū)大、人力資源消耗嚴(yán)重的情況。

通過安裝使用智能配電房環(huán)境監(jiān)測裝置,可以中心,隨時掌控各個無人值守配電房的狀態(tài),同時*大程度節(jié)約前期施工成本和后期運維成本,因此該系統(tǒng)有充分的推廣和利用價值。

1、智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)介紹

1.1系統(tǒng)技術(shù)原理

系統(tǒng)各傳感器帶有各類參量的感應(yīng)元件,終端模塊用于遠(yuǎn)距離組網(wǎng),傳感器可以其配對的終端模塊通信,通過GPRS(4G)網(wǎng)絡(luò)通信,使終端和云端服務(wù)器連接,而應(yīng)用端通過和云端服務(wù)器連接可以做各種數(shù)據(jù)展示和報警。通信終端通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet連接,把數(shù)據(jù)基于 LORA通信協(xié)議以*大20 dBm頻率打包發(fā)送至數(shù)據(jù)中心存儲數(shù)據(jù)并做實時分析,同時在應(yīng)用端提供用戶頁面展示。數(shù)據(jù)報警通過短信、微信、APP等形式通知相關(guān)人員。終端供電采用6.5 V的可充電電池或使用220V市電,保證24 h不間斷工作。系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示:

image.png

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

1.2傳輸網(wǎng)絡(luò)

本系統(tǒng)結(jié)合以上集中無線通信技術(shù),可以充分利用各種網(wǎng)絡(luò)各自的傳輸優(yōu)勢,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)特點分工合作,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)在惡劣環(huán)境下仍然保持穩(wěn)定的傳輸條件。該系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)有以下特點:

(1)可大規(guī)模組網(wǎng),不需要任何網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,就能輕松地組成感應(yīng)節(jié)點規(guī)模上千、面積超過十幾平方公里的LORA自組網(wǎng)。

(2)網(wǎng)絡(luò)可靠性高,標(biāo)簽之間組成完整網(wǎng)狀互聯(lián),自動切換*佳路徑。

(3)持久的低能耗、超微功耗設(shè)計,平均工作電流10μA,電池可用5年以上。

(4)通信安全性,確保安全通信的方案,即發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的合法身份;數(shù)據(jù)的有效性驗證,數(shù)據(jù)包的加密,可靠的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限管理,可用繞開阻擋區(qū)域?qū)崿F(xiàn)智能化通信。

(5)系統(tǒng)容量大,基于該技術(shù)的網(wǎng)關(guān)支持多信道多數(shù)據(jù)速率的并行處理,系統(tǒng)容量大。

(6)可支持測距和定位,基于終端和集中器/網(wǎng)關(guān)的系統(tǒng)可以支持測距和定位。

2、智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的組成

系統(tǒng)包含智能無線水浸傳感器、智能無線溫濕度傳感器、智能無線位移傳感器、終端、后臺等組成部分。傳感器均通過 LORA進行數(shù)據(jù)傳輸,大大提高了收發(fā)的靈敏度,降低了功耗。傳感器標(biāo)簽材質(zhì)工藝采用抗老化、耐高溫ABS材質(zhì),IP65防護等級防水鋁外殼,工作溫度為-30~80℃。傳感器網(wǎng)絡(luò)通信心跳間隔小于60s,設(shè)備運行異常變化時智能喚醒,網(wǎng)絡(luò)喚醒及通信啟動時間小于3s,保證數(shù)據(jù)實時監(jiān)測。終端采用6.5 V可充電電池或使用220V市電,保證24h不間斷工作和監(jiān)測系統(tǒng)獨立運行。

2.1 智能無線水浸傳感器

智能無線水浸傳感器主要用于電纜溝的水位監(jiān)測,當(dāng)檢測到電纜溝的水位越過設(shè)置的告警門限值時,則立刻發(fā)送報警信息到終端,由終端上傳到云平臺處理。傳感器通過支架安裝固定在電纜溝壁上,保證其離溝壁10cm以上并垂直于被監(jiān)測面即可。

2.2 智能無線溫濕度傳感器

智能無線溫濕度傳感器主要用于電纜坑的溫濕度監(jiān)測,獲取到數(shù)據(jù)后由終端上傳到云平臺處理。傳感器通過螺絲固定安裝在坑板內(nèi)側(cè),適應(yīng)路面絕大部分的電纜坑板智能化改造,監(jiān)測電纜井內(nèi)環(huán)境溫濕度狀況,由終端上傳到云平臺處理。

2.3智能無線位移傳感器

智能無線位移傳感器主要用于電纜坑板的位移監(jiān)測,當(dāng)檢測到電纜坑板被非法移動的情況時,一旦判斷異常,則立刻發(fā)送報警信息到終端,由終端上傳到云平臺處理。

2.4 終端

終端能把數(shù)據(jù)基于LORA通信協(xié)議以*大20dBm頻率打包發(fā)送至數(shù)據(jù)中心存儲數(shù)據(jù)并做實時分析,同時在應(yīng)用端提供用戶頁面展示。

2.5云平臺

數(shù)據(jù)處理通過云平臺進行部署,具有高性價比、高穩(wěn)定性、安全可靠等特點,相對于自建服務(wù)器具有成本優(yōu)勢。數(shù)據(jù)儲存多重備份,按需擴容,靈活便捷,云端防火墻安全性高,減輕了工作人員維護壓力。報警可以設(shè)置多種形式,例如通過短信、微信、APP等形式告知管理者。

3、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型

3.1概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺球機、槍機)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機、風(fēng)機、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測器)。

3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.3系統(tǒng)功能

3.3.1實時監(jiān)測

能夠顯示配電室設(shè)備的運行狀態(tài),實時監(jiān)測配電室環(huán)境參數(shù)信息,實時顯示有關(guān)故障、告警等信息。

image.png

3.3.2數(shù)據(jù)查詢

在人機界面中,可以直接查看配電室中各個設(shè)備的運行數(shù)據(jù)。

image.png

3.3.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

image.png

3.3.4運行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)報表。

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3.3.5實時告警

具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟?、濕度、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

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3.3.6歷史事件查詢

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和進行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。 

image.png

3.3.7用戶權(quán)限管理

設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

image.png

3.3.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實時監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

image.png

3.3.9遙控功能

可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進行遠(yuǎn)程遙控操作。


3.4系統(tǒng)硬件配置

名稱

型號

功能

系統(tǒng)

ACREL-2000E

Acrel-2000E 配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控,可對燈光、風(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制等設(shè)備進行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,優(yōu)化動力環(huán)境,避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障,保證維護人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。

智能通信管理機

Anet-2E4SM

通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴展。

主機

Acrel-2000E/A

數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、報警事件記錄查詢,可以根據(jù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)或狀態(tài)聯(lián)動啟動風(fēng)機、聲光報警器、空調(diào)、水泵等設(shè)備。

Acrel-2000E/B

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。

Acrel-2000E/M

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。

Acrel-2000E/G

參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝

環(huán)境監(jiān)測硬件

RS-WS-NO1-8

用于配電房溫度和濕度。工作電源:AC/DC 85~265V 工作溫度:-40.0℃~99.9℃ 工作濕度:0%RH~99%RH

BRJ-307

光電式煙霧傳感; 電源正極(DC 12V):+12V,繼電器輸出:常開觸點

RS-SJ-N01R01-2

接觸式水浸傳感器,監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況,工作電源:DC 10-30V 工作溫度:-20℃~+60℃ 工作濕度:0%RH~80%RH 響應(yīng)時間:1s 繼電器輸出:常開觸點

環(huán)境監(jiān)測硬件

T35-II-5.6

風(fēng)量4800,帶溫控器,帶消聲段,電機變頻

AT8002

常開型;感應(yīng)距離:30-50mm 材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度 干接點輸出

DS-2DC6120BY-A

視頻監(jiān)控

ARTU-KJ8

8路開關(guān)量輸入,8路繼電器輸出

4、結(jié)語

隨著智能電網(wǎng)應(yīng)用的不斷成熟和進步,現(xiàn)已實現(xiàn)對電力設(shè)備運行環(huán)境真實狀態(tài)的監(jiān)測和分析,*終將建成基于整個電網(wǎng)配電房的在線監(jiān)測、智能診斷處理、應(yīng)急指揮、“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流"高度一體化融合的綜合控制運行中心。

參考文獻(xiàn):

[1]林文健,劉振林,余進江.淺談配電房環(huán)境感應(yīng)和控制原理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2018(9):24-25.

[2]鄒宇,李賓皚,胡鵬飛.城市變電站防洪澇設(shè)計及改造施工研究[J].建筑施工,2016,38(10):1419-1422.

[3]張恒.陳軍球.方振.智能電房環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究.

[4]企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.05版.

作者簡介:

韓歡慶,女,現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司,主要從事配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的研究與應(yīng)用,


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