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浅谈智能配电房设备自动监视的研究应用

更新时间:2021-05-31      点击次数:692

摘要在配电房加装自动监视系统,实现配电房环境和供电设备各种状态量在线监测,通过后台系统集成开发,实现各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示,以提高配电房的运行能力,保障配电房设备的安全运行。

关键词智能配电房;设备;自动监视

 

引言

长期以来,配电房管理工作一直是供电系统运行管理的可靠性的薄弱环节之一,一些配电房开关跳闸和配电房环境过热影响设备运行、配电房水浸导致设备损坏、配电房设备被盗等,既容易烧毁设备,也容易影响用户正常的用电情况。

 

1.智能配电房监控系统的系统构架

1.1系统结构

 

智能配电房主要包括应用层、平台层、通信层、终端层、感知层五个部分。应用层应包含主站系统的各类应用功能,包括入侵报警、设备在线监控、预警联动、智能巡检、统计、APP移动应用、远程控制、告警管理、抢修管理、综合展示等。

平台层为支撑主站系统的硬软件平台,应充分运用云计算、云存储等云化功能特点,支持大数据接入和分析。

通信层应支持电力专网或公网通信方式,可承载“五遥”数据接入。

终端层主要包括采集器、监控终端单元。

感知层主要包括各类传感器、控制设备。

1.2系统功能

1.2.1设备运行状态监测

应用物联网技术及在线监测技术实现对配电房设备的在线监测。通过基于物联网通信的智能传感设备实现对配电房变压器、中压开关柜、低压配电柜和电缆等设备运行状态信息采集,并结合扩展设备实现电气设备预警联动,对配电房设备实时在线监测。

1.2.2设备运行环境监控

基于大数据分析和环境智能调控算法实现对设备运行环境的监控。通过对配电房内环境、温湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水浸、粉尘、噪声等信息的采集、分析和告警,并结合温湿度控制设备对房内环境进行自动调节,并结合扩展设备实现预警联动,对配电房运行环境实时在线监控。确保设备运行环境和人员工作环境的健康。

1.2.3设备全生命周期管理

基于RFID/二维码、北斗定位技术实现对设备的全生命周期管理。利用物联网技术,通过扫描配电房设备的RFID/二维码等电子标识,采集电力设备全生命周期信息,包括台账、试验、缺陷等,实现对运行设备台账的在线信息采集,建立完整的设备管理档案。基于物联网技术的设备全生命周期管理,将设备状态信息与资产管理信息进行有效整合,实现对资产规划、建设、运行维护等过程的智能化动态实时跟踪和集中监控,提高资产全生命周期的自动化及智能化管理。

1.2.4配电房智能运维

基于人工智能技术实现配电房的智能运检。利用电网地理信息(GIS)、视频信息、报修信息、告警信息等发现配电房设备存在故障,实时故障研判、准确定位、运行人员及车辆跟踪、重过载设备、异常黑点、分析故障影响范围,并根据设备状态评价结果、综合数据分析以及运维矩阵,确定设备年度运维等级及其运维策略的过程,合理调度抢修资源,指挥抢修工作开展,实现综合数据的智能分析、抢修管理、智能运维策略管理等智能运维管理。

1.2.5满足综合管理和竞争性业务扩展的需求

基于综合能源管理和数字化技术实现对社会化服务的扩展和延伸。智能配电房作为配电网能源供应的关键节点,应支持四网融合、三表集抄、智能小区、分布式电源、充电桩等数据接入和安全运行状态监测的接口,确保智能配电房能够满足未来智慧城市的发展。

 

2.智能配电房设备自动监视内容

2.1温度监测

采用红外热成像对变压器进行整体监测,采用温度传感器对容易发生温升故障的高低压接线桩温度进行在线监测,并将变压器温控器、冷却风机状态信息接入系统,实时监测变压器运行状态,掌控变压器本体及关键点的温度变化情况,实现温度预警和风机联动。采用无线温度传感器对油变外壳进行监测。干变风机监控、干变绕组温度监测、干变铁芯温度监测利用变压器原有温控器功能,实现温度预警和风机联动。

2.2局放监测

能够准确在线测量局部放电引起的变压器中压电缆头、开关柜局放电量,并可以使用标准的局部放电脉冲信号发生器在线进行校准。具有局部放电分析功能,可以了解局部放电的类型、相位、强度,能够准确反映变压器中压电缆头局部放电的严重程度和运行状态;适用于变压器中压电缆头局部放电的带电测试,具有很强的抗干扰能力;具备单次和连续实时在线检测、监测模式,并能对放电严重程度予以报警指示;具备多通道测试功能,且每个通道可单独由用户自行设置报警警戒值,具有报警值设置、局放采集相位角设置等功能;具有检测数据的保存和导出功能;具备自检功能,自检通过后有明确的提示标识;具有传感器防短路功能,传感器、连接测试电缆短路、断路设备应有提示。

2.3门状态监测

利用配电设备实现原有电子闭锁装置功能。

2.4湿度监控

对中压开关柜机构室、二次室内湿度实时监测,湿度传感器与湿度信号接收装置之间数据采用无线传输方式。

 

3.安科瑞Acrel-2000E/B配电室综合监控系统介绍及选型

3.1产品简介

配电室综合监控是整个电能管理系统中的一个重要环节。目前,配电室一般都采取无人值守,定时巡查制度,这样既浪费人力物力也无法做到对配电室的环境和安全实时监控。而配电室的环境稳定可靠对变压器等设备的正常运行至关重要。

安科瑞电气股份有限公司根据配电室实际情况,结合多年的变电站和配电室的运行管理经验,自主研发了安科瑞配电室综合监控系统,实现了智能开关柜运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温监测、电缆测温监测、环境监测、有害气体监测、安防监控、采暖通风、门禁、灯光、风机、除湿机、空调控制等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制,实现动力环境优化,避免运行环境的失控导致配电设备运行故障,保证维护人员安全,延长设备使用寿命,减少配电室粗放式管理导致成本过高,同时实现配电动力环境的分布式远程管理。

3.2应用场所

变电所、配电室、机房、箱变。

 

3.3系统模块

配电室综合监控系统以智能控制为核心,通过物联网技术的集成应用,实现配电室内环境的全天监视和智能控制。以网络通信为核心,完成站端视频、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控。

 

系统把环境、视频、通风、照明、安全防范、消防、一次设备辅助监控等所有监控量在系统主界面上进行一体化显示和控制,避免各系统孤立显示和控制。系统监控可提供视频监控和图表监控两种监控模式。

 

3.4系统功能

3.4.1通信管理

安科瑞智能配电室综合监控系统可以完成对整个配电室范围内的通信设备进行管理、添加、删除、控制和数据的实时监测。

 

3.4.2实时监测

安科瑞智能配电室综合监控系统人机界面友好,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,如视频、温度、湿度、漏水/水浸、水位、有害气体和电参量等。实时显示有关故障、告警等信息。

 

3.4.3数据查询

在人机界面中,可以直接查看配电室个设备的运行数据。

 

3.4.4曲线查询

在曲线查询界面,可以直接查看遥测参量曲线,包括温度、湿度、水位、有害气体、电压、电流等曲线。

 

3.4.5运行报表

查询配电室内设备的运行数据报表,包括日报表、月报表、年报表和查询报表等。

3.4.6实时告警

安科瑞智能配电室综合监控系统具有实时告警功能,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。告警方式如右图所示:

 

3.4.7历史事件查询

安科瑞智能配电室综合监控系统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。

 

3.4.8用户权限管理

为保障系统安全稳定运行,设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作(如遥控的操作,数据库修改等)。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限,为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

 

3.4.9网络拓扑图

安科瑞智能配电室综合监控系统支持实时监视接入系统的各设备的通信状态,能够完整的显示整个系统网络结构。可在线诊断设备通信状态,发生网络异常时能自动在界面上显示故障设备或元件及其故障部位。

3.4.10遥控操作

安科瑞智能配电室综合监控系统可以对整个配电系统范围内的设备进行远程遥控操作。

3.5 Acrel-2000E/B配电室综合监控选型配置表

序号

名称

型号及主要参数

单位

数量

1

壁挂箱/组屏

 

 

 

1.1

智能监控系统屏

2260*800*600mm

1

1.2

综合监控主机(12"触摸屏)

TPC6000-A122-T-4G-HDD1T

1

1.3

Acrel-2000E/B软件

Acrel-2000E/B配电室综合监控软件

 

1

1.4

显示器

TPC190-M210-AKR,嵌入式安装

1

1.5

网络交换机

TP-LINK8口

1

1.6

ARTU四遥单元

ARTU-KJ8辅助电源220V

1

1.7

Acrel-2000E/B机箱

480*420*200mm

1

1.8

串口转换隔离器

AF232TO485

1

1.9

开关电源

KDYA-DG30-24

1

1.10

开关电源

NDR-75-12

1

2

环境设备

 

 

 

2.1

SF6+O2气体探测器

JC-DL/1-02DC12VRS485
SC-304/01-03

1

2.2

烟雾传感器

BRJ-307

4

2.3

水浸探测器

RS-SJ-NO1R01-2

1

RS-SJ-*-2(配套使用的水浸绳)

1

2.4

温湿度传感器

RS-WS-N01-8

1

3

视频设备

 

 

 

3.1

网络高清球机

CS-C6TC-32WFR,一个以太网口;Wi-Fi;萤石云私有协议,200w像素1/3,DC5V±10%

6

3.2

网络高清枪机

DS-2CD2T25-I3DC12V

1

3.3

硬盘录像机

DS-7808NB-K1,8路,无硬盘

1

3.4

硬盘

4TB256MB5400RPM

1