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配电房/开闭所智能巡检控制系统

作者：安徽电科恒钛智能科技有限公司

日期：2018-08-27 09:32:05

摘要：智能巡检控制系统是专为开闭所、配电房智能远程巡检管理服务的新一代智能产品，它集现代移动通信技术、计算机技术、电力测量技术于一身，实现配变异常远程告警，加强了电力部门技术远程巡检能力，生成电力部门的各项管理数据、分析曲线、报表等，为电力部门精细化管理提供了科学的、先进的技术手段。

关键词：智能巡检控制系统开闭所配电房智能远程巡检

　　一.项目背景

　　供电公司变配电场所由于数量较多、分布较广等原因，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。变配电场所的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求管理具有重大意义。

　　传统的解决方案就是分别安装环网柜、开关柜、变压器等监测设置，以及告警、视频以及环境监控等系统等，但是这些系统具有如下问题：

　　1、很多装置没有联网，只是在本地监测和控制;

　　2、各系统之间独立运行，无法有效的进行管理，达不到安全管理的效果。

　　3，目前变配电场所的巡检都是通过手工记录的方式进行，会出现代签、统计费时费力，无法做到实时监控和管理。

　　4，多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，也会产生扯皮现象，浪费业主的时间和精力。

　　二.系统概述

　　智能巡检控制系统是专为开闭所、配电房智能远程巡检管理服务的新一代智能产品，它集现代移动通信技术、计算机技术、电力测量技术于一身，实现配变异常远程告警，加强了电力部门技术远程巡检能力，生成电力部门的各项管理数据、分析曲线、报表等，为电力部门精细化管理提供了科学的、先进的技术手段。

　　用于监测配电变压器，配电线路运行状态和补偿配电网无功的终端单元，以数字信号处理器DSP为核心，具有实时数据采集，电量计量，历史数据存储，故障告警功能。采用液晶显示屏就地显示运行状态，适用于低压电网运行状态监测和低压动态无功补偿等场合。可以通过监视变压器的运行状况，优化配网运行方式;发生故障或异常运行时，迅速告警，及时恢复正常供电，减少停电时间，保证变压器的安全运行;记录电压越限时间，计算电压合格率，从而合理控制电平水平，改善供电质量。

　　开闭所智能巡检控制系统以“智能控制”为核心，通过物联网技术的集成应用，实现开闭所内环境的全天候状态监视和智能控制。

　　系统以网络通信为核心，完成站端音视频、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心。

　　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监控系统主界面上进行一体化显示和控制，不得分系统孤立显示和控制。系统监控应提供视频监控和图表监控两种监控模式。

　　系统可以设置系统内的环境监测、视频监控、空调及设备联动等各子系统之间进行联动。

　　系统所有操作以及告警确认，都需要保留详细的日志并生成相应报表。

　　实现监控电缆沟或电缆井水位、开关柜内电缆接头温度;实时监控环境温度、湿度、漏水等环境因素;实时监控烟感、图像及门禁等信息。

　　系统由设置在开闭所内的监控前端、各种传感器及局端监控计算机(含软件平台)组成。

　　本系统具有100M以太网接口，可以通过光纤网形成实时监控系统;本系统支持GPRS无线网络，可以通过无线网络形成准实时系统。

　　本系统具有软件平台，可以在控制室实时监控各开闭所的设备工况、环境状态、安防情况。数据在监控界面上直观显示。同时数据存入数据库，数据可以查询、检索、统计、分析、报表。

　　本系统可以在监控计算机或智能手持终端上实时声光告警，同时支持向相关责任人发送告警短信。

　　本系统具有智能巡检功能，智能巡检终端接收巡检指令，到位后自动智能巡检，记录巡检信息，可上传巡检信息进入数据库。

　　三、系统总体设计

　　根据《开闭所管理制度》、《开闭所操作规程》以及《电力安全生产条例》等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把智能巡检控制系统 AC10kV分为站端设备和软件系统两部分。

　　站端设备以HT500系列站端监控主机为核心，能够接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备，温湿度等环境传感器，在线式红外母线温度传感器，电缆无线测温设备，SF6和O2传感器，H2S传感器以及O3传感器。对射/红外等安防设备、消防主机设备，一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露告警、消防告警等功能。

　　HT500监控主机采用TCP/IP有线方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等无线方式和中心进行联网。

　　四、网络拓扑设计

　　目前，对于智能巡检控制系统 AC10kV通常有以下几种传输方式：

　　1、已有以太网的开闭所：每个开闭所主机需要一个RJ45网口和一个IP地址即可。

　　2、仅有2M光纤接口：配置一台2M--以太网桥，通过光电转换，提供以太网接口。

　　3、没有以太网和光纤的开闭所：可以选择如下两种方式：

　　1) 就近租用电信运营商的以太网或者光纤：适合于小区内运营商网络连接较为方便的地方。

　　2) 租用电信运营商的无线网络：采用3G、4G路由器接入的方式，可以使用公网或者组成VPN专网。本方案需要向运营商缴纳网络使用费用和购买VPN服务器。

　　总之，通过各种技术手段，配备以太网为优化和成本低的传输方式。

　　五、系统功能模块

序号	项　　目						单位			标准参数值
一	前端控制器
1	*外壳				尺寸					壁挂式≤300×210×100mm,具体根据现场情况确定
1	*外壳				防护等级					IP65
2	*工作电源				常规电源					交流电源：AC 220（1±10%）V，频率为50Hz，频率误差为±5%。
2	*工作电源				内置后备电源					12V内置式，停电后可供告警模块上传数据或发送告警短信
3	*液晶屏				窗口尺寸		mm			≥78×22
					分辨率		pixels			256×64
					工作温度		℃			－25～＋70
4	*环境条件				高温度		℃			＋65
					低温度		℃			－20
					相对湿度		％			0～90
					大气压力		kPa			63～108
5	*模拟量输入接口				输入类型					电压
					输入范围					0～5V
					数量					2
6	*数字量输入接口				输入类型					高电平
6	*数字量输入接口				数量					4
7	*控制开关量输出接口				输出方式					继电器
					输出容量					AC220V1A ( DC24V1A )
					数量		个			3
					输入方式					低有效
					控制方式					多参量闭环控制
8	*风机控制参数				控制方式					本地闭环控制
8	*风机控制参数				控制参数					温度、湿度、烟雾、SF6、O2
9	*水泵控制参数				控制方式					本地闭环控制
9	*水泵控制参数				控制参数					水位
10	*本地通信接口				RS485					≥3路
10	*本地通信接口				无线局域					433MHz或2.4 G
11	*远程通信				RJ45					1个; 10M/100M/ 1000M自适应以太网口
					通信协议					Modbus-TCP协议
					无线					GPRS传输
12	*短信告警				频段					850/900/1800/1900MHz
12	*短信告警				告警的方式					上电、掉电、其他超限事件自动向预置告警短信
13	*无线局域网				标准					Wi-Fi 无线支持无线标准 IEEE 802.11n/g,/b
					协议					HTTP
					访问方式					Web
14	时钟				走时误差		s/d			＜1
14	时钟				失电保持					3年
15	*数据存储				容量		KB			≥8
					掉电保持					有
					反复读写					≥1亿次
16	平均无故障工作时间（MTBF）						h			≥2×10⁴
17	*功率消耗									有功功率≤10W（整机）视在功率≤25VA（整机）
二	本地控制配电箱
1	外壳尺寸						mm		壁挂式≤650mm×550mm×250mm,具体根据现场情况确定
2	功能								能实现三路闭环控制设备或远程控制设备装备
三	三防接线盒
1	功能								≥10路，能够实现线缆接头的防尘、防水和防火，防护等级IP65
四	无源无线电缆接头测温模块
1	*测温方式									接触式测温
2	*测温范围						℃			－10～＋120
3	*温度测量精度						℃			0.5
4	*响应时间						s			≤15
5	*电源				取电方式					10Kv感应取电
5	*电源				续电时间					≥10年
6	*通信方式									无线通讯
7	*通信频率									433MHz
8	*组网方式									无线自适应组网
9	*通讯适配器电源									AC220V/DC5V/DC12V
五	传感器
1	* 温度传感器		*温度测量范围				℃			－20～＋100
			*温度测量精度				℃			0.5
			响应时间				s			≤15
			数据传输距离				m			≥2
			环境温度				℃			－35～＋55
			环境湿度							10%～95%RH
			输出方式				V			0～5
2	*湿度传感器		*湿度测量范围							0%～99%RH
			*湿度测量精度							±1%RH（25℃）
			响应时间				s			≤15
			数据传输距离				m			≥2
			环境温度				℃			－35～＋55
			环境湿度							10%～95%RH
			输出方式				V			0～5
3	*浸水传感器		电源				V			DC12～36V
			*误报率							<100ppm
			环境温度				℃			－15～＋55
			环境湿度							20%～95%RH
			响应时间				S			≤1
			输出方式							常开/常闭可选
4	*结露传感器		电源				V			DC12～24V
			环境温度				℃			－0～＋80
			环境湿度							10%～95%RH
			*响应时间							<10S
			输出方式							常开/常闭可选
5	*水位传感器		电源				V			DC12～36V
			环境温度				℃			－40～＋80
			环境湿度							10%～95%RH
			测量范围				m			5
			水位测量精度				CM			1
			响应时间				S			<1
			输出方式							RS485
6	*氧气含量传感器		电源				V			DC12～36V
			环境温度				℃			0～＋55
			环境湿度							10%～95%RH
			*测量范围							0～25
			*测量精度							±1%
			输出方式							RS485
7	*SF6 气体浓度传感器		电源				V			DC12～36V
			环境温度				℃			-10～＋50
			压力范围							800hPa-1000hPa
			*测量范围				ppm			0～3000
			预热时间				min			小于2min
			反应时间				s			扩散时间小于25s，流速小于5s
			启动电流				mA			70
			输出方式							RS485
8	*烟雾探测器		电源				V			DC12～24V
8	*烟雾探测器		告警的方式							常开/常闭可选
六	视频监控系统
1	网络摄像机		*传感器总像素							242万像素
			图像尺寸							1920×1080
			*光学变倍							26倍
			*云台水平范围							0°～360°连续旋转
			*垂直范围							-20°～90° 自动翻转180°后连续监视
			补光方式							红外
			补光距离							≥220m
			*网络接口							内置RJ45 网口，支持10M/100M 网络数据
			*网络协议							IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE
			电源							AC24V/3A±25%（含红外控制电路）
			功耗							24W/38W(红外灯、加热器开启）
			工作环境							温度-45～70℃；湿度＜95%
			产品尺寸				Mm			Φ240mm×382mm
2	数字硬盘录像机		音频输入							1路
			音频输出							1路
			图像压缩标准							H.264
			*视频输入							≥4路
			*硬盘个数							≥1
			*网络接口							1个 RJ45接口, 10/100M自适应
			*RS485接口							1个标准485接口
			供电							DC12V
			功耗							≤25W（带适配器、不带硬盘）
			工作温度							-10℃~+55℃
			工作湿度							10%~90%
			尺寸							Smart Mini 1U机箱，220mm（长）×260mm（宽）×44mm（高）
七	火灾告警系统
序号	功能单元	项目名称				单位		标准参数值			数量
1	主系统	控制单元				台			有上传联动功能，接入64点；含上传通信模块、通信规约		1
		探测器							单个探测器的保护面积不低于２５m² ，感温型7个，感烟型2个		9
		声光告警装置				套			声、光显示，以简体中文描述告警位置		2
2	其他设施	与其它消防灭火系统相关设备的接口							无源接点或24V DC信号		预留
		感温电缆				米					90
		电缆夹				个					120
		手动火灾告警按钮				个					2
		感温电缆终端盒				个					2
		探测器底座				个					9
		短路隔离器				个					4
八	软件功能
1	*下位机			数据显示						滚屏显示实测数据、工作状态数据
				设置						各类参数、告警门限阈值、闭环控制范围
				WIFI登录鉴权						用户名/密码方式
				参数校正						有
				系统接口						支持消防告警系统信号接入并输出告警信息
2	*软件平台			主控模块						服务器端
				数据库						服务器端
				客户端						客户端
				数据查询统计子系统						历史数据查询、检索、统计
				告警子系统						告警信息存储、管理、转发
				数据展示子系统						展示实测数据及被控设备状态
				数据接口						以太网/GPRS