安科瑞  陳聰 周潔

摘 要：配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺和智能監(jiān)控終端，實現(xiàn)了環(huán)境監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控、風機、除濕機、視頻監(jiān)控等功能。針對浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園中配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)項目實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的監(jiān)測與設(shè)備控制，避免運行環(huán)境的失控導致配電設(shè)備運行故障，保證維護人員安全，延長設(shè)備使用壽命，同樣實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠程管理。

??關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測；有害氣體監(jiān)測；視頻監(jiān)控；動力環(huán)境

??0引言

??隨著社會的發(fā)展，人們生產(chǎn)生活對電力的需求也越來越多，而配電室是電力網(wǎng)末端傳輸、多次分配電能的主要電氣設(shè)備場所，是城市電力網(wǎng)不可獲取的一部分。長期以來，配電室如何運行一直是電力部門日常管理的較為薄弱的部分，配電室溫度過高、濕度過高、雨水浸漬都會影響設(shè)備正常運行。因此在配電室內(nèi)安裝動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)配電室內(nèi)環(huán)境和供電設(shè)備各種狀態(tài)量的在線監(jiān)測，保障配電室設(shè)備的安全運行。

??Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以幫助浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園配電室項目實現(xiàn)對各種監(jiān)測數(shù)據(jù)的查詢、分析、預警及綜合展示，以提高配電室的運行能力。在智能化方面實現(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)的遙測、遙信、遙控、遙視控制，對系統(tǒng)進行綜合檢測和統(tǒng)一管理，在數(shù)據(jù)資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內(nèi)各設(shè)備運行工況（包括歷史和實時參數(shù)），并根據(jù)實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節(jié)約人力資源。

??1 項目概況

??浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園位于湖州市德清科技新城核心區(qū)，遠期規(guī)劃用地2000畝，將完成投資100億元，引進和培育各類地理信息企業(yè)100家以上，從業(yè)人員兩萬人以上，實現(xiàn)年銷售收入300億元、年利稅30億元，成為帶動長三角、影響世界的地理信息產(chǎn)業(yè)基地。

??該項目為浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園配電室項目，設(shè)有高壓柜、低壓柜多臺。該項目配有SF6+O2雙氣氣體探測器，溫濕度傳感器采集柜外的溫濕度數(shù)據(jù)，四臺臺球型攝像機和一臺槍型攝像機各方位監(jiān)控配電室內(nèi)情況。另外該項目還配有人體、煙感、水浸等傳感器以及聲光報警器和風機等聯(lián)動設(shè)備。通過Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)集中采集監(jiān)控管理。

??2 產(chǎn)品需求

??本次針對浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園配電室項目，需要達到如下要求以實現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理、分析處理。功能需求如下：

??（一）針對每一面進線柜，需要配置具有采集精度高、響應速度快的SF6氣體監(jiān)測裝置，來確認配電房內(nèi)環(huán)境安全。

??（二）針對每一條電纜溝，需要配置水浸傳感器，實時監(jiān)測電纜溝內(nèi)的水位情況。

??（三）針對每一排配電柜，需要配置一個球形攝像機或多個槍型攝像機，各方位實時監(jiān)視配電室內(nèi)情況。

??（四）針對整個配電室工程配置一臺配電室環(huán)境檢測柜，各方位監(jiān)控配電室的環(huán)境安全，其功能應包含：

??（1）環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、SF6氣體濃度、O2氣體濃度、電纜溝是否有水以及煙霧是否超標等監(jiān)測信息實時刷新。

??（2）對人體檢測采用紅外傳感器，防止事件誤報漏報。

??（3）對視頻監(jiān)控畫面實時顯示。

??（4）多用戶權(quán)限管理，便于分級操作。

??（五）針對項目需求，使用聯(lián)動功能。煙霧傳感器報警時聯(lián)動風機和聲光報警器工作，水浸探測器報警時聯(lián)動聲光報警器工作，及時提醒值班人員到現(xiàn)場檢查以排除隱患。

??3 系統(tǒng)方案

??本工程根據(jù)該項目的實際需求，在高壓配電室內(nèi)配置了八臺SF6+O2雙氣氣體探測器、八個溫濕度傳感器、八個水浸傳感器、八個煙感傳感器、兩個人體傳感器、四個球型攝像機以及一個槍型攝像機。在配電室配置一臺配電室環(huán)境監(jiān)測柜，將SF6+O2雙氣氣體探測器、溫濕度傳感器、水浸傳感器、煙感傳感器、人體傳感器、攝像機等數(shù)據(jù)上傳，實現(xiàn)對該項目配電室各方位的控制和管理，為配電室安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的保障。

• SF6+O2雙氣氣體探測器主要監(jiān)測空氣中SF6氣體濃度和O2氣體濃度。因為SF6氣體在電力系統(tǒng)中的廣泛應用，是中壓、高壓和超高壓開關(guān)中所使用的的絕緣和滅弧介質(zhì)。其本身沒有毒性，但被電弧分解后的分解物會對人體帶來嚴重影響，因此對環(huán)境中的SF6氣體監(jiān)測可以防止泄露的有毒氣體對人體造成傷害，也可以防止由于SF6氣體泄露而使高壓開關(guān)室內(nèi)SF6氣體密度下降導致高壓開關(guān)通斷失靈等生產(chǎn)事故的發(fā)生。

• 水浸傳感器內(nèi)采集器、感應器兩部分*隔離，安全可靠，安裝方便。溫濕度傳感器體積小巧，具有標準DIN35導軌安裝卡，可直接用于導軌安裝，同時還具有485通信接口，可通過標準ModBus-RTU通信協(xié)議通信。變配電室是電力傳輸環(huán)節(jié)的重要組成部分，其是否正常運行直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定，變配電室內(nèi)易產(chǎn)生潮濕凝露現(xiàn)象，主要是由于外界環(huán)境和室內(nèi)外電纜溝的積水產(chǎn)生的濕氣。尤其是下雨天，室外地溝蓋板密封不嚴導致雨水灌入，電纜溝在設(shè)計施工時排水不利，導致室內(nèi)外電纜溝背部長期有水積存。因此需要在配電室內(nèi)安裝水浸傳感器監(jiān)測電纜溝水位情況，安裝溫濕度傳感器監(jiān)控柜內(nèi)溫濕度情況，并將傳感器狀態(tài)和數(shù)據(jù)實時上傳給后臺系統(tǒng)。

• 紅外探測器能夠?qū)崟r檢測人員進出配電室的情況。

??3.1 配電室環(huán)境監(jiān)測工程我司產(chǎn)品明細

??3.2 現(xiàn)場安裝圖

配電室環(huán)境監(jiān)測柜整體圖

傳感器安裝圖

??3.3 主站監(jiān)控系統(tǒng)

??監(jiān)控系統(tǒng)主要實現(xiàn)對浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園配電室的環(huán)境安全與管理。監(jiān)控范圍為配電室內(nèi)的SF6+O2氣體探測裝置、水浸探測裝置、人體檢測裝置、溫濕度測量裝置和煙感監(jiān)測裝置。系統(tǒng)通過485總線直接接入本配電室內(nèi)數(shù)據(jù)采集器，通過網(wǎng)絡交換機采集視頻數(shù)據(jù)實現(xiàn)對整個配電室的全角度監(jiān)控管理。

??3.4 系統(tǒng)架構(gòu)

       系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖如下圖所示：

系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

• 站控管理層

??站控管理層針對環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的管理人員，是人機交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控機、顯示器等。

• 網(wǎng)絡通訊層

??通訊層主要是由數(shù)據(jù)采集器及總線網(wǎng)絡組成。數(shù)據(jù)采集器主要功能是監(jiān)測現(xiàn)場傳感器、直流屏；總線網(wǎng)絡的主要功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，使配電系統(tǒng)管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配電系統(tǒng)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，達到了無人值守的目的。本項目的網(wǎng)絡通信層集成在站控管理層內(nèi)部，

• 現(xiàn)場設(shè)備層

??現(xiàn)場設(shè)備層是數(shù)據(jù)采集終端，主要由四遙單元、遙信單元、有害氣體監(jiān)測裝置和溫濕度變送器以及紅外探測器組成，通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協(xié)議總線型連接接入APort串口服務器，再接入配電室環(huán)境監(jiān)控主機，實現(xiàn)全站監(jiān)控。

??4 系統(tǒng)功能

??4.1 功能特點

??本系統(tǒng)采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩(wěn)定可靠；系統(tǒng)具有模擬圖顯示和網(wǎng)絡結(jié)

??構(gòu)圖顯示；系統(tǒng)提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

??4.2 登錄界面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如設(shè)備位置名稱修改等）?？梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

??主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統(tǒng)管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權(quán)限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統(tǒng)配置、用戶管理等。

??4.3 配電監(jiān)測界面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)人機界面友好，能夠以模擬圖的形式直觀顯示傳感器的運行狀態(tài)，實時監(jiān)測環(huán)境的氣體濃度、溫度、濕度、水浸、煙感、紅外等環(huán)境參量信息。

配電室綜合監(jiān)控圖

事件彈窗

??4.4 通訊管理

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通訊情況進行管理、控制、實時監(jiān)測。例如配電系統(tǒng)維護人員可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的主程序右鍵打開通訊管理程序，然后選擇通訊控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設(shè)備的通訊和數(shù)據(jù)情況。

??4.5 環(huán)境參量曲線

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有實時環(huán)境參數(shù)和歷史環(huán)境參數(shù)的存儲和管理功能，所有實時采集的數(shù)據(jù)、事件記錄等均可保存到數(shù)據(jù)庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數(shù)、相應時間或選擇查詢更新的記錄數(shù)據(jù)等，并通過曲線方式顯示出來。

數(shù)據(jù)曲線

??4.6 視頻監(jiān)控畫面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有視頻監(jiān)控功能。將智能監(jiān)控系統(tǒng)前端的監(jiān)控攝像頭所記錄和采集到的的音視頻信息通過網(wǎng)絡交換機傳遞到視頻處理器上，然后由視頻處理器經(jīng)過初步判斷和處理后傳遞給綜合監(jiān)控主機，監(jiān)控主機實時獲取視頻監(jiān)控畫面，在配電房內(nèi)即可各方位監(jiān)控配電房內(nèi)的情況。

視頻監(jiān)控畫面

??4.7 報警及事件

• 實時報警

??實時報警窗口監(jiān)測系統(tǒng)所采集的遙測量。報警窗口會在系統(tǒng)運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

??當有氣體濃度或者溫濕度越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警"窗口就會自動彈出，并以橙色背景顯示具體的報警信息：設(shè)備名稱、越限的環(huán)境參量、報警值等。

實時報警彈窗

• 歷史報警

??通過調(diào)節(jié)開始時間和結(jié)束時間，即可查詢到過去任意時間段內(nèi)的系統(tǒng)報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內(nèi)容等。

??5 結(jié)語

??在當今配電設(shè)施的應用中，配電室的配電安全性至關(guān)重要，本文介紹的Acrel-2000E/M配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)在浙江省地理信息產(chǎn)業(yè)園配電室項目的應用，可以實現(xiàn)對配電室環(huán)境的實時監(jiān)控，不僅能顯示配電室的環(huán)境狀況，還具有網(wǎng)絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)對采集數(shù)據(jù)的分析、處理，實時顯示配電室內(nèi)各環(huán)境監(jiān)測并生成各種數(shù)據(jù)報表、曲線、圖形等，便于數(shù)據(jù)分析、研究，該系統(tǒng)運行安全、可靠、穩(wěn)定，為解決配電室環(huán)境監(jiān)控問題提供了真實可靠的依據(jù)。