劉丹

安科瑞電氣股份有限公司   上海嘉定   201801

摘 要：隨著城市電網的大規模建設，開閉所、配電房的數量逐步增加，現場設備繁多、運行環境惡劣，無法掌控整個站點日常運行狀況，未能及時對缺陷管控、隱患排查。針對目前配電網絡運維存在的問題，以提高對配電房運行環境的監測 能力為目標，研究并設計了基于物聯網技術的環境監控系統。

關鍵詞：配電房 ；環境監控系統 ；無線遠程通信

早期配電房一般處于地下室，運行環境密閉，通風性差， 溫度濕度大，特別是夏季，房間內部溫度高達60℃左右，且 配電房多且分散，夏季必須開啟排風扇或空調等用于散熱。 配電房理想狀態下的通風情況，在實際運行時還會遇到各種 各樣的問題，如風機運行老化、污穢使噪聲增加，現有降噪手段效果達不到居民區實際要求，尤其是對于已經建成的老舊式配電房，要進行通風改造更是難上加難。而部分排風扇運行 時噪聲較大，對附近居民影響很大，只能白天部分時段運行，晚上關閉，頻繁采用人工開啟造成日常維護工作繁重，既不切實際的，又會增加成本，難以執行。因此，建立一種的自動化管理手段勢在必行。

調控配電房內環境溫度主要是通過對通風機、空調、抽濕機等設備運行控制，達到降溫除濕的效果。其中，風機價格較低，應用非常廣，數量非常多，但溫度調節效果不明顯；空調功率大， 降溫效果好，但價格比較昂貴，能耗較大，所以目前應用較少； 抽濕機或者抽水機只有在個別有特殊需要的場所，比如地勢低洼、排水不好、容易積水的地下場所才應用。要對溫控設備進行控制，就要明確控制限制條件與控制方式。 

（1）風機長期運行，受質量和環境的影響，容易出現故障。 因為巡視時間間隔較長，風機發生故障后很難被發現，這需要自動化裝置能夠即時的發現故障，并能夠把這個信息實時發送給配電管理人員。

（2）風機應該可以設置停開機時間，按照需要進行風機起停，以免過熱故障，也能達到節能的目的。比如冬季不需開啟風機等。 

（3）部分配電房安裝有抽濕風機，應實時監測現場濕度， 依據濕度限值來控制抽濕機開停。 

（4）實時監測現場環境溫度，超過限值溫度時開啟風機， 當溫度降至一定溫度時，可關停風機 ；實時監測變壓器繞組溫度，當超溫告警時，強制開啟風機，并即時通知配電管理人員。但是由于直接監測繞組溫度比較困難，可以采集變壓器溫控儀超溫告警信號作為依據。 （5）對于小區居民用配電房，為了避免噪音擾民，引發糾紛，并且隨著夜間用電量減少，變壓器散熱量也相應減少， 可以增加夜晚模式，設置在晚上12點以后禁止風機開啟，停止對空調設備的操作。 

通過控制被控設備電源回路斷開節點的開閉狀態，來達到接通、斷開被控設備電源的目的， 從而控制空調設備的啟動與關停。 

（1）季節控制報文。配電房夏季負荷大，外部氣溫高， 相對的室內溫度也會很高，對溫控需求大，要采用夏季策略 ； 冬季外部氣溫低，室內溫度也低，對溫控需求不大，出于節能考慮，則采用冬季策略。 

（2）遠程自動 / 手動控制切換。為適應不同應用場合和操作人員的需要，設備控制配置為自動控制和手動控制兩種模式，自動模式下系統會自動根據溫度越限告警等觸發條件自行控制設備開停，手動模式需要值班操作人員的手動確認才可執行操作命令。 

（3）實時監測現場環境溫 / 濕度，并根據應用場所情況因地制宜地設定限值，同時監測變壓器溫控器信號、環境噪聲、 時間策略等作為觸發條件，配合內置控制策略對設備進行控制。其動作邏輯說明如下 ： ① 變壓器超溫告警，或溫度超越上限，則風扇與空調全部開啟。② 變壓器超溫告警消除或者溫度超過上限，可能是有溫度超過上限狀態剛下來，也可能是環境溫度剛超上限，然后判斷是否有噪音限制（是否有噪音傳感器，若無噪音傳感器， 則啟動空調。若無空調則開一號風機組，其他設備狀態不做 改變）。③ 若裝有噪音傳感器，則判斷噪音是否越界，如果沒有越界，則啟動空調 ；若無空調則開一號風機組（其他設備狀態不做改變），如果噪音越界，則關風扇開空調。判斷風扇空調是否開啟，如果開啟就關閉，如果沒開啟，就結束。

居民區配電站智能監控系統選用獨立運行的智能門禁系統，通過采用特制防火防盜門、C 級防盜的門禁鎖具和支持三級加密的門禁卡，支持防撬、防解密、遠程授權、現場報警及短信報警等豐富功能。 

本系統采用專為配電房電纜溝溢水監測設計的低水位監測傳感器。采用抗氧化、抗銹蝕、抗電解的特殊材料制作的水位電極，能夠實時在線監測低至1 cm的電纜溝水位情況，一旦探測到水位超限，水位控制器立即啟動報警、輸出節點聯動閉合，從而控制水泵聯動啟動排水，同時系統會通過GSM公網向后臺監控中心和定向手機發出“龍湖4號配電房水位報警"的短信，及時通知運檢人員前往現場排查。

本系統采用數字式離子式煙霧傳感器，當電力設備和電纜發生故障引發火災的前期，煙霧會引發煙霧傳感器報警，系統會通過 GSM 公網向后臺監控中心和定向手機發出“龍湖 4號配電房火災報警"的短信，及時通知巡檢人員前往現場檢查，即便巡檢人員不方便，也可聯系小區物業值班人員、消防單位在時間前往現場排查問題，撲滅火源。同時，火災報警時，如果此時站內風機處于啟動運行狀態時，系統會立即自動關閉風機，從而防止火勢蔓延。 

本系統安裝紅外 + 微波雙鑒式防盜傳感器，當防盜傳感器監測到有人強行非法闖入配電房內，將會延時發出語音警報 ：“高壓危險，請趕快離開！"進行提示和告警，同時，主機上光字牌紅燈和藍燈交替閃亮提示危險，并且系統會通過 GSM 公網向后臺監控中心或定向手機發出“龍湖4號配電房 有人非法闖入"的短信，及時通知巡檢人員前往現場檢查。 即便巡檢人員不方便，也可聯系小區物業值班人員、警務工作人員在時間前往現場排查情況。

本系統采用先進的數字式免校準溫濕度傳感器實時監測站內的環境溫濕度情況。其中，溫度檢測精度可達±0.5℃，濕度檢測精度可達±3%RH。一旦傳感器監測到溫度、濕度異常時（不包含火災引起的溫度過高），就會引發報警，系統會通過GSM公網向后臺監控中心和定向手機發出“龍湖4號配電房溫度 XX℃，濕度 XX%RH"的短信，及時通知巡檢人員前往現場檢查。 

3.6 照明/除濕/風機/窗簾聯動控制功能 

原配電房里的風機僅有風機集中控制箱控制，無法實現和火災傳感器進行聯動控制，從而會導致發生火情時，風機仍在運行，加速火災的蔓延。本系統支持聯動控制站內風機 ：火災報警時，如果此時站內風機處于啟動運行狀態時，系統會立即自動關閉風機，從而防止火勢蔓延。

3.7 監測系統具備SF6氣體泄漏在線監測的功能 

監測裝置顯示主機安裝在配電房、配電房門外，在進口處懸掛式安裝，便于巡檢人員查看和操作；氣體采集終端安 裝在 SF6高壓柜底部的電纜溝內，便于測 SF6氣體的泄漏；當風機控制單元和風機控制箱采用壁掛式安裝在配電房風機控制電源箱旁邊，便于和風機聯動。當環境中 SF6氣體含量超標 或缺氧時能進行報警，同時自動開啟風機進行通風。當空氣中的微量 SF6氣體泄漏發生微小變化時都能及時反應出來。能夠檢測分辨率到達1000 uL/L（可設定），及時報警，穩定性高、使用壽命長，采用 MODBUS 通訊協議，通過 RS-485支持測 量數據遠傳輸出。 

對配電房、配電房內的高壓柜的 A、B、C 三相電纜頭進行溫度監測，對變壓器的高壓側、低壓側的各3個母線接點進行溫度監測，每個監測點1支無線測溫傳感器，每面高壓柜3 支測溫傳感器 ；每臺主變6支測溫傳感器 ；裝置采用先進的無線通訊技術，傳感器和接收裝置之間的通訊采用2.4 GHz 頻率 波段的無線傳輸，ZigBee 技術，符合 lEEE802.15.4標準。所有數據都可以傳輸到匯控柜，統一分析判別。

安科瑞電氣股份有限公司根據配電室實際情況，結合多年的變電站和配電室的運行管理經驗，自主研發了安科瑞配電室綜合監控系統，實現了智能開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、電流電壓等負載運行監控、母線測溫監測、電纜測溫監測、環境監測、有害氣體監測、安防監控、采暖通風、門禁、燈光、風機、除濕機、空調控制等功能。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，實現動力環境優化，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員，延長設備使用壽命，減少配電室粗放式管理導致成本過高，同時實現配電動力環境的分布式遠程管理。

4.2.1 通信管理

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以完成對整個配電室范圍內的通信設備進行管理、添加、刪除、控制和數據的實時監測。

4.2.2實時監測

安科瑞智能配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，如視頻、溫度、濕度、漏水/水浸、水位、有害氣體和電參量等。實時顯示有關故障、告警等信息。

4.2.3 數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室個設備的運行數據。

4.2.4曲線查詢

在曲線查詢界面，可以直接查看遙測參量曲線，包括溫度、濕度、水位、有害氣體、電壓、電流等曲線。

4.2.5運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表，包括日報表、月報表、年報表和查詢報表等。

4.2.6實時告警

科瑞智能配電室綜合監控系統具有實時告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。告警如右圖所示：

4.2.7 歷史事件查詢

安科瑞智能配電室綜合監控系統能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

4.2.8 用戶權限管理

為保障系統穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

4.2.9網絡拓撲圖

安科瑞智能配電室綜合監控系統支持實時監視接入系統的各設備的通信狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。可在線診斷設備通信狀態，發生網絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位。

4.2.10操作

安科瑞智能配電室綜合監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程操作。

陳飛，劉東，李慶生.主動配電網建設條件及運行關鍵技術分析 [J]. 供用電 .2015（09）：1-8.

何曉偉，劉蓉.智能配電房標準化建設及規范化管理應用研究

安科瑞Acrel-2000EB配電室綜合監控系統2020.04版