【應(yīng)用案例】居民小區(qū)配電房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究與應(yīng)用

未曉妃

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

1、背景及目的

  目前小區(qū)配電站房大多位于居民住宅小區(qū)地下、半地下等低洼地帶，排水通道不夠順暢。逢汛期易積水，若遇暴雨，雨水甚至有可能倒灌至配電站所。在 13 號“蘇迪羅”臺風(fēng)期間福州市區(qū)一百多個小區(qū)配電站房進水，半數(shù)以上電氣設(shè)備遭受浸泡損毀，造成大面積長時間停電。對供電部門來說小區(qū)站房巡檢工作量大。特殊情況如暴雨臺風(fēng)期間往往措手不及，因此靠以往人工巡視的方法存在著很大弊病和隱患，運行維護質(zhì)量無法保證。因此電力部門有必要實時掌握對配電站運行環(huán)境（包括如環(huán)境溫、濕度、安防情況、漏水情況）和配電房所屬電氣設(shè)備的運行情況，進而合理安排巡視、檢修計劃，對發(fā)現(xiàn)有可能影響配電網(wǎng)安全的缺陷隱患及時處理，同時提高運行維護人員工作效率。本文設(shè)計基于TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)的集中監(jiān)控管理系統(tǒng)，采用 FCS 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，通過建立配電站房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對其進行遠(yuǎn)程監(jiān)控，以期解決目前配電站房存在的運維管理困難。

2、系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與說明

  配電站房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過構(gòu)建三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，由監(jiān)控中心的綜合管理機集中監(jiān)控管理所有被監(jiān)控動力設(shè)備、環(huán)境狀態(tài)參數(shù)并遠(yuǎn)程控制各監(jiān)測站點的受控設(shè)備。

（1）整個監(jiān)控系統(tǒng)所轄的監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的監(jiān)測站點通過以太網(wǎng)（IP網(wǎng)絡(luò)）進行站間數(shù)據(jù)通信。

（2）監(jiān)控中心主要承擔(dān)所轄區(qū)域內(nèi)各站房的監(jiān)測、報警閥值設(shè)置以及對個站房的集中監(jiān)控和管理，它是整個系統(tǒng)的核心。

（3）配電站房內(nèi)各個采集設(shè)備采集的實時監(jiān)控數(shù)據(jù)（溫濕度、UPS工作狀態(tài)、門禁系統(tǒng)狀態(tài)等）同步上傳至本地區(qū)監(jiān)控中心進行集中處理，具有實時性及可靠性。

（4）系統(tǒng)轄區(qū)內(nèi)的所有溫濕度、空調(diào)、漏水、門禁、變壓器監(jiān)測等現(xiàn)場采集設(shè)備均留有用于后期設(shè)備擴充的擴展接口，對系統(tǒng)進行后期的擴展和升級不會影響原系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，具有高度的靈活性。

（5）基于 RS-485 總線串聯(lián)方式實現(xiàn)了各個采集設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信，同時對各采集設(shè)備集中供電，大地減少了現(xiàn)場布線的工作量、系統(tǒng)故障和檢修的難度和時間，大大提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性。

（6）嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于本監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場采集設(shè)備中，使得各個采集設(shè)備與整個監(jiān)控系統(tǒng)之間能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接，大地提高了模塊運行的穩(wěn)定性，使得后期維護更加方便。

圖 1 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架圖

3、數(shù)據(jù)通信方式

SU-SM 之間采用了基于 Modbus 協(xié)議的 RS-485 總線傳輸方式，SC-SS-SU 三級監(jiān)控系統(tǒng)之間采用了基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)傳輸方式。配電站房中的監(jiān)控對象包括了變壓器、空調(diào)、門禁、UPS、電纜防盜、室內(nèi)溫濕度、煙霧、水浸以及站房視頻監(jiān)控等，對這些對象的監(jiān)控通過各類傳感器（如煙霧傳感器、水浸傳感器、溫濕度傳感器）進行各個參量的采集，在通過搭載在各監(jiān)控對象采集模塊中的數(shù)據(jù)采集器將傳感器傳遞過來的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進而通過組建的基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)的傳遞，以實現(xiàn)對配電站房各動力環(huán)境設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與管理。

4.安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

4.1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*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）。

4.2應(yīng)用場所

  適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、施工和運行維護。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

4.4.1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。

4.4.2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)。

4.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

4.4.4運行報表

查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)報表。

4.4.5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。

4.4.6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。

4.4.7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。

4.4.8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)。

4.4.9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。

4.5系統(tǒng)硬件配置