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淺談10kV站所櫃內運行狀態及環境指標監測管理平台分析

更新時間:2023-12-22 點擊次數:372

摘要:在整個(ge) 電能管理係統中,配電室綜合監控占據著重要的位置。現階段,配電室通常均運用無人值守、定時巡查製度,此方式不僅(jin) 需要投入諸多的物力與(yu) 人力,同時也不能實時監控配電室的安全與(yu) 環境。而配電室環境的可靠性與(yu) 穩定性直接影響著變壓器等設備的正常運行。對此,主要對10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台進行了探討。

關(guan) 鍵詞:配電室;監測管理平台;關(guan) 鍵技術

0引言

10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台對分布在不同位置的動力設備、環境監測設備和安保設備進行遙測、遙信采集,對各設備的運行狀態進行實時監控,同時就相關(guan) 監測數據展開記錄與(yu) 處理,第一時間向相關(guan) 人員發出通知,便於(yu) 及時處理各種異常事件或險情,實現配電室無人值守、少人值班、高效管理的目的。

1 10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台設計

1.1站端設備集成係統

為(wei) 滿足配電室各設備各種信息的共享要求,建立動環係統勢在必行。動環係統主要包括設備的集成和軟件的集成,從(cong) 而促進管理效率有效提升,*大化控製運行成本,避免多個(ge) 係統分散維護、管理不便的弊端。通過動環係統的建立,使整個(ge) 配電室形成一個(ge) 完整的體(ti) 係。

1.1.1設備集成

(1)溫濕度傳(chuan) 感器。實現對站房內(nei) 溫度、濕度的監測功能。①溫濕度監測傳(chuan) 感器借助RS485數字信號通訊上傳(chuan) 溫濕度數,通信協議為(wei) Modbus;②實現對智能配電房內(nei) 溫度濕度值實時監測,溫濕度傳(chuan) 感器與(yu) 動環係統之間數據采用有線傳(chuan) 輸方式。

(2)氣體(ti) 傳(chuan) 感器。實現對配電站內(nei) 六氟化硫濃度值和氧氣含量的實時監測功能。①實現對智能配電房內(nei) 六氟化硫(SF6)氣體(ti) 濃度值、氧氣含量實時監測,氣體(ti) 傳(chuan) 感器與(yu) 動環係統之間采用有線傳(chuan) 輸方式;②隨主機配置安裝掛件,可方便固定於(yu) 配電房牆麵。

(3)煙霧傳(chuan) 感器。實現監測配電站內(nei) 發生火災產(chan) 生的煙霧狀況,並發出聲音等告警信號功能。①通過煙霧探測器,監測站房、電箱內(nei) 煙霧狀況,並發出報警信號;②煙霧傳(chuan) 感器通過有線節點方式,接入係統;③當附近環境的煙霧濃度降至小於(yu) 報警值時,探測器的工作狀態會(hui) 自動恢複正常;④具有電源指示燈、運行燈,可直觀觀察設備的上電、運行的狀態。⑤隨主機配置安裝掛件。

(4)水浸傳(chuan) 感器。實現在線監測配電站水浸狀態。可根據運維需求,按不同高度的水浸傳(chuan) 感器,以實現水浸預警和水浸停電等功能。①實時在線監測配電房水浸狀態;②水浸傳(chuan) 感器通過有線節點信號,接入係統;③有電源指示燈、運行燈,可直觀觀察設備的上電、運行的狀態;④隨主機配置安裝掛件,可方便固定於(yu) 配電房牆麵。

(5)調溫除濕設備。實現配電站內(nei) 溫濕度的控製功能。①具備手動控製和自動控製功能,手動和自動控製功能,兩(liang) 者相互獨立;②具有掉電自恢複功能,具備濕度數碼管顯示功能。

(6)視頻監控單元。網絡高速球型攝像機或網絡固定攝像機:實現場景可視化的基本功能,具備遠程控製視頻功能,支持報警信號(環境、安防、設備狀態)及視頻預置位的聯動,可以和環境監測係統保持聯動,立足於(yu) 環境監測係統的告警或預警區域,對特定區域情況進行查看,為(wei) 人工確認提供方便,可實現與(yu) 安防設備係統聯動;可實現與(yu) 設備狀態係統聯動,對電力設備的運行狀態和操作展開錄像和拍照,以便於(yu) 運維人員在對設備運行狀態進行判斷時有據可循。

(7)門狀態傳(chuan) 感器。實現采集門開啟、關(guan) 閉的狀態信息的功能。①門狀態傳(chuan) 感器通過有線節點信號,將配電房門的開啟、關(guan) 閉狀態信號上傳(chuan) 至采集係統的功能;②選擇帶有觸點的機械式限位開關(guan) 或帶極性的磁開關(guan) 的傳(chuan) 感器;③門狀態傳(chuan) 感器采用無源設計,無需鋪設電源線或者外接電源。

(8)開關(guan) 櫃局放傳(chuan) 感器。①主要功能:暫態地電波/超聲波聯合技術在線監測各種櫃體(ti) 局部放電狀態,記錄各種櫃詳細曆史數據;②裝置分類:依據監測技術指標分為(wei) 暫態地電波及超聲波傳(chuan) 感器;③傳(chuan) 感器外殼絕緣防護罩的防護等級為(wei) IP65;④傳(chuan) 感器裝置結構合理、方便安裝、方便檢修接地使用。

1.1.2軟件集成

數據管理和高級應用功能,以一個(ge) 實時數據庫為(wei) 核心,實現實時數據處理、事件處理和通知、內(nei) 部運算和曆史數據存檔;各級操作員對係統的監視和操作。

圖1為(wei) 技術拓撲圖。

圖1技術拓撲圖

1.2SAAS版IT執行

因項目硬件均實地部署,而演示、調閱、管理在遠程辦公室,該項目的軟件運行端(邊緣側(ce) )就地部署,軟件總控部分須運行在電信機房(雲(yun) 側(ce) )。

“雲(yun) 側(ce) "協同“邊緣側(ce) ",“邊緣側(ce) "協同就地傳(chuan) 感與(yu) 聯控“端設備",形成“端-邊-雲(yun) "的基礎構架。當部署N個(ge) 邊緣側(ce) 時,雲(yun) 端軟件事實上須升級為(wei) SAAS版本軟件。

一個(ge) 客戶擁有一個(ge) 或多個(ge) 動環現場,在SAAS版本軟件中,分配一個(ge) 賬號給該客戶,類似賬號也稱為(wei) “租戶"。按當前業(ye) 務形態現狀,此階段的SAAS版本軟件初定按容納1000個(ge) 租戶“動環站點"的標準執行(如圖2所示)

圖2SAAS版本軟件

2 關(guan) 鍵技術

2.1MQTT消息傳(chuan) 輸技術

消息傳(chuan) 輸采用MQTT(消息隊列遙測傳(chuan) 輸協議,詳見圖3),其具有能用有限的寬帶以及極少的代碼,為(wei) 連接遠程提供更具可靠性和實時性的消息服務的優(you) 點。

圖3MQTT消息傳(chuan) 輸技術

MQ遙測傳(chuan) 輸(MQTT)是輕量級以代理的發布/訂閱為(wei) 基礎的消息傳(chuan) 輸協議,在設計中秉持易實現、輕量、簡單、開放的原則。此特點決(jue) 定了其在受限環境中適合運用。因為(wei) 其屬於(yu) 一種低寬帶、低開銷占用的即時通訊協議,因此其在移動應用、小型設備和物聯網等方麵應用十分廣泛。

MQTT協議為(wei) 不可靠、低寬帶的網絡遠程傳(chuan) 感器以及控製設備通訊而設計的協議,其主要具有下述特性:

(1)借助發布/訂閱消息模式,提供一對多的消息發布,將應用程序耦合解除。此點與(yu) XMPP很相似,但MQTT的信息冗餘(yu) 更小,其原因是XMPP在數據傳(chuan) 遞中采用的是XML格式文本。

(2)傳(chuan) 輸負載內(nei) 容屏蔽的消息。

(3)運用TCP/IP提供網絡連接。常用的MQTT是以TCP連接為(wei) 基礎推送數據,但同樣有以UDP為(wei) 基礎的版本,被稱之為(wei) MQTT-SN。兩(liang) 種版本因為(wei) 連接方式有所區別,優(you) 缺點也不一樣。

(4)有3種消息發布服務質量:①“至多一次",借助底層TCP/IP網絡發布消息。會(hui) 有消息重複或丟(diu) 失的問題出現。此級別可以在下述情況中運用:環境傳(chuan) 感器數據,丟(diu) 失一次讀記錄關(guan) 係不大,其原因是不久之後還會(hui) 再發送一次。此方式主要是普通的APP的推送,如果智能設備在推送消息的過程中沒有聯網,沒有收到推送的消息,重新聯網也無法接收到了。②“至少一次",保證消息達到,但可能出現消息重複的現象。③“隻有一次",保證消息到達一次。在部分具有嚴(yan) 格要求的計費係統中,可以對這一級別進行運用。在計費係統中,消息丟(diu) 失或重複造成結果有誤。此類*高質量的消息發布服務還可以在即時通訊類的APP推送中使用,保證用戶可以接收到,同時隻能接收一次。

(5)小型傳(chuan) 輸,成本較低(固定長度的頭部是2字節),協議交換*小化,以促使網絡流量降低。這就是說它“在物聯網領域,服務器和傳(chuan) 感器的通訊以及信息的收集"中十分適合的原因,要了解到嵌入式設備的元代以及運算能力均不強,因此在傳(chuan) 遞消息中十分適合運用此類協議。

(6)使用LastWill以及Testament特性通知相關(guan) 各方客戶端異常中斷的機製。

LastWill:也就是遺言機製,在對同主題下的其他設備發出通知,發送設備已斷開了連接。

Testament:也就是遺囑機製,功能和LastWill相似。

2.2Web應用軟件組合技術

“LAMP包"的腳本組件中涉及了CGIweb接口。基於(yu) 此技術,網頁瀏覽器的用戶可以在服務器上執行一個(ge) 程序,同時與(yu) 接受靜態的內(nei) 容一樣對動態的內(nei) 容予以接受。程序員借助腳本語言對這些程序進行創建,其原因是其可以對文本流進行有效操作,甚至當這些文本流並不是從(cong) 程序自身而來時也一樣。正因如此,係統設計人員經常將這些腳本語言叫作膠水語言。

2.3RESTful架構

RESTful架構的核心規範與(yu) 約束:統一接口分為(wei) 4個(ge) 子約束:①每個(ge) 資源都擁有一個(ge) 資源標識,所有資源的資源標識可以用來地標明該資源;②消息的自描述性;③資源的自描述性;④HATEOASHypermediaAsTheEngineOfApplicationState(超媒體(ti) 作為(wei) 應用狀態引擎)。

3 安科瑞配電室環境監控係統

3.1概述

配電室綜合監控係統包括智能監控係統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子係統(雲(yun) 台球機、槍機)、環境監測子係統(溫度、濕度、水浸、煙感)、控製子係統(燈光、空調、除濕機、風機、水泵)、門禁監控子係統(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監控子係統(雙鑒檢測器)。

3.2應用場所

適用於(yu) 軌道交通,工業(ye) ,建築,學校,商業(ye) 綜合體(ti) 等35kV及以下用戶端供配電自動化係統工程設計、施工和運行維護。

3.3係統結構

3.4係統功能

3.4.1實時監測

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,實時顯示有關(guan) 故障、告警等信息。

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3.4.2數據查詢

在人機界麵中,可以直接查看配電室中各個(ge) 設備的運行數據。

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3.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

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3.4.4運行報表

查詢配電室內(nei) 設備的運行數據報表。

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3.4.5實時告警

具有實時告警功能,係統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體(ti) 、設備故障或通信故障等事件發出告警。

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3.4.6曆史事件查詢

能夠對產(chan) 生的所有事件記錄進行存儲(chu) 和管理,方便用戶對係統事件和進行曆史追溯、查詢統計、事故分析。 

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3.4.7用戶權限管理

設置了用戶權限管理功能,可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

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3.4.8網絡拓撲圖

支持實時監視並診斷各設備的通訊狀態,能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構。

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3.4.9遙控功能

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。

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3.5係統硬件配置

名稱

型號

圖片

功能

係統

ACREL-2000E

Acrel-2000E配電室綜合監控係統,可實現開關(guan) 櫃運行監控、高壓開關(guan) 櫃帶電顯示、母線及電纜測溫監測、環境溫濕度監測、有害氣體(ti) 監測、安防監控,可對燈光、風機、除濕機、空調控製等設備進行聯動控製。實現動力環境各數據的檢測與(yu) 設備控製,優(you) 化動力環境,避免運行環境的失控導致配電設備運行故障,保證維護人員安全,延長設備使用壽命,實現配電動力環境的分布式遠程管理。

智能通信管理機

Anet-2E4SM

IMG_5349

通用網關(guan) ,2路網口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從(cong) 模塊擴展。

主機

Acrel-2000E/A

數據采集、狀態監測、設備控製、報警事件記錄查詢,可以根據采集到的設備數據或狀態聯動啟動風機、聲光報警器、空調、水泵等設備。

Acrel-2000E/B

參數設置、通信管理、圖形繪製、狀態監測、設備控製、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。

Acrel-2000E/M

參數設置、通信管理、圖形繪製、狀態監測、設備控製、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立櫃式安裝。

Acrel-2000E/G

參數設置、通信管理、圖形繪製、狀態監測、設備控製、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立櫃式安裝

環境監測硬件

RS-WS-NO1-8

微信圖片_2020061110162115

用於(yu) 配電房溫度和濕度。工作電源:AC/DC85~265V工作溫度:-40.0℃~99.9℃工作濕度:0%RH~99%RH

BRJ-307

d13e4630e9580684ca357a896686fa6

光電式煙霧傳(chuan) 感;電源正極(DC12V):+12V,繼電器輸出:常開觸點

RS-SJ-N01R01-2

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接觸式水浸傳(chuan) 感器,監測變電所、電纜溝、控製室等場所積水情況,工作電源:DC10-30V工作溫度:-20℃~+60℃工作濕度:0%RH~80%RH響應時間:1s繼電器輸出:常開觸點

環境監測硬件

T35-II-5.6

風量4800,帶溫控器,帶消聲段,電機變頻

AT8002

73f8e53dac10808bef94c173541d15a

常開型;感應距離:30-50mm材質:鋅合金,銀灰色電度幹接點輸出

DS-2DC6120BY-A

QQ截圖20180403144531

視頻監控

ARTU-KJ8

d997e9e5fe11e5474fa82754dc2a10e

8路開關(guan) 量輸入,8路繼電器輸出

4 結束語

10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台可以對開配電室的工作狀態與(yu) 環境進行實時監控,第一時間發出警報,使配電室無人值守、少人值班、高效管理的目的順利實現,促進配電室可靠性和安全性有效提升。對此,相關(guan) 人員應充分認識10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台的優(you) 勢,同時積極運用此平台高效開展工作。

安科瑞侯文莉

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