王蘭
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要:智配電站動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過構(gòu)建三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò),基于 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議作為通訊構(gòu)架,組建 IP 網(wǎng)絡(luò)與監(jiān)控中心進(jìn)行傳輸。實現(xiàn)對配電站房的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理。同時采用了集中式管理模式,快速實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)配電站房的有效覆蓋,為用戶提供配電站所的配變電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素等運行信息的監(jiān)視和溫濕度、門禁、漏水感應(yīng)、視頻等動力環(huán)境監(jiān)控,有效提升配電站房設(shè)備運維水平。
關(guān)鍵詞:配電站房;動力環(huán)境;監(jiān)控
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。逢汛期極易積水,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(jìn)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(hù)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(jìn)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(hù)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(jìn)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(kuò)充的擴(kuò)展接口,對系統(tǒng)進(jìn)行后期的擴(kuò)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,極大地減少了現(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(jì)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,極大地提高了模塊運行的穩(wěn)定性,使得后期維護(hù)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(jìn)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(jìn)而通過組建的基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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、三級監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通信的實現(xiàn)
(1)各個現(xiàn)場監(jiān)控模塊將采集的數(shù)字量信號和視頻信號上傳給監(jiān)控單元SU的監(jiān)控主機(jī)。
(2)監(jiān)控單元 SU 的監(jiān)控主機(jī)將實時數(shù)據(jù)通過 3G/4G 網(wǎng)絡(luò)上傳給區(qū)域監(jiān)控中心SS的監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與處理,并建立實時數(shù)據(jù)庫,以方便后期的運維和管理。
(3)區(qū)域監(jiān)控中心 SC,以達(dá)到集中管理的目的。
(4)各級監(jiān)控中心對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,將遙控和遙調(diào)指令通過3G/4G網(wǎng)絡(luò)下傳至各個下級監(jiān)控系統(tǒng),直至實現(xiàn)對現(xiàn)場各個監(jiān)控對象的控制和調(diào)整。
5、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的介紹與選型
5.1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(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺球機(jī)、槍機(jī))、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)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、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)。
5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
5.3系統(tǒng)功能
5.3.1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。
5.3.2數(shù)據(jù)查詢
在人機(jī)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)。
5.3.3曲線查詢
可以直接查看各電參量曲線。
5.3.4運行報表
查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運行數(shù)據(jù)報表。
5.3.5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。
5.3.6歷史事件查詢
能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計、事故分析。
5.3.7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。
5.3.8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)。
5.3.9遙控功能
可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
5.4系統(tǒng)硬件配置
名稱 | 型號 | 圖片 | 功能 |
系統(tǒng) | ACREL-2000E | Acrel-2000E 配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng),可實現(xiàn)開關(guān)柜運行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜帶電顯示、母線及電纜測溫監(jiān)測、環(huán)境溫濕度監(jiān)測、有害氣體監(jiān)測、安防監(jiān)控,可對燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制等設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動控制。實現(xiàn)動力環(huán)境各數(shù)據(jù)的檢測與設(shè)備控制,優(yōu)化動力環(huán)境,避免運行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運行故障,保證維護(hù)人員安全,延長設(shè)備使用壽命,實現(xiàn)配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理。 | |
智能通信管理機(jī) | Anet-2E4SM | 通用網(wǎng)關(guān),2路網(wǎng)口,4路RS485,可選配1路LORA,帶電告警功能,支持485,4G從模塊擴(kuò)展。 | |
主機(jī) | Acrel-2000E/A | 數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、報警事件記錄查詢,可以根據(jù)采集到的設(shè)備數(shù)據(jù)或狀態(tài)聯(lián)動啟動風(fēng)機(jī)、聲光報警器、空調(diào)、水泵等設(shè)備。 | |
Acrel-2000E/B | 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)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(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。 | ||
Acrel-2000E/G | 參數(shù)設(shè)置、通信管理、圖形繪制、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝 | ||
環(huán)境監(jiān)測硬件 | RS-WS-NO1-8 | 用于配電房溫度和濕度。工作電源:AC/DC 85~265V 工作溫度:-40.0℃~99.9℃ 工作濕度:0%RH~99%RH | |
BRJ-307 | 光電式煙霧傳感; 電源正極(DC 12V):+12V,繼電器輸出:常開觸點 | ||
RS-SJ-N01R01-2 | 接觸式水浸傳感器,監(jiān)測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況,工作電源:DC 10-30V 工作溫度:-20℃~+60℃ 工作濕度:0%RH~80%RH 響應(yīng)時間:1s 繼電器輸出:常開觸點 | ||
環(huán)境監(jiān)測硬件 | T35-II-5.6 | 風(fēng)量4800,帶溫控器,帶消聲段,電機(jī)變頻 | |
AT8002 | 常開型;感應(yīng)距離:30-50mm 材質(zhì):鋅合金,銀灰色電度 干接點輸出 | ||
DS-2DC6120BY-A | 視頻監(jiān)控 | ||
ARTU-KJ8 | 8路開關(guān)量輸入,8路繼電器輸出 |
6、總結(jié)
配電站動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是一種能適用于小區(qū)配電站房動力環(huán)境監(jiān)控,適應(yīng)電力系統(tǒng)自身特點,能夠即能穩(wěn)定地運行,同時運行成本又經(jīng)濟(jì)的監(jiān)控管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠方便地通過無線 3G/4G 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),快速實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)配電站房的有效覆蓋,為用戶提供配電站所的配變電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因素等運行信息的監(jiān)視和溫濕度、門禁、漏水感應(yīng)、視頻等動力環(huán)境監(jiān)控,有效提升配電站房設(shè)備運維水平。
參考文獻(xiàn):
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