無人值守配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)-完整技術(shù)方案

智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)摘要：智能配電房是智能配網(wǎng)的重要組成部分，而智能配電房的可靠運(yùn)行離不開智能化綜合監(jiān)控系統(tǒng)的支撐。配電房的智能化全面升級，不僅需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的全面升級，還需實(shí)現(xiàn)輔助系統(tǒng)的全面升級。智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)針對供電公司配電站所等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行管理中存在的安全隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測和管理而研制的新型產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：配電房運(yùn)維；智能燈光控制；配電房電子圍欄；智能配電監(jiān)控終端；配電房除濕改造；非法侵入報(bào)警；SF6氣體泄漏報(bào)警；水浸報(bào)警；電纜測溫；開關(guān)柜內(nèi)測溫；電纜溝漏水監(jiān)測一、配電房當(dāng)前現(xiàn)狀近年來，隨著電力部門配電網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模改造，配電線路及設(shè)備、用電量大量增加，各種配電房的故障(電纜發(fā)熱、浸水等)不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。同時(shí)隨著社會經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對安全技術(shù)防范的要求也越來越高。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)事故隱患，避免造成重大設(shè)備及電網(wǎng)事故，影響正常生產(chǎn)，采用高科技手段預(yù)防和制止各種環(huán)境或人為引發(fā)的事故將會成為配電網(wǎng)安全防范領(lǐng)域的發(fā)展方向。二、智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)概述電科恒鈦根據(jù)配電房實(shí)際情況，結(jié)合多年的變電站和開閉所的運(yùn)行管理的經(jīng)驗(yàn)，采用Tip3000核心技術(shù)平臺和HT500系列智能監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)了“智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是針對供電公司配電站所等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)行管理中存在的安全隱患進(jìn)行實(shí)時(shí)、高效的監(jiān)測和管理而研制的新型產(chǎn)品，系統(tǒng)集成了軌道巡檢機(jī)器人、視頻監(jiān)控、開關(guān)柜局放監(jiān)測、門禁監(jiān)控、火災(zāi)報(bào)警、安防報(bào)警、SF6氣體泄漏報(bào)警、水浸報(bào)警、電纜測溫、開關(guān)柜內(nèi)測溫、電壓電流檢測等環(huán)境與安全監(jiān)控控制功能，可大大減少運(yùn)維人員的巡視工作量，有效防范自然災(zāi)害和非法入侵造成的破壞，實(shí)現(xiàn)配電自動化“遙測、遙信、遙控”，對提高配電安全生產(chǎn)管理水平具有重大意義。適用于：變電站、配電房、開閉所、臨街變、箱變、環(huán)網(wǎng)箱等多種配電設(shè)施，采用模塊化架構(gòu)，提供單裝置和組屏式安裝以適應(yīng)場地空間，功能亦可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選配。三、系統(tǒng)架構(gòu)及功能智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)由三級管理平臺及站端設(shè)備組成，系統(tǒng)功能模塊包含：視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、智能環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、無線測溫監(jiān)測子系統(tǒng)、環(huán)網(wǎng)柜遠(yuǎn)動子系統(tǒng)、高壓開關(guān)柜監(jiān)測子系統(tǒng)繼、保開關(guān)(刀閘)監(jiān)測子系統(tǒng)、設(shè)備控制子系統(tǒng)、安全防護(hù)子系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及消防子系統(tǒng)、聯(lián)動配置子系統(tǒng)等。五、站端主要設(shè)備介紹5.1配電房綜合監(jiān)控裝置HT500智能配電房綜合監(jiān)控裝置，是一款集模擬量采集、485通訊、開關(guān)量報(bào)警輸入輸出、視頻瀏覽于一體的多功能網(wǎng)絡(luò)輔助控制主機(jī)。裝置采用基于Cortex-A9的雙核/四核工業(yè)級處理器，具備硬件編解碼功能，支持4路高清IPC接入和4路視頻實(shí)時(shí)預(yù)覽、存儲、回放。支持千兆以太網(wǎng)接口以及7路RS485通訊接口、8路AD輸入、8路DI輸入（可擴(kuò)展至24路）、8路DO輸出（可擴(kuò)展至24路）、3路USB(host)、1路HDMI、1路LVDS接口、1個(gè)TF卡接口。配置7/10.1寸人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)測、設(shè)備控制、視頻監(jiān)控和回放、報(bào)警記錄查詢、報(bào)警圖片和視頻查詢功能。支持IEC104/101、IEC61850、CDT、DNP3.0等電力通信規(guī)約。支持TCP/IP和4G等通信方式。5.2軌道巡檢機(jī)器人在室內(nèi)頂端架設(shè)一條鋁制軌道，室內(nèi)軌道式智能巡檢機(jī)器人上搭載各類聲光像及各類傳感器，用于室內(nèi)的巡檢和監(jiān)控。機(jī)器人具有升降功能，可使檢測組件靈活檢測開關(guān)柜的各個(gè)位置。機(jī)器人本體內(nèi)設(shè)局放監(jiān)測模塊與語音對講模塊等。5.3其他設(shè)備介紹1）無線測溫HT-TNCW-02B無源無線測溫主機(jī)可管理240個(gè)無線探頭、無源探頭采用新型軟磁合金帶進(jìn)行CT取電，不需要外接電源，掛載高精度溫度探頭和無線發(fā)射器。測溫主機(jī)具有RS485數(shù)據(jù)輸出接口，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS協(xié)議。2）三相四線智能電量儀電量儀測量三相四線的相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、基波功率、諧波功率、有功電度、無功電度等電參數(shù)。3）多路交流/直流電壓、電流測量儀測量饋線回路電壓、電流。交流電壓量程10V~500VAC；直流電壓量程1V~500VDC，精度等級均為0.2%FS,隔離電壓>2500V.4）開關(guān)柜及其內(nèi)部高壓設(shè)備局部放電在線監(jiān)測通過UHF傳感器采集高壓開關(guān)柜內(nèi)高頻脈沖電流信號，通過對信號高頻分量分析來確定開關(guān)柜內(nèi)是否有放電以及放電的嚴(yán)重程度。局放主機(jī)局放探頭5）智能新風(fēng)機(jī)采用多級過濾、配置初效/G4/F8/離子凈化裝置、潔凈新風(fēng)引入，保持室內(nèi)正壓，保持室內(nèi)高潔凈度。低噪音離心風(fēng)機(jī)，控制更合理。即插型過濾器設(shè)計(jì)、強(qiáng)力消音降噪材料、機(jī)組全鋼板設(shè)計(jì)。新風(fēng)機(jī)支持RS485級聯(lián)，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS協(xié)議。6）蓄電池在線監(jiān)測采集蓄電池的單體電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測。7)溫濕度傳感器HT3020-AQ（OEM）溫濕度傳感器采用瑞士高精度溫度探頭，帶RS485數(shù)據(jù)輸出接口，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS協(xié)議，實(shí)現(xiàn)長距離傳輸，多點(diǎn)同時(shí)檢測。8)空調(diào)控制器空調(diào)控制器是智能學(xué)習(xí)型控制器，可支持市場上99%的空調(diào)型號的遙控器碼值學(xué)習(xí)與存儲。支持空調(diào)來電自啟動，空調(diào)掉電后來電自啟動，并自動設(shè)置空調(diào)掉電前狀態(tài)，不需監(jiān)控主機(jī)干預(yù)。9)IEC61850通信服務(wù)器IEC61850通信服務(wù)器上行協(xié)議支持IEC61850-8-1，下行協(xié)議支持MODBUS-RTU、MODBUS-ASCII、MODBUS-TCP等，并可根據(jù)用戶需求靈活開發(fā)相應(yīng)設(shè)備協(xié)議。10)燈光風(fēng)機(jī)控制器燈光控制器作為連接主機(jī)的控制模塊，可以通過通斷電的方式來控制燈光、加熱器以及220V供電的風(fēng)機(jī)。六安裝及調(diào)試6.1屏體端子說明屏體內(nèi)常用的端子有電源端子、開關(guān)量輸出端子、開關(guān)量輸入端子、通信端子等。端子功能如下所述，詳細(xì)定義以具體的工程圖紙為準(zhǔn)。開關(guān)量輸出端子（CD端子）提供多路開關(guān)量輸出，接點(diǎn)類型為DC12V有源輸出。一般用于燈光控制器、風(fēng)機(jī)控制器、聲光報(bào)警器等設(shè)備，接線時(shí)要注意電源的極性。開關(guān)量輸入端子（RD端子）提供多路開關(guān)量輸入，接口為帶電壓的光隔接口，需要接入無電位的空接點(diǎn)。一般接紅外對射報(bào)警器、水浸探測器、電子圍欄主機(jī)的等報(bào)警設(shè)備。通信端子（TD端子）提供多個(gè)RS485接口和4~20ma接口，一般接溫濕度傳感器、空調(diào)控制器、火災(zāi)報(bào)警主機(jī)、風(fēng)速傳感器等設(shè)備。6.2前端設(shè)備安裝前端設(shè)備的安裝方法請?jiān)斠娖湔f明書，設(shè)備安裝后要滿足整個(gè)系統(tǒng)的要求。前端設(shè)備的電源、信號均接到屏體內(nèi)的相應(yīng)端子上。紅外對射探測器采用DC24V供電，告警輸出采用接收端的常開接點(diǎn)。紅外雙鑒探測器采用DC12V供電，告警輸出采用常開接點(diǎn)。聲光報(bào)警器的電源是由輔控主機(jī)控制輸出，當(dāng)接通電源時(shí)，會發(fā)出聲光報(bào)警。紅線接DC12V正極，黑線接負(fù)極。電子圍欄主機(jī)采用AC220V供電，防雨箱內(nèi)需安裝擴(kuò)展繼電器。在任一防區(qū)發(fā)生入侵報(bào)警時(shí)，聲光報(bào)警器啟動的同時(shí)，報(bào)警信號要傳入輔控系統(tǒng)，報(bào)警輸出采用常開接點(diǎn)。水浸傳感器的探測電極安裝在前端，變送器安裝在屏體內(nèi)，探測電極和變送器之間需要通過2根線纜連接。探測電極的外形如圖7.1所示，其中A、B為一組觸點(diǎn)，C、D為一組觸點(diǎn)，兩根信號線分別接到A/B、C/D上即可。圖7.1水浸傳感器探測電極風(fēng)速傳感器有紅、黑、黃3根接線，紅線接DC24V正極，黑線接負(fù)極，黃線為4~20ma數(shù)據(jù)輸出。溫濕度傳感器采用DC12V供電，電源接線端子為VCC、GND端子。信號線最好采用屏蔽雙絞線，接線端子為485A、485B端子。多個(gè)溫濕度傳感器應(yīng)采用手拉手接線，當(dāng)無法采用手拉手接線時(shí)，為保證通信的可靠性，最好加裝1個(gè)485集線器。溫濕度傳感器背部如圖7.2所示。圖7.2溫濕度傳感器空調(diào)控制器的安裝應(yīng)盡量隱蔽，可放在柜機(jī)里面或者掛機(jī)的上面。在空調(diào)內(nèi)部沿著空調(diào)箱體安裝紅外線纜，并將紅外發(fā)射頭對準(zhǔn)空調(diào)的紅外接收器?？照{(diào)控制器采用DC12V供電，通信方式為RS485，多個(gè)空調(diào)控制器應(yīng)采用手拉手接線?？照{(diào)控制器背部接線端子如圖7.3所示。圖7.3空調(diào)控制器背部接線端子房間門安裝門禁時(shí)，每個(gè)門需要安裝1個(gè)電磁鎖、1個(gè)出門按鈕、1個(gè)刷卡器和1個(gè)門磁。變電站大門安裝門禁時(shí)，大門口需要安裝2個(gè)刷卡器、2個(gè)出門按鈕（金屬），同時(shí)提供2個(gè)開關(guān)量控制信號至電動大門的控制器。門禁控制器到前端設(shè)備的距離不宜超過80米。門禁讀卡器的接線方法為：紅色接電源VCC、黑色（帶有焊錫）接電源GND、白色接門禁控制器的韋根1、綠色接門禁控制器的韋根0。出門按鈕和門磁僅輸出1個(gè)開關(guān)量信號，需分別提供1根2芯電纜。電磁鎖采用DC12V供電，需提供1組電源線。模擬攝像機(jī)需要接的線纜有：AC24V電源線、RS485控制線和視頻同軸電纜，網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)需要接的線纜有：AC24V電源線和網(wǎng)絡(luò)線。攝像機(jī)一般采用屏體集中供電方式，當(dāng)攝像機(jī)距離較遠(yuǎn)時(shí)，可采用前端供電方式（由屏體引出AC220V電源，在前端配置電源適配器）。當(dāng)攝像機(jī)距離較遠(yuǎn)時(shí)，或者為了增加抗干擾能力，可采用光纖進(jìn)行信息傳輸，此時(shí)需要增加光端機(jī)或光網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備。每個(gè)安裝有攝像機(jī)的房間均安裝燈光控制器，一般情況下，每個(gè)房間控制2、3個(gè)回路，以滿足夜間攝像機(jī)亮度需求為目的。燈光、風(fēng)機(jī)的控制，需在原有走線的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，需充分了解現(xiàn)場原有回路的走線原理，結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)和實(shí)際情況，確定控制器的安裝及接線。6.3系統(tǒng)調(diào)試在前端設(shè)備安裝完畢、系統(tǒng)軟件安裝配置完成后即可開始系統(tǒng)的調(diào)試，在通電調(diào)試前，請務(wù)必確認(rèn)設(shè)備電源、燈光控制器、風(fēng)機(jī)控制器等接線是否正確。調(diào)試過程中關(guān)于軟件的具體操作，請參見本說明書第6章軟件使用的相關(guān)內(nèi)容。6.3.1設(shè)置工作區(qū)域設(shè)置系統(tǒng)的工作場所，通常只設(shè)置1個(gè)主場所即可。場所名可采用變電站的名字，比如“鄭州110KV七里河變電站”。6.3.2輔控主機(jī)通道配置在系統(tǒng)中添加物聯(lián)網(wǎng)智能主機(jī)，并設(shè)置其通信參數(shù)，保證能與系統(tǒng)正常通信。設(shè)置每個(gè)監(jiān)測通道的通道號、通道類型、通道名稱、監(jiān)測類型、設(shè)備類型、告警屬性、告警門限、告警顏色、設(shè)備廠家等內(nèi)容。對于RS485通道，還要設(shè)置每個(gè)串口的通信參數(shù)，具體參數(shù)要求如圖7.4所示。圖7.4串口參數(shù)設(shè)置6.3.3溫濕度控制器調(diào)試設(shè)置每一個(gè)溫濕度傳感器的地址碼和串口參數(shù)，地址碼和串口參數(shù)要與輔控主機(jī)通道配置時(shí)的設(shè)置保持一致。在實(shí)時(shí)監(jiān)控界面查看是否有相應(yīng)的溫濕度顯示。6.3.4空調(diào)控制器調(diào)試空調(diào)控制器的調(diào)試主要是學(xué)習(xí)控制指令，應(yīng)在空調(diào)控制器安裝之前進(jìn)行此項(xiàng)工作。學(xué)習(xí)步驟如下：（1）將空調(diào)控制器接到物聯(lián)網(wǎng)智能主機(jī)的RS485通道2上（同時(shí)只能接1臺空調(diào)控制器），并設(shè)置此通道為“透傳模式”。（2）啟動空調(diào)空調(diào)控制軟件。（3）設(shè)置空調(diào)控制器通信方式。點(diǎn)擊【設(shè)置】->【采集器配置】菜單，彈出如圖7.5所示窗口。采集器IP為輔控主機(jī)的IP地址，485端口選擇“485-2”。圖7.5通信方式設(shè)置（4）設(shè)置空調(diào)控制器地址。點(diǎn)擊【設(shè)置】->【空調(diào)設(shè)置】菜單，彈出如圖4.6所示窗口。用鼠標(biāo)選擇相應(yīng)的地址，點(diǎn)擊“設(shè)置地址”按鈕，即可完成地址設(shè)置?？梢渣c(diǎn)擊“查看地址”按鈕查看地址設(shè)置是否成功。圖7.6空調(diào)控制器地址設(shè)置（5）學(xué)習(xí)控制指令。點(diǎn)擊【學(xué)習(xí)指令】->【學(xué)習(xí)測試】菜單，彈出如圖7.7所示窗口。選擇空調(diào)控制器的地址，并點(diǎn)擊“查詢指令”按鈕，在窗口上方會生成相應(yīng)的學(xué)習(xí)列表，依照列表中的命令，依次開始學(xué)習(xí)。如圖7.7命令碼學(xué)習(xí)列表選擇要學(xué)習(xí)的命令行，點(diǎn)擊下面的“進(jìn)入學(xué)習(xí)”按鈕。彈出如圖7.8所示的窗口，點(diǎn)擊“學(xué)習(xí)”按鈕，在彈出的對話框中點(diǎn)擊“確定”按鈕?？照{(diào)控制器的紅色指示燈點(diǎn)亮，此時(shí)把空調(diào)遙控器對準(zhǔn)空調(diào)控制器接收口，發(fā)射相應(yīng)的指令（即按下相應(yīng)的按鍵），當(dāng)指示燈變滅時(shí)即完成學(xué)習(xí)。注意，空調(diào)控制器每次只能學(xué)習(xí)一條指令，即在紅燈亮?xí)r，在遙控器上只能按一次鍵。如圖7.8開始進(jìn)入學(xué)習(xí)（6）指令測試。依照圖7.7列表中的命令，逐條進(jìn)行測試。把空調(diào)控制器的紅外發(fā)射頭對準(zhǔn)空調(diào)的紅外接收器，選擇要測試的命令行，點(diǎn)擊“測試”按鈕，觀察空調(diào)動作是否正常。6.3.5燈光、風(fēng)機(jī)控制調(diào)試對每一個(gè)燈光、風(fēng)機(jī)控制回路，逐一進(jìn)行調(diào)試。先在前端，手動操作開關(guān)，驗(yàn)證設(shè)備是否工作正常。再在實(shí)時(shí)監(jiān)控界面，通過軟件操作，驗(yàn)證能否對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。6.3.6安防系統(tǒng)調(diào)試安防設(shè)備主要有電子圍欄、紅外對射報(bào)警器、紅外雙鑒探測器和聲光報(bào)警器。對每一個(gè)前端探測設(shè)備，采用人工模擬的方法，觸發(fā)其報(bào)警，在實(shí)時(shí)監(jiān)控界面查看是否有報(bào)警信息。在實(shí)時(shí)監(jiān)控界面打開聲光報(bào)警器，檢驗(yàn)其是否有聲光報(bào)警輸出。6.3.7視頻監(jiān)控調(diào)試設(shè)置每個(gè)攝像機(jī)的RS485通信參數(shù)，設(shè)置視頻處理單元每個(gè)通道的RS485通信參數(shù)，兩者的參數(shù)設(shè)置要保持一致。這些參數(shù)包括通信地址、波特率、奇偶校驗(yàn)、云臺控制協(xié)議等，一般波特率設(shè)置為9600、校驗(yàn)方式為無校驗(yàn)。查看每一路圖像，看是否清晰、是否有抖動；同時(shí)操作攝像機(jī)變焦、上下左右旋轉(zhuǎn)，看能否進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。攝像機(jī)及視頻處理單元的設(shè)置方法詳見其說明書，以上這些工作也可借助于視頻監(jiān)控廠家的專用軟件。在系統(tǒng)中添加視頻處理單元，并設(shè)置相應(yīng)的通信參數(shù)，保證能與系統(tǒng)正常通信。通過系統(tǒng)軟件設(shè)置每路視頻的通道名稱，并下載到視頻處理單元中。根據(jù)視頻監(jiān)控與其他系統(tǒng)的聯(lián)動需求，設(shè)置相關(guān)攝像機(jī)的預(yù)置點(diǎn)。6.3.8門禁系統(tǒng)調(diào)試在系統(tǒng)中添加門禁處理器，并設(shè)置相應(yīng)的通信參數(shù)，保證能與系統(tǒng)正常通信。設(shè)置每一個(gè)門禁的位置、驗(yàn)證方式等信息，設(shè)置授權(quán)人員和門卡，設(shè)置開門密碼（默認(rèn)為1234）。對每一個(gè)室內(nèi)門要驗(yàn)證如下內(nèi)容：1）門鎖是否可靠，2）門狀態(tài)是否正確，3）是否可實(shí)現(xiàn)密碼開門、刷卡開門、出門按鈕