淺談居民小區(qū)配電房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究與應用

更新時間：2023-12-29 點擊次數(shù)：332次

摘要：智配電站動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過構建三級監(jiān)控網絡，基于 TCP/IP 網絡協(xié)議作為通訊構架，組建 IP 網絡與監(jiān)控中心進行傳輸。實現(xiàn)對配電站房的遠程監(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、視頻等動力環(huán)境監(jiān)控，有效提升配電站房設備運維水平。

關鍵詞：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。本文設計基于TCP/IP 網絡的集中監(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)架構設計與說明

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

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

（2）監(jiān)控中心主要承擔所轄區(qū)域內各站房的監(jiān)測、報警閥值設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）配電站房內各個采集設備采集的實時監(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)內的所有溫濕度、空調、漏水、門禁、變壓器監(jiān)測等現(xiàn)場采集設備均留有用于后期設備擴充的擴展接口，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)了各個采集設備之間的數(shù)據(jù)通信，同時對各采集設備集中供電，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)的經濟性。

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

圖 1 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)構架圖

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)議的以太網傳輸方式。配電站房中的監(jiān)控對象包括了變壓器、空調、門禁、UPS、電纜防盜、室內溫濕度、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換為數(shù)字量，進而通過組建的基于 TCP/IP 協(xié)議的以太網絡進行數(shù)據(jù)的傳遞，以實現(xiàn)對配電站房各動力環(huán)境設備的遠程監(jiān)控與管理。

4、三級監(jiān)控網絡數(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。

（2）監(jiān)控單元 SU 的監(jiān)控主機將實時數(shù)據(jù)通過 3G/4G 網絡上傳給區(qū)域監(jiān)控中心SS的監(jiān)控服務器進行數(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)進行分析，將遙控和遙調指令通過3G/4G網絡下傳至各個下級監(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、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、除濕機、風機、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）。

5.2系統(tǒng)結構