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标题

基于开放式体系的智能配电房监控系统研究

范文

陈相豪

摘? 要：作为配电网中的重要供电节点，配电房分布范围广、数量多、运维工作质量高。为提高智能配电房供电可靠性及运维管理安全性，该文提出一种基于“开放式”体系的智能配电房监测控制系统，旨在推进智能配电房建设，降低运维管理成本，提升运维质量，拉动安全管理效率和水平，延长相关设备的使用寿命，实现配电网可控、可测及可观。

关键词：开放式体系;智能配电房;监控系统;物联网

中图分类号：TM641? ? ? ? ? ? ? 文献标志码：A

南方地区常年天气炎热潮湿，台风梅雨等恶劣天气多，配电房所处工作环境条件相对恶劣，因此在人为运维管理过程中，可能出现干预失效情况，加之配电房设备长期在高溫、潮湿、扬尘等环境下工作运行，因此其不仅会影响配电网可靠及稳定运行，还对人员安全产生极大威胁。

1 智能配电房监控系统总体运行要求

智能配电房监控系统应同时具备远程在线监测、安防管理和环境状态信息监测管控等基本功能，还可根据监测数据分析结果，实时预警及联动。鉴于此，系统在开发设计时，应基于可靠性、可用性、可扩展性、安全性及先进性等原则，遵循整体的行业技术标准，采用一种“开放式”体系结构进行总体架构设计，可在开放式环境下，针对配电房现场运行情况进行联动控制监测，确保在非法授权活动和恶劣环境下不发生或少发生突发故障。

2 监控系统“开放式体系”架构

2.1 系统“开放式体系”架构部署

根据系统总体运行需求及控制监测要求，在系统总体架构设计时，应配置配电房环境监控、安防监控和设备状态监控智能终端，提高长期灵活性与稳定运行性能。在此基础上，在软件系统设计时，还应设置完善的安防响应机制和权限管理分级机制，通过人工界面的友好交互，为用户重要数据的存储和扩展提供两级备份、运维和升级二次开发接口。

2.2 开放式“四层”结构配置

该智能配电房监控系统基于“开放式”体系，采用“四层”结构部署总体配置。

应用层：主要包括配电房高预警管理、现场环境在线监测、视频监控、设备状态跟踪监测、数据统计、远程控制、APP移动和运维管理等。

平台层：分别由应用节点、移动应用节点、数据采集节点、平台接口节点、数据库及流媒体节点等服务器构成。

通信层：采用无线通信及光纤通信2种方式进行系统主站与配电房的数据远程通信。

终端层：配置各类监控终端机、监控命令执行元件和传感器等，实现配电站房内的湿度、温度、臭氧、SF浓度监测;实时在线采集配电房环境内的水浸、火灾、烟雾、含氧量、振动、噪声等信息;还可采集局放、柜温度、变压器运行温度等设备状态信息等与门禁、监控、灯光、风机等智能化执行设备进行联动，共同远程监控管理配电房。计算机输出信号经转换后通过双向可控硅控制器控制加热电阻两端的电压。

其温控数学模型为式中的e-τs为温控系数，s为传递函数，它与输入量有关。该系统终端层监测控制算法选用PID控制，硬件监测控制模块测温原理：TL431和电位器VR1调节电路，形成4.096 V的参考电源;采用100 Ω精密电阻R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥，当VR2测量电桥的电阻值≠Pt100时，测量电桥输出压差信号，这个mV级压差信号经LM324放大输出可直连A/D转换芯片的期望电压信号，差动放大电路中R5=R6、R3=R4、放大倍数=R5/R3，运放采用单一5 V供电。触发控制时，双向可控硅从阻断区转至导通区，并通过如图1所示的原理进行监测控制：

3 基于开放式体系的智能配电房监控系统实现

3.1 实现对配电设备温度监测

该文主要基于红外热成像技术对配电柜、开关柜、变压器、低压柜和电缆温度等进行监测，同时基于系统配置的温度传感器，对系统相关设备实时运行温度状态数据进行采集，以此对突发情况进行预警。

3.2 在线测量局部放电量

系统能准确在线测量局部放电引起的开关柜局放电量、变压器中压电缆头局放电量，再根据局放电脉冲信号发生器，校准和分析局部放电从而全面了解配电房相关电气设备元件的相位、局放电类型、强度、运行状态等。

3.3 电子闭锁装置状态监测

系统具有电子闭锁监测功能，湿度及温度信号接收装置与传感器间配置无线传输模块，能针对系统报警阀值进行设置，还可采集相关相位角，具有良好自检功能，通过闭锁装置来监视终端系统电缆电路预防短路。

3.4 运行环境监测

系统运行环境监测主要对配电房温度、湿度和相关异常情况进行预警联动。当湿度或者相关电气设备气体浓度值、臭氧浓度等超出系统预设阀值时，就会联动其他设备进行预警。

4 案例应用分析

上述基于“开放式”的体系监控系统已在某企业公用配电房中得到具体应用，如下：

通过在智能配电房安装ONU和OLT光纤通信设备，同时对视频监控综合平台及SCADA系统进行一体化调度，由此实现对智能配电房的综合监控。

智能配电房中所有10 kV开关柜等电气设备均受DTU设备监控。

通过将变压器安装于配电房，由此实现对变压器的运行优化。

分别将安防设备及视频监控设备安装于配电房，充分发挥其防入侵、视频监控及烟雾报警等集成化安全监控功能。

通过集成智能配电房开放式一体化监控，实现并取得良好运行效果。

5 结语

经过综合试运行，这种监控管理系统能更好地代替人工进行配电巡检，在人力和财力上节约了大量成本，使用智能配电房监控系统进行运维管理后，实现对配电房相关电气设备的综合化运维管理，提高其可靠性。

参考文献

[1]王晓鹏，肖笛，张艳敏，等.配电工程中智能配电监控系统的应用研究[J].中小企业管理与科技，2016（13）：153-154.

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