无人值守配电房智能监控系统 应用效果分析

摘要：无人值守配电房是现今一种先进的运行管理模式，但要实现真正意义上的无人值守，需要对配电房内的各种电气设备进行监测、控制、保护；需要对配电房内的温湿度、通风情况、SF6气体泄漏、以及配电房的安全运行情况等进行实时的监控和数据的采集。同时，配电房智能监控系统的不完善，会导致配电房存在很多的安全隐患，例如SF6气体泄漏不能及时发现、配电房室温过高导致损坏设备等。
        关键词：配电房；智能监控系统；无人值守改造

引言
 

在电力输送以及分配方面，配电房为不可缺少的场所，现如今由于一些因素的存在，比如渗水、房内环境偏热、湿度改变幅度较大等，造成配电房设施跳闸，对用电的稳定供应造成影响。同时因为不具备有关的检测手段，运维工作者不足，以往的巡检方式有着盲区，导致一些隐患难以第一时间找到并消除。所以针对于智能配电房监控，有必要对其进行探究，这存在较大的现实意义。

配电房的介绍
       

配电房常被称为配电所，其内涵为：在配电房内，仅存在开闭与分配电力的配电设备，结合母线来看，不存在变压器。相比于变电所，配电房有着一定的不同，前者存在变压器，而后者不存在变压器。以供电系统来分析，配电所为核心部位，安排组织专门人员，对其开展全天候值班。未经允许，无关人员不得进入。工作者需要持证上岗，了解配电设施情况，使用方式，并且要掌握有关的注意事项。对于电压表等的指示状况，需要加以关注；不得出现超载运行的情况。屋内地面与设施外表，要做到无尘。通过值班人员，来完成倒闸操作，别的人员不可以插手；不允许同时倒闸操作，防止出现错误。
 

无人值守配电房智能监控系统

1、配电房的现状

        配电房由于数量众多、分布散杂、周边环境变化多端等原因，容易受用户增容和城市建设而影响。实时对配电房及其设备进行监控，对配电自动化管理、负荷预测、线损分析、电力需求管理等具有重大意义。
        传统的监控解决方案是分别安装开关柜、配电柜、变压器的监测设置，以及安装报警、视频、环境监控系统等，但是这些系统具有如下问题：
        1）配电房数量越来越多，大门钥匙的数量也很多，对钥匙的管理越来越困难。
        2）配电房里容易发生电缆沟溢水，加速线缆老化，造成安全隐患。
        3）配电房里有很多电力设备，却没有对火灾的有效监测，存在安全隐患。
        4）配电房绝大多数都是无人值守，曾多次发生过小偷破门（窗）而入的现象，这也给安全运行构成重大威胁。
        5）配电房内使用了SF6开关，但没有监控站内SF6气体含量是否超标的装置，容易发生运检人员进入站内由于缺氧而引发生命安全。
        6）目前越来越多的配电房建造在底层甚至地下，环境条件不容乐观，站内容易受湿气困扰，而常年的潮湿环境对电气设备的安全运行也造成隐患，严重时会引发电柜局部放电、爆炸等事故。
        7）配电柜的电缆接头、铜排接头处由于制作工艺、装配工艺等问题，会造成接触电源过大，从而容易出现温度过高的现象。而持续高温容易造成该处绝缘性能下降，甚至导致配电柜爆炸。
        8）绝大多数配电房都是无人值守，分布在城乡各处，一旦遇到问题或者报警，巡检人员也无法在第一时间前往现场核查实际情况。
        9）配电房内有电柜、风机、照明、除湿机、空调、排水泵等诸多电气设备，且绝大多数配电房都是无人值守，分布在城乡各处，进行定期设备巡检会耗费较多的人力和物力，有必要对上述电气设备进行统一管理，并支持远程操控、定时自动巡检。
        10）配电房里的变压器一般都有变压器超温报警节点，但由于配电房内没有远程通信通道，即使安装了监测设备，由于是无人值守，也很难起到预期的效果。

2、配电房智能监控系统的作用和意义

        该系统汇集视频监控、智能门禁、水位监测、防盗监测、烟雾监测、有害气体监测、氧含量监测、环境温湿度监测、配电房关键设备温度监测、主变超温监测、风机/空调/除湿机/照明/水泵/警灯等电气设备联动控制、电柜防凝露装置联动控制、开关柜触头温度监测、局部放电在线监测、配电房智能巡检等诸多功能，满足了电网公司从“故障巡检”到“定期巡检”到“状态巡检”转变的要求。
        2.1提高供电可靠性
        1）及时发现、识别安全隐患；
        2）提高巡检效率；
        3）规范配电房运维准则。
        2.2完善智能电网建设
        1）完善智能电网末端建设；
        2）积累运行数据，开展大数据分析；
        3）减少运维压力。

 

3、配电房智能监控系统的架构及优势

        配电房智能监控系统基于公网通讯技术，采用“感知层—网络层—应用层”三层架构，为实现智能运维提供软硬件系统解决方案，提高运维效率、减少运维工作量。
        系统把电力、环境、安防等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制。系统监控提供电子地图监控和图表监控两种监控模式，电子地图可以实现地区内的分级分层显示。
        配电房终端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、刷卡开门、联动报警、设备联动控制以及记录存储等。
        系统可以设置系统内的各子系统之间进行联动，还可以通过硬件和软件的方式和变电站综合自动化系统进行联动，能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据配电房现场需求，完成自动的闭环控制和告警。
 

无人值守配电房智能监控系统架构

3.1完整的系统整合度

        系统提供配电房全方位、智能化、全天候的无人值守智能监测。感知层实现监测对象的全覆盖，包含以下多种设备：
        1）安防：视频监控系统、非法入侵监测报警装置、智能门禁系统、烟雾监测报警装置；
        2）环境监测：SF6浓度及氧气含量监测报警装置、环境温湿度监测装置、柜内防凝露除湿装置、水位监测装置；
        3）设备状态监测：触头温度在线监测报警装置、变压器超温监测装置、电能质量在线监测装置、局部放电在线监测装置、配电房自动巡检机器人系统；
        4）电气设备控制：风机、空调、除湿机、照明、排水泵、警灯等电气设备联动控制。

3.2完善的设备联动规则

        1）刷卡开门、密码开门，自动解警，照明自动打开，自动抓拍并上传；
        2）大门关闭的状况下，自动布放，照明自动关闭；
        3）钥匙开门、非法开门，自动报警，照明自动打开，自动抓拍并上传；
        4）视频摄像机监测到有人非法闯入，自动执行移动侦测并报警，并自动抓拍并上传。
        5）布放期间，防盗变送器监测到有人闯入，立即声光报警，提示人员尽快撤离。
        6）一旦烟雾报警，立即声光报警，同时强制关停风机，避免火势蔓延。
        7）SF6浓度超标或氧气含量偏低时，立即声光报警，同时强制开启风机进行通风换气，以免人员进入缺氧造成生命危险。
        8）温度超过高温阀值或低于低温阀值时，立即声光报警，同时强制开启空调调节温度。
        9）湿度超过阀值时，立即声光报警，同时强制开启除湿机除湿；若现场无除湿机，则强制开启空调进行湿度调节。
        10）水位超过阀值时，立即声光报警，同时强制开启水泵进行抽水。
        11）主变超温节点闭合时，立即声光报警提示。
        12）电柜触头温度超过阀值时，立即声光报警提示。
        13）电柜内的湿度超过阀值时，立即启动电柜内的防凝露装置进行除湿工作，直至湿度降至阀值以下。

3.3完善的软硬件协同解决方案

        1）监控主机软件可扩展性强，支持定制，升级方便；
        2）支持手机APP移动端监控；
        3）支持通过RS485总线、TCP/IP网络接入第三方设备；
        4）支持远程设备自动升级，无需人工干预接入。

4 应用效果分析

        智能配电房的应用可以改善设备运行环境，防止外界环境原因造成的设备损坏，显著提高电力系统的安全性，降低电力运行事故的可能性和人员财产损失，延长开关柜使用寿命，提高设备利用率。

4.1延长设备寿命，节约建设成本

        传统的配电房巡检方式在设备维护方面有两个方向：一是在故障发生后被动对故障设备进行维修、更换；二是定期进行大、小检修，更换使用了一段时间的设备或设备关键部件，这种方式多是为了消除安全隐患。采用智能配电房系统可以做到“不坏不修”，在降低隐患风险的同时，延长设备实际使用寿命，节约建设成本。
        以一个区5 000 座配电房的城市为例，采用传统检修方式时，每座配电房每5 年检修一次（平均10 万/ 次），共需检修费用约5 亿元，平均每年1 亿元；配备智能配电房系统后，可有效延长设备的使用寿命，检修间隔由原来的5 年延长至8 年，平均每年的检修费用为6 250万元，每年节约3 750 万元。

4.2替代人工巡检，降低维护成本

        目前，传统配电室常用的人工巡检方式上，在人力、财力上产生了很高成本。使用智能配电房系统后，可以通过综合监控后台了解各配电室现场信息。只在设备发生或者存在故障隐患时派出维修人员进行定点更换、维护即可，大大提高了工作效率，降低了维护成本。

4.3 促使现场运维管理转变为后台运维管理

        智能配电房系统通过采集配电房的温度、湿度、有害气体等参数进行处理，并将配电房内温度、湿度、粉尘、有害气体等技术指标控制在合格范围内，防止设备发生凝露、绝缘老化及外界条件下产生的局部放电问题等，消除配电房环境引起的安全隐患，延长设备使用寿命，实现设备全寿命使用周期，提高供电可靠性。此外，智能配电房系统将带来运维模式的转变，现场运维模式将更多地转变为后台运维。

5、结束语

智能监控系统在配电房的应用，减少了运维工作量，提高了运维效率，实现了配电房的无人值守，为实现智能运维提供了解决方案。

审核编辑 黄宇