城市智慧管廊電力設備監控解決方案

更新時(shí)間：2020-05-27 　點(diǎn)擊次數： 991次

摘要：城市綜合管廊內部不僅整合了維持城市功能的自來(lái)水、煤氣、電力、通信管線(xiàn)，而且管廊自身功能使用的動(dòng)力、照明、排水等設備繁多，無(wú)論納入管線(xiàn)出現故障，還是自身附屬設備出現故障，都將造成沿線(xiàn)城市功能的癱瘓，因此將綜合管廊內部的各個(gè)系統實(shí)現智慧化管理是目首要解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵字：智慧管廊物聯(lián)網(wǎng) 云平臺

1引言
城市綜合管廊（日本稱(chēng)“共同溝”、中國臺灣稱(chēng)“共同管道”），就是地下城市管道綜合走廊。即在城市地下建造一個(gè)隧道空間，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線(xiàn)集于一體，設有專(zhuān)門(mén)的檢修口、吊裝口和監測系統，實(shí)施統一規劃、統一設計、統一建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線(xiàn)”。

2國內法規、規范
《辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設的指導意見(jiàn)》（國辦發(fā)〔2015〕61號）于2015年8月10日公布。工作目標是到2020年，建成一批具有先進(jìn)水平的地下綜合管廊并投入運營(yíng)，反復開(kāi)挖地面的“馬路拉鏈”問(wèn)題明顯改善，管線(xiàn)安全水平和防災抗災能力明顯提升，逐步消除主要街道蜘蛛網(wǎng)式架空線(xiàn)，城市地面景觀(guān)明顯好轉。
福建、江蘇等地出臺了綜合管廊建設指南，廈門(mén)市還出臺了廈門(mén)市綜合管廊管理辦法。
2015年6月1日起實(shí)施的《城市綜合管廊工程技術(shù)規范》（GB50838-2015），對2012年版本的《城市綜合管廊工程技術(shù)規范》進(jìn)行了較大的修改和完善，對我國綜合管廊建設的推動(dòng)起到了積極的作用，本版規范強調原則上所有管線(xiàn)必須入廊，但也擴充了綜合管廊的分類(lèi)，新增了纜線(xiàn)管廊。
根據《城市工程管線(xiàn)綜合規劃規范》（GB50289－98）第2.3節有關(guān)規定，當遇到下列情況之一時(shí)，工程管線(xiàn)宜采用綜合管廊集中敷設：交通運輸繁忙或工程管線(xiàn)設施較多的機動(dòng)車(chē)道、城市主干道以及配合興建地下鐵道、立體交叉等工程地段；不宜開(kāi)挖路面的路段；廣場(chǎng)或主要道路的交叉處；需同時(shí)敷設兩種以上工程管線(xiàn)及多回路電纜的道路；道路與鐵路或河流的交叉處。道路寬度難以滿(mǎn)足直埋敷設多種管線(xiàn)的路段。
根據《電力工程電纜設計規范》第5.2節有關(guān)規定，當遇到下列情況時(shí)，電力電纜應采用電纜隧道或公用性隧道敷設：同一通道的地下電纜數量眾多，電纜溝不足以容納時(shí)應采用隧道；同一通道的地下電纜數量較多，且位于有腐蝕性液體或經(jīng)常有地面水流溢的場(chǎng)所，或含有35KV以上高壓電纜，或穿越公路、鐵路等地段，宜用隧道；受城鎮地下通道條件限制或交通流量較大的道路，與較多電纜沿同一路徑有非高溫的水、氣和通訊電纜管道共同配置時(shí)，可在公用性隧道中敷設電纜。

3 城市綜合管廊的智慧化整體解決方案
目國內多數管廊還是采用傳統的基于工業(yè)控制的解決方案，即：由自動(dòng)化控制廠(chǎng)家發(fā)起，以PLC/RTU/NVR等硬件為核心，通過(guò)上下位軟件編程，采集管廊的環(huán)境、設施、安全等過(guò)程和安全等數據，按照控制策略控制管廊現場(chǎng)執行機構其信息化平臺實(shí)基于類(lèi)似組態(tài)王這樣的上位軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

以下是安科瑞智慧城市地下綜合管廊產(chǎn)品選型方案：
3.1 安科瑞管廊電力監控系統（10/0.4kV地面變電所）

應用場(chǎng)合		型號	功能
10kV	進(jìn)/饋線(xiàn)	AM4-I	三段式過(guò)流保護、兩段式零序過(guò)流保護、反時(shí)限過(guò)流保護、負序過(guò)流、過(guò)負荷保護（告警、跳閘）、控故障告警、PT斷線(xiàn)告警、三相一次重合閘、后加速過(guò)流、FC閉鎖、非電量保護（告警、跳閘）、過(guò)電壓保護、低電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波。
	PT監測	AM4-U1	過(guò)電壓告警、零序過(guò)壓告警、PT斷線(xiàn)告警、低電壓告警；4路交流電壓通道；故障錄波
	PT監測	AM4-U2	I段/II段過(guò)電壓告警、I段/II段零序過(guò)壓告警、I段/II段PT斷線(xiàn)告警、I段/II段低電壓告警；8路交流電壓通道；故障錄波。
	智能操控、節點(diǎn)測溫	ASD320-Pn	一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內照明控制、RS485接口、高壓柜內電氣接點(diǎn)無(wú)線(xiàn)測溫。
	電參量測量	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
0.4kV	進(jìn)線(xiàn)	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
	進(jìn)線(xiàn)	ASJ10-LD1A	1路A型剩余電流測量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動(dòng)作電流可設定；十種極限不驅動(dòng)時(shí)間可設定；互感器斷線(xiàn)報警指示；兩組繼電器輸出(一組常開(kāi)，一組轉換，均可設定)；具有就地，遠程“測試”、“復位”功能。
	無(wú)功補償	ARC	測量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議。
	無(wú)功補償	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
	有源濾波	ANAPF	ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動(dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補償。
	出線(xiàn)	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
		ANHPD300	對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有抑制和吸收作用，能有效濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進(jìn)行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。
		ASJ10-LD1A	1路A型剩余電流測量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動(dòng)作電流可設定；十種極限不驅動(dòng)時(shí)間可設定；互感器斷線(xiàn)報警指示；兩組繼電器輸出(一組常開(kāi)，一組轉換，均可設定)；具有就地，遠程“測試”、“復位”功能。
溫度檢測	變壓器溫度檢測	ARTM-8	8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出。
	無(wú)線(xiàn)測溫	ARTM100	可以嵌入式安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內，每臺裝置可以接收240個(gè)傳感器的數據，可與ATE100、ATE200、ATE300三種傳感器選配使用。裝置帶有一路485接口、可選配一路以太網(wǎng)口，可將采集到的溫度數據上傳到監控中心。
		ATC200	一款帶有一路485接口的溫度收發(fā)器，可同時(shí)接收12個(gè)ATE200傳感器發(fā)射的數據并將采集到的數據上傳到監控中心。
		ATE200	表帶式固定，測溫范圍0-125℃，測量精度±2℃，傳輸距離空曠10米。
配套附件		AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號。
配套附件		AKH-0.66L	剩余電流互感器，采集剩余電流信號。
網(wǎng)關(guān)		Anet-2E5S	5個(gè)RS485串口 2kV隔離， 2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、建筑能耗數據、電力需求側等上傳、支持多中心不同數據服務(wù)要求，支持網(wǎng)關(guān)透傳協(xié)議；裝置電源:220V AC/DC。
網(wǎng)關(guān)		Anet-4E10	10個(gè)RS485串口 2kV隔離，4個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、DNP、CDT、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入、支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、CDT、建筑能耗數據、電力需求側等上傳、支持多中心不同數據服務(wù)要求，裝置電源:220V AC/DC。
電力監控系統		Acrel-2000	數據的實(shí)時(shí)采集、數字通信、遠程操作與程序控制、保護定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類(lèi)報表及設備維護信息管理。

3.2、安科瑞管廊設備監控系統（0.4kV動(dòng)力箱/動(dòng)力柜）

應用場(chǎng)合	型號	功能	安裝方式	防護等級	使用說(shuō)明
動(dòng)力箱/柜	DTSD1352	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統計，總正反向有功電能統計，總正反向無(wú)功電能統計；紅外通訊；電流規格：經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級,無(wú)功電能精度2級。	導軌式	IP30	同動(dòng)力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。
	ARD2F－XX/XX－90L/UT	ARD2F智能電動(dòng)機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動(dòng)機，可與接觸器、電動(dòng)機起動(dòng)器等電器元件構成電動(dòng)機控制保護單元，有遠程自動(dòng)控制、現場(chǎng)直接控制、面板指示、信號報警、現場(chǎng)總線(xiàn)通信等功能。	主體：導軌式顯示：嵌入式	主體：IP30 顯示：IP65	同動(dòng)力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。
	PZ72L-E4/UT	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），四象限電能，LCD顯示，可選2DI/2DO，RS485/Modbus通信。	嵌入式	IP65
	WHD72-11/UT	測量并顯示控制1路溫度、1路濕度。	嵌入式	IP65
配套附件	AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號。	螺絲固定	IP30	同動(dòng)力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。

4 結束語(yǔ)
綜上所述，城市綜合管廊的智慧化建設將作為智慧城市建設的一部分，通過(guò)部署BIM，物聯(lián)網(wǎng)設備，智慧管廊運營(yíng)管理平臺，數據云平臺等軟硬件基礎設施和應用軟件，覆蓋綜合管廊項目全生命周期，實(shí)現管網(wǎng)規劃、建設、運行、維護及管理、服務(wù)的智慧化、保障管網(wǎng)全生命周期的安全、高效、智能、綠色，從而提升城市基礎設施功能和城市運行能力。

參考文獻：
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版
[2] 田紅艷.城市綜合管廊的智慧化整體解決方案

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