淺談智能電房環(huán)境監測系統

摘要:隨著(zhù)城市化規模擴大、建設速度加快，相應的城市附屬設施建設同樣發(fā)展迅速，供電網(wǎng)絡(luò )也因此得以快速發(fā)展，同時(shí)配電房環(huán)境監測數量眾多，地理位置分散，存在巡檢周期長(cháng)、巡檢盲區大、監控不到位的情況。根據這一現狀和趨勢，提出了智能配電房環(huán)境監測系統的技術(shù)方案，并就其在防水浸、溫濕度監測、防位移系統等常見(jiàn)場(chǎng)景中的應用進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞:智能配電房;防水浸;監測

0、引言

隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，信息化技術(shù)也得到了廣泛應用。電力配電房環(huán)境監測數量眾多、位置分散:需要運用通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)對配電房環(huán)境質(zhì)量實(shí)施長(cháng)期、有效、連續、科學(xué)、準確的監測，解決一直以來(lái)配電房環(huán)境監測巡檢周期長(cháng)、盲區大、人力資源消耗嚴重的情況。

通過(guò)安裝使用智能配電房環(huán)境監測裝置，可以中心，隨時(shí)掌控各個(gè)無(wú)人值守配電房的狀態(tài)，同時(shí)*大程度節約前期施工成本和后期運維成本，因此該系統有充分的推廣和利用價(jià)值。

1、智能電房環(huán)境監測系統介紹

1.1系統技術(shù)原理

系統各傳感器帶有各類(lèi)參量的感應元件,終端模塊用于遠距離組網(wǎng),傳感器可以其配對的終端模塊通信,通過(guò)GPRS(4G)網(wǎng)絡(luò )通信,使終端和云端服務(wù)器連接,而應用端通過(guò)和云端服務(wù)器連接可以做各種數據展示和報警。通信終端通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )與Internet連接,把數據基于 LORA通信協(xié)議以*大20 dBm頻率打包發(fā)送至數據中心存儲數據并做實(shí)時(shí)分析,同時(shí)在應用端提供用戶(hù)頁(yè)面展示。數據報警通過(guò)短信、微信、APP等形式通知相關(guān)人員。終端供電采用6.5 V的可充電電池或使用220V市電，保證24 h不間斷工作。系統拓撲圖如圖1所示:

圖1 系統拓撲圖

1.2傳輸網(wǎng)絡(luò )

本系統結合以上集中無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),可以充分利用各種網(wǎng)絡(luò )各自的傳輸優(yōu)勢,根據網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)分工合作,確保監測數據在惡劣環(huán)境下仍然保持穩定的傳輸條件。該系統傳輸網(wǎng)絡(luò )有以下特點(diǎn):

(1)可大規模組網(wǎng),不需要任何網(wǎng)絡(luò )設置,就能輕松地組成感應節點(diǎn)規模上千、面積超過(guò)十幾平方公里的LORA自組網(wǎng)。

(2)網(wǎng)絡(luò )可靠性高,標簽之間組成完整網(wǎng)狀互聯(lián),自動(dòng)切換*佳路徑。

(3)持久的低能耗、超微功耗設計,平均工作電流10μA，電池可用5年以上。

(4)通信安全性,確保安全通信的方案,即發(fā)送設備和接收設備的合法身份;數據的有效性驗證,數據包的加密,可靠的數據訪(fǎng)問(wèn)權限管理,可用繞開(kāi)阻擋區域實(shí)現智能化通信。

(5)系統容量大,基于該技術(shù)的網(wǎng)關(guān)支持多信道多數據速率的并行處理,系統容量大。

(6)可支持測距和定位,基于終端和集中器/網(wǎng)關(guān)的系統可以支持測距和定位。

2、智能電房環(huán)境監測系統的組成

系統包含智能無(wú)線(xiàn)水浸傳感器、智能無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器、智能無(wú)線(xiàn)位移傳感器、終端、后臺等組成部分。傳感器均通過(guò) LORA進(jìn)行數據傳輸,大大提高了收發(fā)的靈敏度,降低了功耗。傳感器標簽材質(zhì)工藝采用抗老化、耐高溫ABS材質(zhì)，IP65防護等級防水鋁外殼,工作溫度為-30~80℃。傳感器網(wǎng)絡(luò )通信心跳間隔小于60s,設備運行異常變化時(shí)智能喚醒,網(wǎng)絡(luò )喚醒及通信啟動(dòng)時(shí)間小于3s，保證數據實(shí)時(shí)監測。終端采用6.5 V可充電電池或使用220V市電，保證24h不間斷工作和監測系統獨立運行。

2.1 智能無(wú)線(xiàn)水浸傳感器

智能無(wú)線(xiàn)水浸傳感器主要用于電纜溝的水位監測,當檢測到電纜溝的水位越過(guò)設置的告警門(mén)限值時(shí),則立刻發(fā)送報警信息到終端，由終端上傳到云平臺處理。傳感器通過(guò)支架安裝固定在電纜溝壁上,保證其離溝壁10cm以上并垂直于被監測面即可。

2.2 智能無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器

智能無(wú)線(xiàn)溫濕度傳感器主要用于電纜坑的溫濕度監測，獲取到數據后由終端上傳到云平臺處理。傳感器通過(guò)螺絲固定安裝在坑板內側,適應路面絕大部分的電纜坑板智能化改造,監測電纜井內環(huán)境溫濕度狀況，由終端上傳到云平臺處理。

2.3智能無(wú)線(xiàn)位移傳感器

智能無(wú)線(xiàn)位移傳感器主要用于電纜坑板的位移監測，當檢測到電纜坑板被非法移動(dòng)的情況時(shí),一旦判斷異常,則立刻發(fā)送報警信息到終端,由終端上傳到云平臺處理。

2.4 終端

終端能把數據基于LORA通信協(xié)議以*大20dBm頻率打包發(fā)送至數據中心存儲數據并做實(shí)時(shí)分析,同時(shí)在應用端提供用戶(hù)頁(yè)面展示。

2.5云平臺

數據處理通過(guò)云平臺進(jìn)行部署,具有高性?xún)r(jià)比、高穩定性、安全可靠等特點(diǎn),相對于自建服務(wù)器具有成本優(yōu)勢。數據儲存多重備份,按需擴容,靈活便捷,云端防火墻安全性高,減輕了工作人員維護壓力。報警可以設置多種形式，例如通過(guò)短信、微信、APP等形式告知管理者。

3、安科瑞配電室環(huán)境監控系統的介紹與選型

3.1概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環(huán)境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風(fēng)機、水泵）、門(mén)禁監控子系統（讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

3.2系統結構

3.3系統功能

3.3.1實(shí)時(shí)監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

3.3.2數據查詢(xún)

在人機界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設備的運行數據。

3.3.3曲線(xiàn)查詢(xún)

可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

3.3.4運行報表

查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表。

3.3.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

3.3.6歷史事件查詢(xún)

能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。 

3.3.7用戶(hù)權限管理

設置了用戶(hù)權限管理功能，可以定義不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限。

3.3.8網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

支持實(shí)時(shí)監視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構。

3.3.9遙控功能

可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。

3.4系統硬件配置

4、結語(yǔ)

隨著(zhù)智能電網(wǎng)應用的不斷成熟和進(jìn)步,現已實(shí)現對電力設備運行環(huán)境真實(shí)狀態(tài)的監測和分析,*終將建成基于整個(gè)電網(wǎng)配電房的在線(xiàn)監測、智能診斷處理、應急指揮、“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流"高度一體化融合的綜合控制運行中心。

參考文獻:

[1]林文健,劉振林,余進(jìn)江.淺談配電房環(huán)境感應和控制原理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2018(9):24-25.

[2]鄒宇,李賓皚,胡鵬飛.城市變電站防洪澇設計及改造施工研究[J].建筑施工,2016,38(10):1419-1422.

[3]張恒.陳軍球.方振.智能電房環(huán)境監測系統研究.

[4]企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.

作者簡(jiǎn)介：魏健輝，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室環(huán)境監控系統的研究與應用。