配电站所智能辅助控制系统

配电站所智能辅助控制系统

系统概述

近年来国家大力发展智能电网，输变电系统的智能化信息化已具备相当高的水平，而配网由于其使用环境和结构的复杂性使得智能化信息化水平较低，随着智能电网工作的进一步深入，配网智能化信息化已成为下一步的主要工作之一，国家电网于2011年把配网智能监测列入技术导则，但是由于存在信息采集种类繁多，缺少传输通道，缺少综合的主站软件等原因，国内尚无该类应用。

针对这一问题，利用现代计算机技术、网络技术、图像技术、安防监控和防盗报警、安全环境综合监控技术，推出配电房综合在线监控系统，对配电房实施全面的集中监测监控管理。

配电站所智能辅助控制系统对配电房内环境中有毒有害气体含量、O2含量、温湿度、入侵、的状态进行监控，并根据预先设置的启动方式，监测设备的状态，分别对空调、照明、水泵、通风机等设备进行控制。同时，也可以引入火灾、烟雾等信号进行联动。另外还具有实时监测高压一次设备母排温度、变压器温度监测、开关柜内局放监测等功能。配电房各被监测点的现场实际状态通过网络传输到调度中心，局领导及调度人员可在调度中心查看各个配电房的情况。减少了巡检人员强度，加强对配电房等的安全、保卫、火警监视，保障配电房安全运行。

系统架构图

应用场景图/功能选型表

选配方案（常规配电房）

   
    系统架构图

选配方案一：标准屏柜式（为设计院典型设计和配置）

主要功能/特点：

     1、标准屏柜 外形大气

     2、机架式4U主机带7寸彩色触摸屏

     3、可进行3D建模，可视化效果更好

     4、可实现配电房的环境、设备状态、安防、消防、视频等综合监控

   选配方案二：标准机柜式（适用于配电房智能化新建或改造项目，尤其是空间有限的改造项目，能实现包括视频在内的各种智能化需求）

主要功能/特点：

   1、具备方案一的全部功能

  2、外置7寸或10寸触摸屏，简单大气，有较好体验

  3、具有视频监控功能，集成度高，体积紧凑

   4、功能齐全 满足所有智能化需求

选配方案三：壁挂式（适用于预算较低，有初步智能化需求，便于大量推广）

主要功能/特点：

1、一体式设计 集成度高

2、具有新风、除湿防凝露、降温（可选）等综合功能

    3、具有烟雾、水浸、温湿度、SF6、氧气等功能，同时可以门禁（门磁）、视频等功能，并可增加人脸识别等功能，可远程运维，可选配APP功能。

选配方案四：运行环境智能调控装置（适用于沿海、沿江、山区等湿度较大地区，具备风道（可选）、除湿、调温（可选）及各种环境传感器的采集和设备联动控制功能）

主要功能/特点：

1、一体式设计集成度高

2、具有智能化控制、24小时通风降温、除湿防凝露、实时通信、基于WEB的远程维护、人机信息互动、智能调温（可选配）、风道（可选配）等综合功能

    3、具有监测烟雾、水浸、温湿度、SF6、氧气等功能，同时可以门禁（门磁）、视频等功能，并可增加人脸识别等功能，可远程运维，可选配APP功能。

选配方案（无线配电房）

系统架构图

选配方案一：无线标准屏柜式（采用基于LoRa的无线通信，满足输变电设备物联网微功率无线网通信协议）

主要功能/特点：

 1、具备无线公网/无线专网远程通信接口，支持2G/3G/4G/5G

 2、具备LoRa无线通信接口，470MHz通信协议满足电力设备节点组网协议，2.4GHz通信协议满足微功耗协议

 3、支持DL/T 634.5 104、IEC61850、MQTT、GB28181、Q/GDW 1517.1-2014 电网视频监控系统及接口（SIP-B）等协议

 4、可实现配电房的环境、设备状态、安防、消防、视频等综合监控

选配方案二：无线标准机柜式（具备方案一所有全部功能，但体积上更加轻巧，适合于空间有限的改造项目）

主要功能/特点：

1、具备无线公网/无线专网远程通信接口，支持2G/3G/4G/5G

 2、具备LoRa无线通信接口，470MHz通信协议满足电力设备节点组网协议，2.4GHz通信协议满足微功耗协议

3、支持DL/T 634.5 104、IEC61850、MQTT、GB28181、Q/GDW 1517.1-2014 电网视频监控系统及接口（SIP-B）等协议

4、可实现配电房的环境、设备状态、安防、消防、视频等综合监控

智慧环网柜/箱变

  智慧环网柜/箱变系统架构图

  智慧环网柜应用场景及功能选型表

  智慧箱变应用场景及功能选型表

  智慧环网柜/箱变解决方案

  方案一：

  智能环网柜/箱变综合智能物联网系统主要分为本地监控和后台管理。本地监控主要有环境监测、设备监测、智能控制、视频监视、通信以及供电等几个部分。

  1 环境监测：环境温、湿度监测，烟雾探测，明火探测，红外防盗监测、水浸探测等。

  2 开关柜监测：柜门状态、柜内接点温度、柜内局放、断路器动作特性。

  3 智能控制：风机控制、水泵控制、除温控制、照明控制、声光报警控制。

  4 视频监视：工业半球，低光照下正常工作（带夜视）。

  5 通    信：内网光纤接口上传、GPRS通信模块上传、RS485上传（主要用于上传至DTU）。

  6 变压器监测：变压器局放、噪声、温度（桩头温度、油温、绕组温度）、有害气体监测。

  7 供    电：AC220V供电，CT取电供电，太阳能供电。

  方案二：

  适用于新建智能环网柜/箱变，在环网柜/箱变出厂前就做好智能化设计嵌入。

  1 、除常规改造项目具备的监测功能外，具备柜/箱外监测数据显示功能（屏幕尺寸、防护等级及组态功能可定制）；

  2、屏幕支持实时视频、监测数据、告警历史等查看，同时支持设备外部控制（换气扇、灯光、除湿等）；

  3、支持权限、密码管理，防止非专业/非局方人员随意查看/更改数据。

智慧台区/柱开

  智慧台区/柱开系统架构图

  智慧台区应用场景

  智慧台区功能选型表

  智慧柱开应用场景

  智慧柱开功能选型表

智慧台区/柱开—安全预警系统典型方案

方案1：智慧台区—安全预警系统

本系统可以实现一个地区内所有配电台区的综合监控、管理、运维。同时可实现运维人员手机实时查看数据和故障报警短信推送等功能。

系统技术应用：

1、无线传感：基于微功率、低功耗无线智能感知技术，将实时感知信息传递至自动化终端或边缘融合终端；

2、5G：将边缘融合终端数据传输至配网智慧监测平台；

3、北斗：生成网格化区域全景图，当设备发生故障或运行异常时，可实现设备的精准定位及导航；

4、AR：将远程监测场景数据虚拟增强至智慧监测平台展示，提升现场监测互动效果；

5、安全加密：通过内嵌国网加密芯片，实现设备端数据安全保护。

   系统监测功能介绍:

   1、杆塔监测：实现杆塔倾斜、沉降、微气象等综合监测功能；

   2、变压器监测：实现变压器温度（可采用红外成像或CT取电测温），局放、振动、噪声等综合监测功能；

   3、JP柜监测：实现柜内环境温度、湿度、明火、烟雾、浸水状态等环境量监测和自动化终端TTU电气量数据及保护状态的信息上传；

   4、绝缘监测：实现避雷器动作次数、泄漏电流和台区接地电阻、接地电流、剩余电流等综合监测功能；

   5、视频监测：实现本地视频/图像实时监测、分析和报警等功能。

 方案2：智慧柱开—安全预警系统

   智慧柱上开关安全预警系统主要包含以下几种技术的应用：接地电阻、防雷监测、柱开动作特性、无线测温、视频监测。

   系统监测功能介绍：

   1、杆 塔监测：实现杆塔倾斜、沉降、微气象等综合监测功能；

   2、柱上开关监测：实现柱上开关温度、局放、振动、噪声及分合闸状态监测功能；

   3、柱上线路监测：线路可视化防外破、线路故障、温度、振动监测分析和报警；

   4、绝缘监测：实现避雷器动作次数、泄漏电流和台区接地电阻、接地电流、剩余电流等综合监测功能；

   5、视频监测：实现本地视频/图像实时监测、分析和报警等功能。

智慧配电线路监测

 智慧配电线路监测架构图

架空线路应用场景图

 功能选型表

 智慧埋地线路监测应用场景

 功能选型表

智慧线路—安全预警系统典型方案

方案1：智慧架空线路—安全预警系统

系统监测功能介绍：

1、杆塔线路监测：实现杆塔倾斜、沉降、微气象，线路可视化防外破等综合监测功能；

2、线路监测：实现线路实时潮流监测、电能质量、温度、故障定位、故障指示器、防外破、驱鸟器等综合监测功能；

3、绝 缘监测：实现避雷器次数、泄漏电流和接地电阻、接地电流、剩余电流等综合监测功能；

4、视 频监测：实现本地视频

/图像实时监测、分析和报警等功能；

6、通 信定位：基于

5G+北斗技术实现智慧互联万物互通的全域、全场景、实时显示所有线路监测状态；

系统技术应用：

1、基于5G和北斗定位技术的智慧线路分布全景图，实时显示所有线路监测状态；

 2、基于微功率、低功耗无线智能感知技术的智慧线路远程实时感知设备状态以及实现环境数据监测；

 3、基于AR增强现实和智能视觉物联网技术的智慧线路实时感知，提升人机互动效果；

 4、基于先进的微处理器技术以及瞬态参数测试技术，对避雷器进行实时检测。

 5、基于智能化的数据处理技术对配电线路的杆塔倾斜、振动、接地电阻、局放、防外破等数据进行处理和分析。

 方案二：智慧埋地线路—安全预警系统

  系统技术应用：

1、基于分布式光纤测温技术，对电缆温度进行实时在线监测，保障电力系统安全运行。

2、基于剩余电流在线监测技术，针对

0.4kV电压等级以下的 TT、TN 系统设计，可通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实时监控和管理。

3、基于电缆局放在线监测技术，实时监测放电量，放电相位，放电次数等基本局部放电参数，为评估其绝缘水平及老化程度提供判据，为电缆的检修工作提供依据。

4、基于有毒有害气体在线监测技术，实时监测现场有毒有害气体含量，当现场的某种待检气体的指标不符合所设置的标准时，系统会自动进行一系列报警动作，如报警，排风，跳闸等，保障检修施工人员安全。

  5、基于电子井盖防盗技术，全天候24小时实时监控和管理，实现井盖缺失或者被盗实时报警。

  系统监测功能介绍：

  智慧电缆安全预警系统主要分为本地监控和后台管理。本地监控主要有环境监测、设备监测、智能控制等几个部分。

  1、环境监测：实现对分布式光纤测温、剩余电流在线监测、电缆局放、有毒有害气体、智能高压分支箱等监测功能。

  2、设备监测：实现柜电缆沟内电缆温度、预制管井内温度、湿度、烟雾状态、水位、风机状态、井盖状态等监测功能。

  3、智能控制：实现对风机、水泵的智能控制控制

  4、后台管理：实时地监测电缆沟内的环境参量和设备的状态并通过多种方式通知用户，也可以远程控制各种辅助设备。系统通过网络进行集中式的管理，极大地方便了管理人员对电缆井电缆管理，为电力系统安全运行提供保障。

智慧基坑/隧道管廊有限空间生命保障安全预警系统

  应用场景图

功能选型表

技术亮点

1、基于无线通信与无线智能感知技术的智慧基坑/管廊有限空间生命保障安全预警系统，实时全景监测基坑安全监测状态；

2、基于便携式远程实时感知设备终端，方便现场作业实施；

3、基于心率、人员定位监测，提升作业人员生命体征监测；

  新型技术成果区域

1、项目建设背景

基坑作为变电站/管廊等建筑基础，基坑的安全稳定是保证变电站/管廊设备安全运行的前提之一。随着基坑建设规模的不断扩大，基坑施工引发的事故也在增加，因此需要对基坑进行有效的监测和预警。基于《国网安监部关于湖南省送变电工程有限公司线路基础施工专业分包“7.2"人身伤亡事故的快报》，国网公司关于基坑监测也提出全面停工检查要求，监测需求逐步加大。

2、技术方案/新技术研发

江苏久创电气科技有限公司在结合基坑监测实际应用的基础上，提出基于智慧基坑/管廊有限空间生命保障安全预警系统，可对整个基坑施工作业过程进行实时采集、微功耗无线传输、数据远程汇总分、超限超时预警报警等功能，利用在线监测预警系统，可有效保证数据的准确性，严谨性，连续性，为施工建设的效率提升，作业人员安全预警过程保驾护航。

系统通过如下一系列新技术的应用，提升基坑/隧道管廊有限空间的智能化监测水平：

（1） 超低功耗，自带电池，可实现24小时不间断采集；

（2） 无线人员定位技术的应用，提升了故障精准定位和实时通信能力；

（3） 完善的多参量超限报警功能，可实现：水平位移、竖向位移、地下水位、锚杆拉力、墙体内力、倾斜等检测数据拓展接入，综合预警，避免事故发生；

（4） 实现作业人员心率、路径行为监测，实时监测作业人员生命体征；

（5） 强大的数据分析系统，多角度、多参数、多维度预警和告警，实现基坑的综合实时运维管控。

智慧电缆井

  应用场景图

  典型配置

   解决方案

   1、设备及环境实时监测

通过对电缆的接头温度信息采集，对电缆设备实时在线监控，实时展示监测数据，当监测到电缆设备状态异常等信息，分析故障情况，及时推送告警信息至运维人员。

通过对环境的监控：温度、湿度、有毒有害气体、水位、烟感等信息的采集和分析，以及井盖的位移信息，对电缆井内环境实时在线监测。

由于电缆电磁、机械、环境腐蚀等多方面原因而产生绝缘老化与损坏，继而产生局部过热，严重时发生火灾，在南方特别是迎峰度夏时期电缆接头爆炸起火时有发生。通过电缆接头处的测温传感器以及环境温湿度、烟感等传感器的数据综合分析是否发生火灾，在保证火灾告警信息及时推送的同时，大大减小误报漏报情况。

   2、电缆资源管理

通过在电缆本体和通道路径进行数据梳理，建立断面资源分析管理模块实现对在管控资源及通道资源使用情况进行展示，结合GIS地图服务直观显示电缆路径走向，对接PMS等系统建立电缆资源信息化台账，对低下资源进智能管理、断面分析、信息查询、坐标定位和图形展示实现对电缆及通道资源的全寿命周期管理。

   3、电缆智能运检

通过综合利用报修信息、告警信息等发现电缆设备存在故障，结合设备定位、实现故障的实时研判及定位，合理调度抢修资源，定制化巡检策略，高效指挥抢修工作开展，实现故障抢修时间最小化，提高故障抢修效率与优质服务水平。

   4、数据智能分析应用

通过对监测数据的进一步分析及深化应用，综合运维大数据分析、人工智能、深度学习、边缘计算等手段挖掘数据价值及潜在故障风险预测预判，实现包括对电缆内芯温度的计算、环境综合故障分析、线路状态评估、绝缘老化分析等功能。