配电室无人值守系统智慧监控云平台

摘要：无人值班是配电工程发展的一种新型的管理配电室的模式，要达到真正意义上的无人值班，就必须完善配电室内的对各种电气装置的监控和保护，防止其室内泄漏气体、并对其温湿度、通风情况以及相关设备的安全运行中所产生的数据信息进行统一的监测和收集。如果环境监控装置的运行过程存在缺陷，就会造成配电室发生安全事故或是出现安全隐患。例如泄漏，这种气体无色无味，比重大于空气，而发生时又不易被察觉，并且会造成严重的缺氧情况，甚至会危害到人们的身体健康和生命安全，从而发生不可避免的恶性事故。而在配电室内安装配电室无人值守系统智慧监控云平台，就能够对其环境进行实时的监测，并且还会提高电力现场的管理和控制的水平，从而更大程度的确保人们的人生安全。

针对目前无人值守配电室管理存在的问题,本文以提高对无人值守配电室运行环境的监测能力为目标,研究并设计了基于物联网技术的智慧监控云平台。配电室无人值守系统智慧监控云平台主要采用J2EE技术、B/S架构、MVC设计模式以及数据库管理系统来构建。系统可广泛应用在小区配电房,电力通信机房,开闭所,箱式变等多种电力相关场所 关键词：配电室监控系统 无人值守 灯光控制 电缆沟监控

1 引言

配电房是电力系统末端配电网中传输、分配电能的主要电气设备场所，是城市配电网系统的重要组成部分。*以来，配电房管理工作一直是供电系统运行管理的可靠性的薄弱环节之一，一些配电房开关跳闸和配电房环境过热影响设备运行、配电房水浸导致设备损坏、配电房设备被盗等，既容易烧毁设备，也容易影响用户正常的用电情况，由于低压配电网络缺乏这方面的检测手段，主要由工作人员逐个测量配电装置及巡检，结果是费时费工，既不能及时反映现场，也不能及时解决实际问题。为此，在配电房加装综合检测系统，实现配电房环境和供电设备各种状态量在线监测，通过后台系统集成开发，实现各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，以提高配电房的运行能力，保障配电房设备的安全运行。 配电室无人值守系统智慧监控云平台，实现配电室视频监控、智能门锁、异常进入、烟雾报警、水位监测、SF6气体监测、臭氧气体监测、温湿度监测、风机控制、除湿机控制、空调控制、消防系统等功能的远程和本地监测、控制功能。所有数据通过一台综合监控主机对各种报警及监测数据进行分析，及时控制现场报警和上传报警信号，并可实现对灯光、风机、除湿机、空调、排水泵等辅助设备的联动控制和遥控功能。

2 配电室无人值守系统智慧监控云平台的总体技术研究

2.1 智能配电房总体架构

智能配电房是以坚强智能电网为坚实基础，以智能配电房组织管理及标准和智能配电房关键技术及装备为坚强支撑，以通信与安全保障体系为可靠保证，以智能配电信息通信平台为信息交换途径，通过智能配电房监控平台和智配电房一体化监控服务系统，为电力客户及*人员提供智能化、多样化的用电服务和运维服务，实现与电力客户进行能量流、信息流、业务流的友好互动，提升供电质量和运维水平。

3 站端系统功能设计

3.1 视频环境监控系统 　

　智能环境监控系统分为配电房站端及主站系统共两个部分组成。 配电房站端系统对站内的视频监控、环境监测、安全防范、火灾报警、智能控制、门禁系统、保障系统及SF6泄漏报警系统进行了整合，主要负责对配电房内视频、音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传，并根据制定的规则进行自动化联动； 主站系统可管理地区下属配电房的所有设备，接收由所辖配电房上报的环境、告警等信息，满足地区级主站用户视频、环境信息查看、配电房设备控制的需求，同时也提供相关的视频、环境等信息给省级主站。 　　

配电室无人值守系统智慧监控云平台应具备如下功能：

（1）实时视频监视：通过视频监视可以实时了解配电房内所有设备的信息。

（2）环境数据监测：实时对温度、湿度、水浸、SF6浓度等环境信息进行采集、处理和上传，生成曲线和报表。

（3）远程控制：上级主站通过客户端和浏览器可对所辖配电房的任一摄像机进行控制，实现遥控云台的上/下/左/右和镜头的变倍/聚焦，对门禁、照明、语音的开启进行控制。

（4）系统联动：可以对各子系统进行关联。

（5）语音对讲：通过对讲设备呼叫远方值班人员开启门禁。

（6）录像回放：对监控视频进行实时存储，通过网络调用回放录像，为事故分析和事故处理提供帮助。

（7）配置维护：管理员不必到达设备现场，就可修改设备的各项参数。

（8）B/S方式访问：用户通过B/S（Brower/Server）方式访问站端系统，通过标准的IE浏览器，和值班人员可根据不同的权限对站端系统进行配置及控制。

3.2 配电设备状态监测系统 　　

基于配电网设备状态在线监测技术的发展水平和应用效果以及配网设备的重要程度，建议在线监测装置的配置原则如下：

（1）配电变压器绕组温度在线监测；

（2）开关柜、电缆分支箱可在关键接点部位配置温度在线监测装置及环境湿度在线监测装置； （3）配电室可配置SF6气体浓度、环境温度、湿度、烟雾、水位、门禁等在线监测装置； （4）电缆通道可配置烟雾、水位、气体（O2、CH4、CO、CO2、H2S等）浓度、温度、湿度、井盖、视频/图像等在线监测装置；

3.3 电缆沟综合治理

（1）电缆沟状态监测。电缆状态监测系统包含电缆温度监测、局部放电监测等部分。 （2）电缆沟环境监测。电缆沟环境监测系统对电缆沟内的温度和火灾情况、水位情况和气体成分与浓度进行监测，保障电缆安全运行，避免检修人员被毒气所伤，保护电缆沟内设备安全。电缆沟环境监测包含电缆沟温度、水位监测、有毒气体监测等环境量的监测。

3.4智能门禁系统

智能门禁系统主要由出入口控制单元和读卡器、电控锁、出门按钮、电动门控制模块等组成，能够实时自动记录出入变电站人员的情况，限制无关或无权限人员进出的出入口控制系统。 功能 1) 门禁系统由门禁控制单元、电源、读卡器、电控锁、出门按钮等组成。 2) 变电站大门口采用“卡+密码”的开门方式。访问者应在刷卡成功后输入正确的密码才可以通过门禁。访问密码设为1-6位。 3) 变电站大门外，正对门禁系统读卡器位置，布置1台红外枪型摄像机，用于监视刷卡进入变电站的人员和变电站大门处。 4) 具有应急开锁装置，在电控锁故障时，可通过遥控方式实现。 5) 与防盗子系统进行联动，实现刷卡开门撤防、刷卡关门布防功能，视频、灯光等子系统联动

3.5 防盗报警系统

防盗报警系统可以接收脉冲式电子围栏主机、墙体震动报警装置、红外对射探测器的入侵报警信号、门禁系统的布撤防信号；可以将报警信号传送给安防视频监控系统，由后者驱动相关报警位置的摄像机转动到预设位置或预设路线；可以现场联动辅助灯光照明装置，为提高安防视频监控系统的画面质量提供有力的保障。

3.6 辅助灯光系统

在室外没有灯光的位置，可以安装LED射灯等照明设施，通过辅助灯光照明控制器来控制LED射灯的开启/关闭。在室内有照明灯的位置，可以通过灯光控制单元来控制照明灯的开启/关闭。 辅助灯光照明控制器具备网络接口，可通过网络TCP/IP方式与安防平台站端RCU相连，将辅助灯光照明控制器、灯光控制单元等设施的动作状态信号、故障信息上传。 辅助灯光照明控制器能够采集16路开关量报警信息，实现16路开关量控制输出。具有存储联动预案设置及历史事件存储功能。 发生警情时，辅助灯光照明控制器在室外联动打开LED灯，室内控制电灯开关，远程值班人员可以更清楚地通过视频监控系统画面观察报警点的现场情况；报警信号消除后，辅助灯光照明控制器按预案设定时间自动关闭。 调控中心的值班人员也可以通过安防平台的客户端软件手动远程控制辅助灯光照明控制器，开启/关闭某个防区位置上的灯光，进行例行巡查工作。 辅助照明和声光报警器结合，还可以在现场更有效地震慑入侵人员。 辅助灯光照明控制器可脱机工作，在网络断开的情况下不影响现场的联动功能。 与视频、门禁、防盗等系统联动； 升级：通过对灯光控制面板的再升级改造和集控器开发，可实现无线传输功能和集中控制功能，用户可远程或本地同时控制灯光，并可实时返回灯光状态。操作更加灵活、简便。 对周界、室外生产场地（安装灯光控制箱，485方式接入智能终端）、室内生产区域实现灯光控制；室内控制房间原有灯光，须实现本地和远程双联双控； 在机柜内灯光控制主机面板上实现对灯光的开启/关闭

4 设备清单 一、 站端后台设备 1 智能终端 台 1 2 交换机 台 1 3 综合电源 台 1 4 机柜 台 1 5 串口服务器 台 1 6 路由器 台 1 二、 视频子系统 1 视频系统接入 套 1 2 高清网络球机 台 4 3 固定网络摄像机 台 3 4 立杆 根 2 5 硬盘录像机 台 1 6 硬盘 块 4 7 铠装阻燃屏蔽电缆 Km 1 8 网线 Km 1 三、 门禁子系统 1 电动大门 套 1 2 门禁子系统接入 套 1 3 四门控制器 套 2 4 门禁枪机 台 1 5 铠装阻燃屏蔽电缆 KM 2 四、 火灾报警子系统 1 火灾报警子系统接入 套 1 五、 SF6系统接入 1 SF6系统接入 套 1 六、 防盗报警子系统 1 脉冲电网子系统接入 套 1 2 键盘 只 1 3 防盗报警主机 台 1 4 红外双鉴 只 7 5 铠装阻燃屏蔽电缆 KM 2 七、 环境监测子系统 1 环境子系统接入 套 1 2 环境数据采集单元 套 1 3 温湿度探测器 只 7 4 水浸探测器 只 11 5 空调控制器 只 10 6 液位探测器 只 1 7 风速探测器 套 1 8 风机控制器 套 10 9 铠装阻燃屏蔽电缆 KM 1 八、 灯光控制子系统 1 智能灯光控制器 台 2 2 辅助灯光模块 只 10 3 射灯 只 5 4 铠装阻燃电源电缆 KM 1

5 结语 

通过建设配电室无人值守系统智慧监控云平台，引入图像智能分析能力，实现了无人值守配电室图像监控、安防、环境、灯光控制等辅助系统可看、可测、可控、可调，及时控制现场报警和上传报警信号，并可实现对灯光、风机、除湿机、空调、排水泵等辅助设备的联动控制和遥控功能，加强系统自动化、主动性和实用性的水平。能够*地提高配电房管理效率，实现辅助系统的精益化管理，同时也为配电房的安全防范、设备检修、节能减排、智能巡检等提供更为可靠、 直接、全面的手段。 以智慧监控云平台为核心的智能辅助决策系统，不仅优化了配电房的监控子系统组网架构，促进了整体 管理水平。同时保护用户的原有设备， 有效地减少在设备更新时由于重复建设所带来的经济损失，系统架构也为用户今后新的建设和改造提供了一个统一的平台。