智慧城市网

背景

2019年，电网公司提出了宏大的战略目标——“三型两网”。何谓“三型”？即枢纽型、平台型、共享型。而“两网”则是指“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。该公司明确表示，“三型”企业是建设能源互联网企业的重要抓手，基于能源互联网的功能特点和电网责任使命，我们建设的能源互联网企业必然是具有枢纽型、平台型、共享型特征的现代企业。同时，建设运营好“两网”，这是建设能源互联网企业的重要物质基础。
 

发、输（变）、配、储是电力系统建设的4个重要环节，打造智慧配电房实现配电设备及配电室环境运行状态全面感知是实现泛在电力网建设 的其中一个重要组成部分。

基于泛在电力物联网的智慧配电房综合在线监测整体解决方案实现了配电室配电变压器及开关柜等电力设备的运行状态全面感知同时实现配电室环境的全面感知。

引言

智能配电房是现代电力系统的关键组成部分，其监控系统对于确保电力设备的稳定运行具有至关重要的作用。在这个监控系统中，环境监测是一个重要的环节。它通过各种传感器实时监测配电房内部的环境参数，如温度、湿度、氧气含量等，为维护人员提供及时、准确的数据支持。

智能配电房监控系统就像是一套高效的“智能眼”，对配电房内部的各种变化进行实时监测和记录。一旦出现异常数据，系统就会立即发出警报，提醒维护人员及时处理，从而避免了潜在的安全风险。

1智能配电房监控系统的系统架构

智能配电房监控系统主要分四层组成，包括应用层、平台层、通信层和终端层。

应用层：包括视频监控、现场环境监控、设备状态监控、统计、APP移动应用、远程控制、告警管理和运维管理等。

平台层：由接口服务器节点、采集服务器节点、移动应用服务器节点、应用服务器节点、流媒体服务器节点和数据库服务器节点等组成。

通信层：采用光纤通信和无线通信方式，负责数据流通信。在配电房与监控室之间敷设光纤，构成光纤主干网络。在配电房配置一台光纤交换机，将配电房监控终端机接入光纤网络，实现配电房与系统主站之间的通信。

终端层：主要包括各类传感器、执行设备及监控终端机，实现站房内环境温度、湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水浸、噪声、振动、防小动物等环境信息及变压器、高压柜、低压柜的温度、局放等设备状态采集，并与风机、灯光、视频、门禁等智能执行设备联动控制，实现配电房远程智能化运维管理。

2智能配电房监控系统功能

2.1 红外热成像监测

采用红外热成像对变压器进行整体监测，采用温度传感器对容易发生温升故障的高低压接线桩温度进行在线监测，并将变压器温控器、冷却风机状态信息接入系统，实时监测变压器运行状态，掌控变压器本体及关键点的温度变化情况，实现温度预警和风机联动。采用无线温度传感器对油变外壳进行监测。干变风机监控、干变绕组温度监测、干变铁芯温度监测利用变压器原有温控器功能，实现温度预警和风机联动。

2.2 局放监测

能够准确在线测量局部放电引起的变压器中压电缆头、开关柜局放电量，并可以使用标准的局部放电脉冲信号发生器在线进行校准。

具有局部放电分析功能，可以了解局部放电的类型、相位、强度，能够准确反映变压器中压电缆头局部放电的严重程度和运行状态；适用于变压器中压电缆头局部放电的带电测试。

2.3 门状态监测

利用配电设备实现原有电子闭锁装置功能，基本原理是将电能转化为数字密码，然后通过数据线或无线网络传输到电子闭锁装置，进行身份认证和锁定。在此过程中，数字密码的生成、传输和认证都采用了加密技术，有效防止了密码被破解和复制，进一步提高了系统的安全性。

可以实现远程控制和管理，方便用户对电子闭锁装置进行远程操控。

可以实现电能和数据的共享，使得电子闭锁装置可以与其他智能家居设备进行联动，提高家居智能化程度。

2.4 湿度监控

对中压开关柜机构室、二次室内湿度实时监测，湿度传感器与湿度信号接收装置之间数据采用无线传输方式、

2.5 实现配电站房的远程智能运维

利用视频信息、设备运行信息、告警信息等，发现配电站房设备存在的故障，实时故障研判、准确定位、分析故障影响范围，主动派发抢修工单和日常巡检工单，合理调度抢修资源，高效指挥抢修工作开展和日常巡检任务的进行，实现故障抢修时间最小化，提高故障抢修效率和服务水平。远程控制视频可与环境监测系统联动，根据环境监测系统的预警或报警区域，查看特点区域情况，供人工确认。当某区域发生入侵报警时，自动联动视频监控系统，并自动将对应位置的图像画面切换至监控屏幕上。对电力设备的操作和运行状态进行拍照和录像，给运维人员判断设备运行状态正常与否提供佐证。在配电房中安装远程语音对讲系统，实现与主站的双向语音对讲。

2.6 满足综合管理和竞争性业务扩展的需求

智能配电房作为能源中心不能仅仅局限于供电，还应该具备数据中心、传输中心的功能，对智能小区、分布式电源、充电桩等数据输入、安全运行状态监测应预留接口，使得智能配电房满足未来物联网、智能小区等综合管理和竞争性业务扩展的需求。

3功能配置

1 温湿度传感器功能

1） 实现对智能配电房内环境温湿度实时监测，温湿度传感器与智能终端之间数据采用无线传输方式；

2)环境温湿度与设备状态监测共用无线接收装置，接收点数不少于99点；

3）温湿度信号接收装置与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

2 气体（SF6、O2）传感器功能

1）实现对智能配电房内六氟化硫（SF6）、氧气(O2)浓度值实时监测，六氟化硫（SF6）、氧气(O2)传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式；

2）六氟化硫（SF6）、氧气(O2)传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

3 臭氧（O3）气体传感器功能

1）开关柜部放电可能部损坏电介质，进而引发事故。在部放电过程中，会产生臭氧（O3），通过监测臭氧浓度变化，能够间接检测开关柜部放电。

2）实现对智能配电房内臭氧（O3）气体浓度值实时监测，臭氧（O3）气体传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式；

3）臭氧（O3）气体传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

4 噪声传感器功能

1）实现对干式变压器房等配电房内噪声实时监测，噪声传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式；

2）噪声传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

5 烟雾探测器功能

1）通过烟雾探测器，监测配电房或电缆沟内，发生火灾前和火灾中产生烟雾状况，并发出光报警信号。

2）实现对智能配电房内烟雾实时监测，烟雾传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式；

3）烟雾传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

6 水浸传感器功能

1）在配电房容易进水处安装水浸传感器，实时在线监测配电房水浸状态。

2）水浸传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式；

3）水浸传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485，支持Modbus通信协议。

7 驱鼠器功能

对于电气设备安全运行存在较大威胁的小动物预防，采用在每个房间安放一台驱鼠器，产生20kHz-55kHz 超声波，有效刺激并能够导致鼠类感觉到威胁及不安。

8 灯光控制器功能

1）灯光控制器具有现场手动及自动控制两种方式，具有改善运行环境、良好的节能效果，延长光源寿命，管理维护方便。

2）可对日光灯开启关闭控制，调控配电房光线。

3）每个房间照明单独控制，可同时进行远程控制与本地控制，不需要转换。

9 空调控制器功能

1) 手动控制功能：可以通过电脑，在监控中心远程控制控制空调开机、关机、升温、降温等，并能够直接调整空调的温度值。

2) 直接远程控制风机的开启和关闭，也可以设置风机的定时开启和关闭，每台风机每天*多可设置五个自动时间段。

3) 自动控制功能：通过设置温湿度上下限以及室内室外温度差，自动控制空调的关闭、开启以及风机的关闭和开启功能。

4) 节能系统工作流程（联动控制功能）：
室内温度低于设的下限值，则空调关，风机关。室内温度高于设上限值，则强制开空调，关风机。室内温度高于下限值，低于上限值，室外湿度低于设定值（如80%），室外温度比室内温度上限值低额定温差，则开风机，关闭空调