背景

2019年，國家電網公司提出了宏大的戰略目標——“三型兩網、世界一流”。何謂“三型”？即樞紐型、平臺型、共享型。而“兩網”則是指“堅強智能電網”和“泛在電力物聯網”。該公司明確表示，“三型”企業是建設世界一流能源互聯網企業的重要抓手，基于能源互聯網的功能特點和國家電網公司的責任使命，我們建設的能源互聯網企業必然是具有樞紐型、平臺型、共享型特征的現代企業。同時，建設運營好“兩網”，這是建設世界一流能源互聯網企業的重要物質基礎。
 

發、輸（變）、配、儲是電力系統建設的4個重要環節，打造智慧配電房實現配電設備及配電室環境運行狀態全面感知是實現泛在電力網建設 的其中一個重要組成部分。

基于泛在電力物聯網的智慧配電房綜合在線監測整體解決方案實現了配電室配電變壓器及開關柜等電力設備的運行狀態全面感知同時實現配電室環境的全面感知。

引言

智能配電房是現代電力系統的關鍵組成部分，其監控系統對于確保電力設備的穩定運行具有至關重要的作用。在這個監控系統中，環境監測是一個重要的環節。它通過各種傳感器實時監測配電房內部的環境參數，如溫度、濕度、氧氣含量等，為維護人員提供及時、準確的數據支持。

智能配電房監控系統就像是一套高效的“智能眼”，對配電房內部的各種變化進行實時監測和記錄。一旦出現異常數據，系統就會立即發出警報，提醒維護人員及時處理，從而避免了潛在的安全風險。
 

1智能配電房監控系統的系統架構

智能配電房監控系統主要分四層組成，包括應用層、平臺層、通信層和終端層。

應用層：包括視頻監控、現場環境監控、設備狀態監控、統計、APP移動應用、遠程控制、告警管理和運維管理等。

平臺層：由接口服務器節點、采集服務器節點、移動應用服務器節點、應用服務器節點、流媒體服務器節點和數據庫服務器節點等組成。

通信層：采用光纖通信和無線通信方式，負責數據流通信。在配電房與監控室之間敷設光纖，構成光纖主干網絡。在配電房配置一臺光纖交換機，將配電房監控終端機接入光纖網絡，實現配電房與系統主站之間的通信。

終端層：主要包括各類傳感器、執行設備及監控終端機，實現站房內環境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災、水浸、噪聲、振動、防小動物等環境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設備狀態采集，并與風機、燈光、視頻、門禁等智能執行設備聯動控制，實現配電房遠程智能化運維管理。

2智能配電房監控系統功能

2.1 紅外熱成像監測

采用紅外熱成像對變壓器進行整體監測，采用溫度傳感器對容易發生溫升故障的高低壓接線樁溫度進行在線監測，并將變壓器溫控器、冷卻風機狀態信息接入系統，實時監測變壓器運行狀態，掌控變壓器本體及關鍵點的溫度變化情況，實現溫度預警和風機聯動。采用無線溫度傳感器對油變外殼進行監測。干變風機監控、干變繞組溫度監測、干變鐵芯溫度監測利用變壓器原有溫控器功能，實現溫度預警和風機聯動。

2.2 局放監測

能夠準確在線測量局部放電引起的變壓器中壓電纜頭、開關柜局放電量，并可以使用標準的局部放電脈沖信號發生器在線進行校準。

具有局部放電分析功能，可以了解局部放電的類型、相位、強度，能夠準確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴重程度和運行狀態；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測試。

2.3 門狀態監測

利用配電設備實現原有電子閉鎖裝置功能，基本原理是將電能轉化為數字密碼，然后通過數據線或無線網絡傳輸到電子閉鎖裝置，進行身份認證和鎖定。在此過程中，數字密碼的生成、傳輸和認證都采用了加密技術，有效防止了密碼被破解和復制，進一步提高了系統的安全性。

可以實現遠程控制和管理，方便用戶對電子閉鎖裝置進行遠程操控。

可以實現電能和數據的共享，使得電子閉鎖裝置可以與其他智能家居設備進行聯動，提高家居智能化程度。

2.4 濕度監控

對中壓開關柜機構室、二次室內濕度實時監測，濕度傳感器與濕度信號接收裝置之間數據采用無線傳輸方式、

2.5 實現配電站房的遠程智能運維

利用視頻信息、設備運行信息、告警信息等，發現配電站房設備存在的故障，實時故障研判、準確定位、分析故障影響范圍，主動派發搶修工單和日常巡檢工單，合理調度搶修資源，高效指揮搶修工作開展和日常巡檢任務的進行，實現故障搶修時間最小化，提高故障搶修效率和服務水平。遠程控制視頻可與環境監測系統聯動，根據環境監測系統的預警或報警區域，查看特點區域情況，供人工確認。當某區域發生入侵報警時，自動聯動視頻監控系統，并自動將對應位置的圖像畫面切換至監控屏幕上。對電力設備的操作和運行狀態進行拍照和錄像，給運維人員判斷設備運行狀態正常與否提供佐證。在配電房中安裝遠程語音對講系統，實現與主站的雙向語音對講。

2.6 滿足綜合管理和競爭性業務擴展的需求

智能配電房作為能源中心不能僅僅局限于供電，還應該具備數據中心、傳輸中心的功能，對智能小區、分布式電源、充電樁等數據輸入、安全運行狀態監測應預留接口，使得智能配電房滿足未來物聯網、智能小區等綜合管理和競爭性業務擴展的需求。

3功能配置

3，1    溫濕度傳感器功能

1） 實現對智能配電房內環境溫濕度實時監測，溫濕度傳感器與智能終端之間數據采用無線傳輸方式；

2)環境溫濕度與設備狀態監測共用無線接收裝置，接收點數不少于99點；

3）溫濕度信號接收裝置與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，2    氣體（SF6、O2）傳感器功能

1）實現對智能配電房內六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)濃度值實時監測，六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能終端之間數據采用有線傳輸方式；

2）六氟化硫（SF6）、氧氣(O2)傳感器與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，3    臭氧（O3）氣體傳感器功能

1）開關柜部放電可能部損壞電介質，進而引發事故。在部放電過程中，會產生臭氧（O3），通過監測臭氧濃度變化，能夠間接檢測開關柜部放電。

2）實現對智能配電房內臭氧（O3）氣體濃度值實時監測，臭氧（O3）氣體傳感器與智能終端之間數據采用有線傳輸方式；

3）臭氧（O3）氣體傳感器與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，4    噪聲傳感器功能

1）實現對干式變壓器房等配電房內噪聲實時監測，噪聲傳感器與智能終端之間數據采用有線傳輸方式；

2）噪聲傳感器與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，5    煙霧探測器功能

1）通過煙霧探測器，監測配電房或電纜溝內，發生火災前和火災中產生煙霧狀況，并發出光報警信號。

2）實現對智能配電房內煙霧實時監測，煙霧傳感器與智能終端之間數據采用有線傳輸方式；

3）煙霧傳感器與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，6    水浸傳感器功能

1）在配電房容易進水處安裝水浸傳感器，實時在線監測配電房水浸狀態。

2）水浸傳感器與智能終端之間數據采用有線傳輸方式；

3）水浸傳感器與智能配電房監控終端單元之間的通訊接口/上傳接口支持RS485，支持Modbus通信協議。

3，7    驅鼠器功能

對于電氣設備安全運行存在較大威脅的小動物預防，采用在每個房間安放一臺驅鼠器，產生20kHz-55kHz 超聲波，有效刺激并能夠導致鼠類感覺到威脅及不安。

3，8    燈光控制器功能

1）燈光控制器具有現場手動及自動控制兩種方式，具有改善運行環境、良好的節能效果，延長光源壽命，管理維護方便。

2）可對日光燈開啟關閉控制，調控配電房光線。

3）每個房間照明單獨控制，可同時進行遠程控制與本地控制，不需要轉換。

3，9  空調控制器功能

1) 手動控制功能：可以通過電腦，在監控中心遠程控制控制空調開機、關機、升溫、降溫等，并能夠直接調整空調的溫度值。

2) 直接遠程控制風機的開啟和關閉，也可以設置風機的定時開啟和關閉，每臺風機每天*多可設置五個自動時間段。

3) 自動控制功能：通過設置溫濕度上下限以及室內室外溫度差，自動控制空調的關閉、開啟以及風機的關閉和開啟功能。

4) 節能系統工作流程（聯動控制功能）：
室內溫度低于設的下限值，則空調關，風機關。室內溫度高于設上限值，則強制開空調，關風機。室內溫度高于下限值，低于上限值，室外濕度低于設定值（如80%），室外溫度比室內溫度上限值低額定溫差，則開風機，關閉空調