無(wú)人值守配電房智能監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
配電房的介紹
配電房常被稱為配電所,其內(nèi)涵為:在配電房?jī)?nèi),僅存在開閉與分配電力的配電設(shè)備,結(jié)合母線來(lái)看,不存在變壓器。相比于變電所,配電房有著一定的不同,前者存在變壓器,而后者不存在變壓器。以供電系統(tǒng)來(lái)分析,配電所為核心部位,安排組織專門人員,對(duì)其開展全天候值班。未經(jīng)允許,無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入。工作者需要持證上崗,了解配電設(shè)施情況,使用方式,并且要掌握有關(guān)的注意事項(xiàng)。對(duì)于電壓表等的指示狀況,需要加以關(guān)注;不得出現(xiàn)超載運(yùn)行的情況。屋內(nèi)地面與設(shè)施外表,要做到無(wú)塵。通過(guò)值班人員,來(lái)完成倒閘操作,別的人員不可以插手;不允許同時(shí)倒閘操作,防止出現(xiàn)錯(cuò)誤。
引言
在電力輸送以及分配方面,配電房是重要的場(chǎng)所,現(xiàn)如今由于一些因素的存在,比如滲水、房?jī)?nèi)環(huán)境偏熱、濕度改變幅度較大等,造成配電房設(shè)施跳閘,對(duì)用電的穩(wěn)定供應(yīng)造成影響。同時(shí)因?yàn)椴痪邆溆嘘P(guān)的檢測(cè)手段,運(yùn)維工作者不足,以往的巡檢方式有著盲區(qū),導(dǎo)致一些隱患難以及時(shí)找到并消除。所以針對(duì)于智能配電房監(jiān)控,有必要對(duì)其進(jìn)行探究,這存在較大的現(xiàn)實(shí)意義。
1、配電房的現(xiàn)狀
配電房由于數(shù)量眾多、分布散雜、周邊環(huán)境變化多端等原因,容易受用戶增容和城市建設(shè)而影響。實(shí)時(shí)對(duì)配電房及其設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,對(duì)配電自動(dòng)化管理、負(fù)荷預(yù)測(cè)、線損分析、電力需求管理等具有重大意義。
傳統(tǒng)的監(jiān)控解決方案是分別安裝開關(guān)柜、配電柜、變壓器的監(jiān)測(cè)設(shè)置,以及安裝報(bào)警、視頻、環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等,但是這些系統(tǒng)具有如下問(wèn)題:
1)配電房數(shù)量越來(lái)越多,大門鑰匙的數(shù)量也很多,對(duì)鑰匙的管理越來(lái)越困難。
2)配電房里容易發(fā)生電纜溝溢水,加速線纜老化,造成安全隱患。
3)配電房里有很多電力設(shè)備,卻沒(méi)有對(duì)火災(zāi)的有效監(jiān)測(cè),存在安全隱患。
4)配電房絕大多數(shù)都是無(wú)人值守,曾多次發(fā)生過(guò)小偷破門(窗)而入的現(xiàn)象,這也給安全運(yùn)行構(gòu)成重大威脅。
5)配電房?jī)?nèi)使用了SF6開關(guān),但沒(méi)有監(jiān)控站內(nèi)SF6氣體含量是否超標(biāo)的裝置,容易發(fā)生運(yùn)檢人員進(jìn)入站內(nèi)由于缺氧而引發(fā)生命安全。
6)目前越來(lái)越多的配電房建造在底層甚至地下,環(huán)境條件不容樂(lè)觀,站內(nèi)容易受濕氣困擾,而常年的潮濕環(huán)境對(duì)電氣設(shè)備的安全運(yùn)行也造成隱患,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)電柜局部放電、爆炸等事故。
7)配電柜的電纜接頭、銅排接頭處由于制作工藝、裝配工藝等問(wèn)題,會(huì)造成接觸電源過(guò)大,從而容易出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象。而持續(xù)高溫容易造成該處絕緣性能下降,甚至導(dǎo)致配電柜爆炸。
8)絕大多數(shù)配電房都是無(wú)人值守,分布在城鄉(xiāng)各處,一旦遇到問(wèn)題或者報(bào)警,巡檢人員也無(wú)法及時(shí)前往現(xiàn)場(chǎng)核查實(shí)際情況。
9)配電房?jī)?nèi)有電柜、風(fēng)機(jī)、照明、除濕機(jī)、空調(diào)、排水泵等諸多電氣設(shè)備,且絕大多數(shù)配電房都是無(wú)人值守,分布在城鄉(xiāng)各處,進(jìn)行定期設(shè)備巡檢會(huì)耗費(fèi)較多的人力和物力,有必要對(duì)上述電氣設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理,并支持遠(yuǎn)程操控、定時(shí)自動(dòng)巡檢。
10)配電房里的變壓器一般都有變壓器超溫報(bào)警節(jié)點(diǎn),但由于配電房?jī)?nèi)沒(méi)有遠(yuǎn)程通信通道,即使安裝了監(jiān)測(cè)設(shè)備,由于是無(wú)人值守,也很難起到預(yù)期的效果。
2、配電房智能監(jiān)控系統(tǒng)的作用和意義
該系統(tǒng)匯集視頻監(jiān)控、智能門禁、水位監(jiān)測(cè)、防盜監(jiān)測(cè)、煙霧監(jiān)測(cè)、有害氣體監(jiān)測(cè)、氧含量監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、配電房關(guān)鍵設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)、主變超溫監(jiān)測(cè)、風(fēng)機(jī)/空調(diào)/除濕機(jī)/照明/水泵/警燈等電氣設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制、電柜防凝露裝置聯(lián)動(dòng)控制、開關(guān)柜觸頭溫度監(jiān)測(cè)、局部放電在線監(jiān)測(cè)、配電房智能巡檢等諸多功能,滿足了電網(wǎng)公司從“故障巡檢”到“定期巡檢”到“狀態(tài)巡檢”轉(zhuǎn)變的要求。
2.1提高供電可靠性
1)及時(shí)發(fā)現(xiàn)、識(shí)別安全隱患;
2)提高巡檢效率;
3)規(guī)范配電房運(yùn)維準(zhǔn)則。
2.2完善智能電網(wǎng)建設(shè)
1)完善智能電網(wǎng)末端建設(shè);
2)積累運(yùn)行數(shù)據(jù),開展大數(shù)據(jù)分析;
3)減少運(yùn)維壓力。
3、配電房智能監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)及優(yōu)勢(shì)
配電房智能監(jiān)控系統(tǒng)基于公網(wǎng)通訊技術(shù),采用“感知層—網(wǎng)絡(luò)層—應(yīng)用層”三層架構(gòu),為實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維提供軟硬件系統(tǒng)解決方案,提高運(yùn)維效率、減少運(yùn)維工作量。
系統(tǒng)把電力、環(huán)境、安防等所有監(jiān)控量在監(jiān)控系統(tǒng)主界面上進(jìn)行一體化顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控提供電子地圖監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式,電子地圖可以實(shí)現(xiàn)地區(qū)內(nèi)的分級(jí)分層顯示。
配電房終端設(shè)備能夠脫機(jī)運(yùn)行,在網(wǎng)絡(luò)斷線、服務(wù)器故障等情況下站端設(shè)備依然能夠?qū)崿F(xiàn)正常運(yùn)行、刷卡開門、聯(lián)動(dòng)報(bào)警、設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制以及記錄存儲(chǔ)等。
系統(tǒng)可以設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)的各子系統(tǒng)之間進(jìn)行聯(lián)動(dòng),還可以通過(guò)硬件和軟件的方式和變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng),能實(shí)現(xiàn)用戶自定義的設(shè)備聯(lián)動(dòng),包括現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備操作聯(lián)動(dòng)視頻、綜合自動(dòng)化系統(tǒng)告警聯(lián)動(dòng)門禁視頻等。并可以根據(jù)配電房現(xiàn)場(chǎng)需求,完成自動(dòng)的閉環(huán)控制和告警。
3.1完整的系統(tǒng)整合度
系統(tǒng)提供配電房智能化、全天候的無(wú)人值守智能監(jiān)測(cè)。感知層實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)對(duì)象的全覆蓋,包含以下多種設(shè)備:
1)安防:視頻監(jiān)控系統(tǒng)、非法入侵監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置、智能門禁系統(tǒng)、煙霧監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置;
2)環(huán)境監(jiān)測(cè):SF6濃度及氧氣含量監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置、環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、柜內(nèi)防凝露除濕裝置、水位監(jiān)測(cè)裝置;
3)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè):觸頭溫度在線監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置、變壓器超溫監(jiān)測(cè)裝置、電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置、局部放電在線監(jiān)測(cè)裝置、配電房自動(dòng)巡檢機(jī)器人系統(tǒng);
4)電氣設(shè)備控制:風(fēng)機(jī)、空調(diào)、除濕機(jī)、照明、排水泵、警燈等電氣設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制。
3.2完善的設(shè)備聯(lián)動(dòng)規(guī)則
1)刷卡開門、密碼開門,自動(dòng)解警,照明自動(dòng)打開,自動(dòng)抓拍并上傳;
2)大門關(guān)閉的狀況下,自動(dòng)布放,照明自動(dòng)關(guān)閉;
3)鑰匙開門、非法開門,自動(dòng)報(bào)警,照明自動(dòng)打開,自動(dòng)抓拍并上傳;
4)視頻攝像機(jī)監(jiān)測(cè)到有人非法闖入,自動(dòng)執(zhí)行移動(dòng)偵測(cè)并報(bào)警,并自動(dòng)抓拍并上傳。
5)布放期間,防盜變送器監(jiān)測(cè)到有人闖入,立即聲光報(bào)警,提示人員盡快撤離。
6)一旦煙霧報(bào)警,立即聲光報(bào)警,同時(shí)強(qiáng)制關(guān)停風(fēng)機(jī),避免火勢(shì)蔓延。
7)SF6濃度超標(biāo)或氧氣含量偏低時(shí),立即聲光報(bào)警,同時(shí)強(qiáng)制開啟風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)換氣,以免人員進(jìn)入缺氧造成生命危險(xiǎn)。
8)溫度超過(guò)高溫閥值或低于低溫閥值時(shí),立即聲光報(bào)警,同時(shí)強(qiáng)制開啟空調(diào)調(diào)節(jié)溫度。
9)濕度超過(guò)閥值時(shí),立即聲光報(bào)警,同時(shí)強(qiáng)制開啟除濕機(jī)除濕;若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)除濕機(jī),則強(qiáng)制開啟空調(diào)進(jìn)行濕度調(diào)節(jié)。
10)水位超過(guò)閥值時(shí),立即聲光報(bào)警,同時(shí)強(qiáng)制開啟水泵進(jìn)行抽水。
11)主變超溫節(jié)點(diǎn)閉合時(shí),立即聲光報(bào)警提示。
12)電柜觸頭溫度超過(guò)閥值時(shí),立即聲光報(bào)警提示。
13)電柜內(nèi)的濕度超過(guò)閥值時(shí),立即啟動(dòng)電柜內(nèi)的防凝露裝置進(jìn)行除濕工作,直至濕度降至閥值以下。
3.3完善的軟硬件協(xié)同解決方案
1)監(jiān)控主機(jī)軟件可擴(kuò)展性強(qiáng),支持定制,升級(jí)方便;
2)支持手機(jī)APP移動(dòng)端監(jiān)控;
3)支持通過(guò)RS485總線、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)接入第三方設(shè)備;
4)支持遠(yuǎn)程設(shè)備自動(dòng)升級(jí),無(wú)需人工干預(yù)接入。
4 應(yīng)用效果分析
智能配電房的應(yīng)用可以改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境,防止外界環(huán)境原因造成的設(shè)備損壞,顯著提高電力系統(tǒng)的安全性,降低電力運(yùn)行事故的可能性和人員財(cái)產(chǎn)損失,延長(zhǎng)開關(guān)柜使用壽命,提高設(shè)備利用率。
4.1延長(zhǎng)設(shè)備壽命,節(jié)約建設(shè)成本
傳統(tǒng)的配電房巡檢方式在設(shè)備維護(hù)方面有兩個(gè)方向:一是在故障發(fā)生后被動(dòng)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修、更換;二是定期進(jìn)行大、小檢修,更換使用了一段時(shí)間的設(shè)備或設(shè)備關(guān)鍵部件,這種方式多是為了消除安全隱患。采用智能配電房系統(tǒng)可以做到“不壞不修”,在降低隱患風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí),延長(zhǎng)設(shè)備實(shí)際使用壽命,節(jié)約建設(shè)成本。
以一個(gè)區(qū)5 000 座配電房的城市為例,采用傳統(tǒng)檢修方式時(shí),每座配電房每5 年檢修一次(平均10 萬(wàn)/ 次),共需檢修費(fèi)用約5 億元,平均每年1 億元;配備智能配電房系統(tǒng)后,可有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命,檢修間隔由原來(lái)的5 年延長(zhǎng)至8 年,平均每年的檢修費(fèi)用為6 250萬(wàn)元,每年節(jié)約3 750 萬(wàn)元。
4.2替代人工巡檢,降低維護(hù)成本
目前,傳統(tǒng)配電室常用的人工巡檢方式上,在人力、財(cái)力上產(chǎn)生了很高成本。使用智能配電房系統(tǒng)后,可以通過(guò)綜合監(jiān)控后臺(tái)了解各配電室現(xiàn)場(chǎng)信息。只在設(shè)備發(fā)生或者存在故障隱患時(shí)派出維修人員進(jìn)行定點(diǎn)更換、維護(hù)即可,大大提高了工作效率,降低了維護(hù)成本。
4.3 促使現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維管理轉(zhuǎn)變?yōu)楹笈_(tái)運(yùn)維管理
智能配電房系統(tǒng)通過(guò)采集配電房的溫度、濕度、有害氣體等參數(shù)進(jìn)行處理,并將配電房?jī)?nèi)溫度、濕度、粉塵、有害氣體等技術(shù)指標(biāo)控制在合格范圍內(nèi),防止設(shè)備發(fā)生凝露、絕緣老化及外界條件下產(chǎn)生的局部放電問(wèn)題等,消除配電房環(huán)境引起的安全隱患,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,實(shí)現(xiàn)設(shè)備全壽命使用周期,提高供電可靠性。此外,智能配電房系統(tǒng)將帶來(lái)運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)變,現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維模式將更多地轉(zhuǎn)變?yōu)楹笈_(tái)運(yùn)維。
5、結(jié)束語(yǔ)
智能監(jiān)控系統(tǒng)在配電房的應(yīng)用,減少了運(yùn)維工作量,提高了運(yùn)維效率,實(shí)現(xiàn)了配電房的無(wú)人值守,為實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)維提供了解決方案。
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