配電房/開閉所智能巡檢控制系統(tǒng)
一.項目背景
供電公司變配電場所由于數(shù)量較多、分布較廣等原因,具有分散、地理環(huán)境情況變化多端、覆蓋面廣、用戶眾多,容易受用戶增容和城市建設影響等特點。變配電場所的監(jiān)控對配電自動化管理、線損分析、負荷預測、電力需求管理具有重大意義。
傳統(tǒng)的解決方案就是分別安裝環(huán)網(wǎng)柜、開關柜、變壓器等監(jiān)測設置,以及告警、視頻以及環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)等,但是這些系統(tǒng)具有如下問題:
1、很多裝置沒有聯(lián)網(wǎng),只是在本地監(jiān)測和控制;
2、各系統(tǒng)之間獨立運行,無法有效的進行管理,達不到安全管理的效果。
3,目前變配電場所的巡檢都是通過手工記錄的方式進行,會出現(xiàn)代簽、統(tǒng)計費時費力,無法做到實時監(jiān)控和管理。
4,多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本,后期的維護成本也大大增加,并且多個廠家的設備同時運行,也會產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象,浪費業(yè)主的時間和精力。
二.系統(tǒng)概述
智能巡檢控制系統(tǒng)是專為開閉所、配電房智能遠程巡檢管理服務的新一代智能產(chǎn)品,它集現(xiàn)代移動通信技術、計算機技術、電力測量技術于一身,實現(xiàn)配變異常遠程告警,加強了電力部門技術遠程巡檢能力,生成電力部門的各項管理數(shù)據(jù)、分析曲線、報表等,為電力部門精細化管理提供了科學的、先進的技術手段。
用于監(jiān)測配電變壓器,配電線路運行狀態(tài)和補償配電網(wǎng)無功的終端單元,以數(shù)字信號處理器DSP為核心,具有實時數(shù)據(jù)采集,電量計量,歷史數(shù)據(jù)存儲,故障告警功能。采用液晶顯示屏就地顯示運行狀態(tài),適用于低壓電網(wǎng)運行狀態(tài)監(jiān)測和低壓動態(tài)無功補償?shù)葓龊稀?梢酝ㄟ^監(jiān)視變壓器的運行狀況,優(yōu)化配網(wǎng)運行方式;發(fā)生故障或異常運行時,迅速告警,及時恢復正常供電,減少停電時間,保證變壓器的安全運行;記錄電壓越限時間,計算電壓合格率,從而合理控制電平水平,改善供電質量。
開閉所智能巡檢控制系統(tǒng)以“智能控制”為核心,通過物聯(lián)網(wǎng)技術的集成應用,實現(xiàn)開閉所內環(huán)境的全天候狀態(tài)監(jiān)視和智能控制。
系統(tǒng)以網(wǎng)絡通信為核心,完成站端音視頻、環(huán)境數(shù)據(jù)以及安全防范等數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,并將以上信息遠傳到監(jiān)控中心。
系統(tǒng)把環(huán)境、視頻、通風、照明、安全防范、消防、一次設備輔助監(jiān)控等所有監(jiān)控量在監(jiān)控系統(tǒng)主界面上進行一體化顯示和控制,不得分系統(tǒng)孤立顯示和控制。系統(tǒng)監(jiān)控應提供視頻監(jiān)控和圖表監(jiān)控兩種監(jiān)控模式。
系統(tǒng)可以設置系統(tǒng)內的環(huán)境監(jiān)測、視頻監(jiān)控、空調及設備聯(lián)動等各子系統(tǒng)之間進行聯(lián)動。
系統(tǒng)所有操作以及告警確認,都需要保留詳細的日志并生成相應報表。
實現(xiàn)監(jiān)控電纜溝或電纜井水位、開關柜內電纜接頭溫度;實時監(jiān)控環(huán)境溫度、濕度、漏水等環(huán)境因素;實時監(jiān)控煙感、圖像及門禁等信息。
系統(tǒng)由設置在開閉所內的監(jiān)控前端、各種傳感器及局端監(jiān)控計算機(含軟件平臺)組成。
本系統(tǒng)具有100M以太網(wǎng)接口,可以通過光纖網(wǎng)形成實時監(jiān)控系統(tǒng);本系統(tǒng)支持GPRS無線網(wǎng)絡,可以通過無線網(wǎng)絡形成準實時系統(tǒng)。
本系統(tǒng)具有軟件平臺,可以在控制室實時監(jiān)控各開閉所的設備工況、環(huán)境狀態(tài)、安防情況。數(shù)據(jù)在監(jiān)控界面上直觀顯示。同時數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)可以查詢、檢索、統(tǒng)計、分析、報表。
本系統(tǒng)可以在監(jiān)控計算機或智能手持終端上實時聲光告警,同時支持向相關責任人發(fā)送告警短信。
本系統(tǒng)具有智能巡檢功能,智能巡檢終端接收巡檢指令,到位后自動智能巡檢,記錄巡檢信息,可上傳巡檢信息進入數(shù)據(jù)庫。
三、系統(tǒng)總體設計
根據(jù)《開閉所管理制度》、《開閉所操作規(guī)程》以及《電力安全生產(chǎn)條例》等文件精神,結合我公司實際應用案例,采用分布式和模塊化架構,把智能巡檢控制系統(tǒng) AC10kV分為站端設備和軟件系統(tǒng)兩部分。
站端設備以HT500系列站端監(jiān)控主機為核心,能夠接入開關柜、環(huán)網(wǎng)柜、變壓器傳感器或智能設備,溫濕度等環(huán)境傳感器,在線式紅外母線溫度傳感器,電纜無線測溫設備,SF6和O2傳感器,H2S傳感器以及O3傳感器。對射/紅外等安防設備、消防主機設備,一路門禁、8-24路燈光/空調以及風機的控制等功能。并可以通過擴展實現(xiàn)圖像抓拍、SF6泄露告警、消防告警等功能。
HT500監(jiān)控主機采用TCP/IP有線方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等無線方式和中心進行聯(lián)網(wǎng)。

四、網(wǎng)絡拓撲設計
目前,對于智能巡檢控制系統(tǒng) AC10kV通常有以下幾種傳輸方式:
1、 已有以太網(wǎng)的開閉所:每個開閉所主機需要一個RJ45網(wǎng)口和一個IP地址即可。
2、 僅有2M光纖接口:配置一臺2M--以太網(wǎng)橋,通過光電轉換,提供以太網(wǎng)接口。
3、 沒有以太網(wǎng)和光纖的開閉所:可以選擇如下兩種方式:
1) 就近租用電信運營商的以太網(wǎng)或者光纖:適合于小區(qū)內運營商網(wǎng)絡連接較為方便的地方。
2) 租用電信運營商的無線網(wǎng)絡:采用3G、4G路由器接入的方式,可以使用公網(wǎng)或者組成VPN專網(wǎng)。本方案需要向運營商繳納網(wǎng)絡使用費用和購買VPN服務器。
總之,通過各種技術手段,配備以太網(wǎng)為優(yōu)化和成本低的傳輸方式。
五、系統(tǒng)功能模塊
序號 |
項 目 |
單位 |
標準參數(shù)值 |
||||||||
一 |
前端控制器 |
||||||||||
1 |
*外殼
|
尺寸 |
|
壁掛式≤300×210×100mm,具體根據(jù)現(xiàn)場情況確定 |
|||||||
防護等級 |
|
IP65 |
|||||||||
2 |
*工作電源 |
常規(guī)電源 |
|
交流電源:AC 220(1±10%)V, |
|||||||
內置后備電源 |
|
12V內置式,停電后可供告警模塊上傳數(shù)據(jù)或發(fā)送告警短信 |
|||||||||
3 |
*液晶屏 |
窗口尺寸 |
mm |
≥78×22 |
|||||||
分辨率 |
pixels |
256×64 |
|||||||||
工作溫度 |
℃ |
-25~+70 |
|||||||||
4 |
*環(huán)境條件 |
高溫度 |
℃ |
+65 |
|||||||
低溫度 |
℃ |
-20 |
|||||||||
相對濕度 |
% |
0~90 |
|||||||||
大氣壓力 |
kPa |
63~108 |
|||||||||
5 |
*模擬量輸入接口 |
輸入類型 |
|
電壓 |
|||||||
輸入范圍 |
|
0~5V |
|||||||||
數(shù)量 |
|
2 |
|||||||||
6 |
*數(shù)字量輸入接口 |
輸入類型 |
|
高電平 |
|||||||
數(shù)量 |
|
4 |
|||||||||
7 |
*控制開關量輸出接口 |
輸出方式 |
|
繼電器 |
|||||||
輸出容量 |
|
AC220V1A ( DC24V1A ) |
|||||||||
數(shù)量 |
個 |
3 |
|||||||||
輸入方式 |
|
低有效 |
|||||||||
控制方式 |
|
多參量閉環(huán)控制 |
|||||||||
8 |
*風機控制參數(shù) |
控制方式 |
|
本地閉環(huán)控制 |
|||||||
控制參數(shù) |
|
溫度、濕度、煙霧、SF6、O2 |
|||||||||
9 |
*水泵控制參數(shù) |
控制方式 |
|
本地閉環(huán)控制 |
|||||||
控制參數(shù) |
|
水位 |
|||||||||
10 |
*本地通信接口 |
RS485 |
|
≥3路 |
|||||||
無線局域 |
|
433MHz或2.4 G |
|||||||||
11 |
*遠程通信 |
RJ45 |
|
1個; 10M/100M/ 1000M自適應以太網(wǎng)口 |
|||||||
通信協(xié)議 |
|
Modbus-TCP協(xié)議 |
|||||||||
無線 |
|
GPRS傳輸 |
|||||||||
12 |
*短信告警 |
頻段 |
|
850/900/1800/1900MHz |
|||||||
告警的方式 |
|
上電、掉電、其他超限事件自動向預置告警短信 |
|||||||||
13 |
*無線局域網(wǎng) |
標準 |
|
Wi-Fi 無線 支持無線標準 IEEE 802.11n/g,/b |
|||||||
協(xié)議 |
|
HTTP |
|||||||||
訪問方式 |
|
Web |
|||||||||
14 |
時鐘 |
走時誤差 |
s/d |
<1 |
|||||||
失電保持 |
|
3年 |
|||||||||
15 |
*數(shù)據(jù)存儲 |
容量 |
KB |
≥8 |
|||||||
掉電保持 |
|
有 |
|||||||||
反復讀寫 |
|
≥1億次 |
|||||||||
16 |
平均無故障工作時間(MTBF) |
h |
≥2×104 |
||||||||
17 |
*功率消耗 |
|
有功功率≤10W(整機) 視在功率≤25VA(整機) |
||||||||
二 |
本地控制配電箱 |
||||||||||
1 |
外殼尺寸 |
mm |
壁掛式≤650mm×550mm×250mm,具體根據(jù)現(xiàn)場情況確定 |
||||||||
2 |
功能 |
|
能實現(xiàn)三路閉環(huán)控制設備或遠程控制設備裝備 |
||||||||
三 |
三防接線盒 |
||||||||||
1 |
功能 |
|
≥10路,能夠實現(xiàn)線纜接頭的防塵、防水和防火,防護等級IP65 |
||||||||
四 |
無源無線電纜接頭測溫模塊 |
||||||||||
1 |
*測溫方式 |
|
接觸式測溫 |
||||||||
2 |
*測溫范圍 |
℃ |
-10~+120 |
||||||||
3 |
*溫度測量精度 |
℃ |
0.5 |
||||||||
4 |
*響應時間 |
s |
≤15 |
||||||||
5 |
*電源 |
取電方式 |
|
10Kv感應取電 |
|||||||
續(xù)電時間 |
|
≥10年 |
|||||||||
6 |
*通信方式 |
|
無線通訊 |
||||||||
7 |
*通信頻率 |
|
433MHz |
||||||||
8 |
*組網(wǎng)方式 |
|
無線自適應組網(wǎng) |
||||||||
9 |
*通訊適配器電源 |
|
AC220V/DC5V/DC12V |
||||||||
五 |
傳感器 |
||||||||||
1 |
* 溫 度 傳 感 器 |
*溫度測量范圍 |
℃ |
-20~+100 |
|||||||
*溫度測量精度 |
℃ |
0.5 |
|||||||||
響應時間 |
s |
≤15 |
|||||||||
數(shù)據(jù)傳輸距離 |
m |
≥2 |
|||||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-35~+55 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
10%~95%RH |
|||||||||
輸出方式 |
V |
0~5 |
|||||||||
2 |
*濕 度 傳 感 器 |
*濕度測量范圍 |
|
0%~99%RH |
|||||||
*濕度測量精度 |
|
±1%RH(25℃) |
|||||||||
響應時間 |
s |
≤15 |
|||||||||
數(shù)據(jù)傳輸距離 |
m |
≥2 |
|||||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-35~+55 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
10%~95%RH |
|||||||||
輸出方式 |
V |
0~5 |
|||||||||
3 |
*浸 水 傳 感 器 |
電源 |
V |
DC12~36V |
|||||||
*誤報率 |
|
<100ppm |
|||||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-15~+55 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
20%~95%RH |
|||||||||
響應時間 |
S |
≤1 |
|||||||||
輸出方式 |
|
常開/常閉可選 |
|||||||||
4 |
*結 露 傳 感 器 |
電源 |
V |
DC12~24V |
|||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-0~+80 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
10%~95%RH |
|||||||||
*響應時間 |
|
<10S |
|||||||||
輸出方式 |
|
常開/常閉可選 |
|||||||||
5 |
*水 位 傳 感 器 |
電源 |
V |
DC12~36V |
|||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-40~+80 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
10%~95%RH |
|||||||||
測量范圍 |
m |
5 |
|||||||||
水位測量精度 |
CM |
1 |
|||||||||
響應時間 |
S |
<1 |
|||||||||
輸出方式 |
|
RS485 |
|||||||||
6 |
*氧 氣 含 量 傳 感 器 |
電源 |
V |
DC12~36V |
|||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
0~+55 |
|||||||||
環(huán)境濕度 |
|
10%~95%RH |
|||||||||
*測量范圍 |
|
0~25 |
|||||||||
*測量精度 |
|
±1% |
|||||||||
輸出方式 |
|
RS485 |
|||||||||
7 |
*SF6 氣 體 濃 度 傳 感 器 |
電源 |
V |
DC12~36V |
|||||||
環(huán)境溫度 |
℃ |
-10~+50 |
|||||||||
壓力范圍 |
|
800hPa-1000hPa |
|||||||||
*測量范圍 |
ppm |
0~3000 |
|||||||||
預熱時間 |
min |
小于2min |
|||||||||
反應時間 |
s |
擴散時間小于25s,流速小于5s |
|||||||||
啟動電流 |
mA |
70 |
|||||||||
輸出方式 |
|
RS485 |
|||||||||
8 |
*煙霧探測器 |
電源 |
V |
DC12~24V |
|||||||
告警的方式 |
|
常開/常閉可選 |
|||||||||
六 |
視頻監(jiān)控系統(tǒng) |
||||||||||
1 |
網(wǎng) 絡 攝 像 機 |
*傳感器總像素 |
|
242萬像素 |
|||||||
圖像尺寸 |
|
1920×1080 |
|||||||||
*光學變倍 |
|
26倍 |
|||||||||
*云臺水平范圍 |
|
0°~360°連續(xù)旋轉 |
|||||||||
*垂直范圍 |
|
-20°~90° 自動翻轉180°后連續(xù)監(jiān)視 |
|||||||||
補光方式 |
|
紅外 |
|||||||||
補光距離 |
|
≥220m |
|||||||||
*網(wǎng)絡接口 |
|
內置RJ45 網(wǎng)口,支持10M/100M 網(wǎng)絡數(shù)據(jù) |
|||||||||
*網(wǎng)絡協(xié)議 |
|
IPv4/IPv6,HTTP,HTTPS,802.1x,Qos,FTP,SMTP,UPnP,SNMP,DNS,DDNS,NTP,RTSP,RTP,TCP,UDP,IGMP,ICMP,DHCP,PPPoE |
|||||||||
電源 |
|
AC24V/3A±25%(含紅外控制電路) |
|||||||||
功耗 |
|
24W/38W(紅外燈、加熱器開啟) |
|||||||||
工作環(huán)境 |
|
溫度-45~70℃; 濕度<95% |
|||||||||
產(chǎn)品尺寸 |
Mm |
Φ240mm×382mm |
|||||||||
2 |
數(shù) 字 硬 盤 錄 像 機 |
音頻輸入 |
|
1路 |
|||||||
音頻輸出 |
|
1路 |
|||||||||
圖像壓縮標準 |
|
H.264 |
|||||||||
*視頻輸入 |
|
≥4路 |
|||||||||
*硬盤個數(shù) |
|
≥1 |
|||||||||
*網(wǎng)絡接口 |
|
1個 RJ45接口, 10/100M自適應 |
|||||||||
*RS485接口 |
|
1個標準485接口 |
|||||||||
供電 |
|
DC12V |
|||||||||
功耗 |
|
≤25W(帶適配器、不帶硬盤) |
|||||||||
工作溫度 |
|
-10℃~+55℃ |
|||||||||
工作濕度 |
|
10%~90% |
|||||||||
尺 寸 |
|
Smart Mini 1U機箱,220mm(長)×260mm(寬)×44mm(高) |
|||||||||
七 |
火災告警系統(tǒng) |
||||||||||
序號 |
功能單元 |
項目名稱 |
單位 |
標準參數(shù)值 |
數(shù)量 |
||||||
1 |
主系統(tǒng) |
控制單元 |
臺 |
有上傳聯(lián)動功能,接入64點;含上傳通信模塊、通信規(guī)約 |
1 |
||||||
探測器 |
|
單個探測器的保護面積不低于25m2 ,感溫型7個,感煙型2個 |
9 |
||||||||
聲光告警裝置 |
套 |
聲、光顯示,以簡體中文描述告警位置 |
2 |
||||||||
2 |
其他設施 |
與其它消防滅火系統(tǒng)相關設備的接口 |
|
無源接點或24V DC信號 |
預留 |
||||||
感溫電纜 |
米 |
|
90 |
||||||||
電纜夾 |
個 |
|
120 |
||||||||
手動火災告警按鈕 |
個 |
|
2 |
||||||||
感溫電纜終端盒 |
個 |
|
2 |
||||||||
探測器底座 |
個 |
|
9 |
||||||||
短路隔離器 |
個 |
|
4 |
||||||||
八 |
軟件功能 |
||||||||||
1 |
*下位機 |
數(shù)據(jù)顯示 |
|
滾屏顯示實測數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)數(shù)據(jù) |
|||||||
設置 |
|
各類參數(shù)、告警門限閾值、閉環(huán)控制范圍 |
|||||||||
WIFI登錄鑒權 |
|
用戶名/密碼方式 |
|||||||||
參數(shù)校正 |
|
有 |
|||||||||
系統(tǒng)接口 |
|
支持消防告警系統(tǒng)信號接入并輸出告警信息 |
|||||||||
2 |
*軟件平臺 |
主控模塊 |
|
服務器端 |
|||||||
數(shù)據(jù)庫 |
|
服務器端 |
|||||||||
客戶端 |
|
客戶端 |
|||||||||
數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計子系統(tǒng) |
|
歷史數(shù)據(jù)查詢、檢索、統(tǒng)計 |
|||||||||
告警子系統(tǒng) |
|
告警信息存儲、管理、轉發(fā) |
|||||||||
數(shù)據(jù)展示子系統(tǒng) |
|
展示實測數(shù)據(jù)及被控設備狀態(tài) |
|||||||||
數(shù)據(jù)接口 |
|
以太網(wǎng)/GPRS |
|||||||||