基于一体式子站系统的智能配电房监控技术的研究

欧丰华 邹杰平

摘要：目前在中压配电网中，配电房数量多且分散、运维人员数量有限、人力巡检存在盲区，造成部分安全隐患未能及时发现及消除，导致安全问题时有发生。因此，智能配电房监控技术的研究有利于智能配电房相关的理论与应用进一步发展。本文就智能配电房监控技术的研究现状、系统架构与功能实现等内容展开，具体阐述了智能配电房在环境监控、视频监控、设备监控及安全防范方面的组成及实现方式，为智能配电房的规范建设提供指导方向。

Abstract： At present， in the medium-voltage distribution network， the number of distribution rooms is large and scattered， the number of operation and maintenance personnel is limited， and there are blind spots in the manpower inspection， so some hidden safety hazards are not discovered and eliminated in time， resulting in safety problems. Therefore， the research of intelligent distribution room monitoring technology is conducive to the further development of the theory and application of intelligent distribution room. This paper expands on the research status， system architecture and function realization of intelligent distribution room monitoring technology， and specifically elaborates the composition and implementation way of intelligent distribution room in environmental monitoring， video monitoring， equipment monitoring and security prevention， to provide guidance for the standard construction of smart distribution rooms.

關键词：智能配电房;系统架构;监控技术

Key words： intelligent distribution room;system architecture;monitoring technology

中图分类号：U495                                        文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）20-0237-02

0  引言

配电房作为城市配电网系统的末端是电力传输与分配的重要场所，现阶段一些配电房环境过热、温湿度变化过高、雨水渗入、尘埃聚集以及野生小动物干涉等因素导致配电房设备跳闸，影响用户正常的用电。并且由于缺乏相应的检测手段、运维人员数量有限、传统的人力巡检存在盲区，造成部分安全隐患未能及时发现及消除。因此，对于智能配电房监控技术的研究有着十分重要的意义。

1  智能配电房国内外研究现状

1.1 国外研究现状  配电房对于电力系统的重要性不言而喻，现阶段对众多配电房的运维管理存在一定的难度。因此对于如何有效监控配电房，国内外诸多学者都进行了一系列的研究，并且取得了一定的成果。综合而言，国外对于配电房相关内容的研究起步早、周期长、技术理论较为完善等诸多因素，相关研究成果远高于现阶段国内的水平。目前，国外通过对于现有技术的综合利用，例如电子信息技术、通信技术等，已经建设出功能较为完善的、满足配电房远程监控使用的系统，对于社会效益与经济效益的提升起到了明显的促进作用。

1.2 国内研究现状  现阶段国内大力开展智能配电房的研究及试点建设工作，如广州江夏村智能配电房和深圳南山区的智能电房示范项目。

①广州供电局在江夏村建设了一座智能配电房，实现了对设备运行环境和运行状态的全天候实时监控，运行人员可以通过手机APP和电脑后台对电房设备进行巡视，实时性、便捷度、智能化程度更高，极大解放了人力，工作效率大幅提升。该智能配电房还能监测电房运行环境，避免由于水淹导致设备报废而造成的长时间停电。

②深圳南山供电局在南山区试点建设了14个智能配电房，由一体化终端、综合管理系统以及移动应用系统三部分组成，其中一体化终端设在配电房，全景监测温湿度、水浸、安防门禁等环境情况，以及设备运行状态。通过无线网络，一体化终端可接收到10余种监控设备的信息。这些设备安装在配电房的关键部位，比如电气量数据传感器可以监测房内的电气量，环网开关柜室的气体传感器可以监测六氟化硫气体，变压器区、开关柜室等关键出入口则通过数字摄像头保障安防。

2  基于一体式子站系统的智能配电房监控系统架构

基于一体式子站系统的智能配电房监控系统在结构上主要分为三层，分别为主站层、通信信道层以及采集设备层，整个监控系统通过这三层结构相互配合以实现对于智能配电房各方面相关因素的全方位监控。

2.1 主站层  主站层是一个由软硬件共同构成的计算机网络系统，其也是智能配电房监控系统的信息管理核心结构。通过相关技术设备，主站层可以对整个系统全部数据进行传输与处理。除此之外，主站层也在分析视频与图像信息、故障信息、报警信息，并且进行与其他系统间的实际信息交互。

2.2 通信信道层  通信信道层是利用各种有线和无线通信通道实现主站层与终端之间的信息交互的结构，是主站层和采集设备层的关键枢纽。当前智能配电房监管系统在通信信道层结构的布置上，通常会结合具体智能配电房的实际情况，在保证真实性的基础之上，综合考虑布置方案，通过对光纤专网、GPRS、4G网络等技术的配合选用，实现智能配电房运行可靠性及经济性的目的。

2.3 采集设备层  采集设备层设备种类众多，主要包括视频摄像机模块、数据采集模块、轨道机器人模块等。采集设备是智能配电房监控系统实现监控功能的重要一环，其利用通信信道实现与主站层之间的信息实交互，进而实现对于智能配电房实时状态的信息上传以及接受主站层所发送的各种参数信息。如图1。

3  基于一体式子站系统的智能配电房监控系统的功能实现

智能配电房监控系统在总体结构设计上，以传统配电房结构为参考，通过对于智能化系统结构的建设，同时综合布局应用各种类型传感器技术、通讯技术以及各种监测设备等现代化成果，从而实现对智能配电房各项相关因素的监控。

3.1 实现环境监控功能  环境监测是智能配电房组成的重要部分。智能配电房监控系统利用其所设置的相关技术设备，对于设备环境的相关的信息例如温度、湿度、电压、关键接头处温度等信息的实时采集，并将信息传送至主站层数据库，通过主站层进行数据分析以推断当前环境是否处于设定阈值区域，从而推断是否需要打开排风扇、抽水泵的设备，以实现对设备环境因素的控制。

3.2 实现视频监控功能  智能配电房监控系统通过摄像头、存储元件等等多种技术手段，可实现远程实时监控智能配电房状况，是保障智能配电房正常工作状态的重要途径。智能配电房监控系統所实现的视频监控功能可远程对于摄像机进行控制，从而可以实现针对性采集特定对象的实时信息，并且该功能可以存储相关录像，以便根据后续工作需要进行读取使用。同时，在人员进入、火灾以及内部设备安全等问题上，视频监控功能也可以有效的对其进行监控。

3.3 实现设备监测管理功能  对于智能配电房的设备监测管理主要包括两方面：

其一是对智能配电房设备运行状态的检测：设备监控系统涵盖“智能配电房设备与环境可视化全景监控”、“多源数据辨识情况可视化展示”、“典型配电环境的智能巡检”等功能，运用静态数据展示模型、实时数据展示模型和异常预警展示模型满足专业设备状态监测、环境及安防监测、电气负荷监测、重过载监测分析、三相不平衡监测、监测预警等数据的统一接入、集中监控、网络安全和信息安全等需求。

其二是对智能监测设备进行管理控制：如照明设备、风机以及水泵的开断。当智能配电房内部光线不足时，即可通过对于照明系统的控制，补充室内光线以协助摄像机实现视频监控功能;而当智能配电房内所设置的温湿度探测器所探测的信号超出设定阈值时，即可通过远程管理风机的运行状态，从而实现对智能配电房室内湿度、温度等因素的实时调节;对于水泵的控制值基于浸水探测器所返回的信号。

3.4 实现安全防范功能  安全防范功能在该系统中主要包括人员进出监测以及消防报警两方面。对于人员进出可以通过内部设置的门禁系统对工作人员的进出实时记录，同时结合视频监控功能，可实现在人员以非正常进入方式进入智能配电房后及时报警，从而防范非法进入、破坏配电房设备设施;而消防报警功能的实现则在于通过传感器技术等相关技术设备实现对室内的火灾环境的跟踪监测，实时显示具体状况与报警信息，在初级阶段实现对于火灾隐患的及时控制，尽可能使造成的损失降至最低。

4  试点项目实施及效果

本研究成果应用于佛山市顺德区北滘镇黄涌梁家台区。本试点项目通过安装环境采集单元、设备状态采集单元、视频监控单元等设备，实现对配电设备健康状态和运行环境的在线监测。将智能化技术向低压配电网拓展延伸，初步实现“无人巡视”功能。试点项目效果如图2。

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5  总结

基于一体式子站系统的智能配电房监控系统能够很好的实现对于智能配电房相关因素的监控，确保了智能配电房的稳定运行。同时，这项技术可以实现对于检修维护人员日常检修维护工作的替代，能够减少电力行业在智能配电房上的投入成本，对于电力行业发展而言具有重要意义。

参考文献：

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[2]王瑞军.智能配电监控系统在配电工程中的应用[J].民营科技，2017（10）：255-264.

[3]陈相豪.基于开放式体系的智能配电房监控系统研究[J].中国新技术新产品，2019（10）：20-21.