基于平台的智能配电房综合监控系统

智能配电房综合监控系统

--基于Tip3000核心平台的变压器、一次设备、配电、环境、安防、采暖通

风、灯光控制以及图像抓拍的配电房综合监控系统 安徽电科恒钛智能科技有限公司

目 录

1 概述 (2)

2 系统总体设计 (3)

2.1系统总体架构 (3)

2.2软件架构设计 (3)

2.3组网说明 (5)

3 系统功能描述 (6)

3.1变压器运行监控子系统 (6)

3.2一次设备在线监测子系统 (6)

3.3智能无功补偿监测子系统 (7)

3.4智能防凝露控制子系统 (7)

3.5环境监控子系统 (7)

3.6设备控制子系统 (8)

3.7门禁控制子系统 (9)

3.8防盗报警子系统 (10)

3.9视频监控子系统 (10)

3.10联动配置子系统 (14)

3.11巡检管理子系统（扩展） (14)

4 HT500站端监控主机 (15)

1概述

供电公司配电房由于数量较多、分布较广等原因，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。配电房的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求管理具有重大意义。

传统的解决方案就是分别安装安防系统、环境监控系统、变压器监控系统等，但是这些系统具有如下问题：

1、各系统之间独立运行，形成监控“孤岛”现象，无法有效的进行管理，也达不到安全管理的效果。

2、多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，也会产生扯皮现场，浪费供电公司的时间和精力。

电科恒钛根据配电房实际情况，结合多年的变电站和配电房的运行管理的经验，采用Tip3000核心技术平台和HT500系列智能监控终端，实现了变压器运行监控、一次设备监控、配电监控、环境监控、安防监控、采暖通风、灯光控制等功能，并可以通过增加设备扩展火灾报警、图像监控等功能。

配电房监控系统以有线或者无线通信为核心，完成站端变压器、配电、一次设备、环境监测、门禁控制、防盗报警、采暖通风、灯光控制等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心。

配电房监控系统采用分层、分区的分布式结构，分为站端控制主机和软件系统两部分。软件系统可以分为省、市以及集控站三级中心。

系统把变压器、配电、环境、火灾消防、防盗报警、门禁等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制。系统监控提供电子地图监控和图表监控两种监控模式，电子地图可以实现地区内的分级分层显示。

终端设备能够脱机运行，在网络断线、服务器故障等情况下站端设备依然能够实现正常运行、刷卡开门、联动报警、设备联动控制以及记录存储等。

系统可以设置系统内的各子系统之间进行联动；还可以通过硬件和软件的方式和变电站综合自动化系统进行联动，应能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据配电房现场需求，完成自动的闭环控制和告警。

系统所有操作以及报警确认，都保留详细的日志并生成相应报表。

2系统总体设计

2.1系统总体架构

根据《配电房管理制度》、《配电房操作规程》以及《电力安全生产条例》等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把配电房综合监控系统分为站端设备和软件系统两部分。

站端设备以HT502站端监控主机为核心，本主机为2U架构（如果控制量较少1U架构也可满足），能够接入温湿度等环境传感器，对射/红外等安防设备、一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露报警、消防报警等功能。

HT502采用TCP/IP有线方式或者GPRS/CDMA等无线方式和中心进行联网。

2.2软件架构设计

根据国网相关文件精神，结合我公司实际应用案例，现把配电房综合监控系统分为三级中心、十大功能子系统。

一、三级中心

配电房综合监控系统（以下简称“系统”）为分层、分区的分布式结构，按配电房综合监

控地区级主站系统（以下简称“地区级主站”）、配电房综合监控集控站级主站系统（以下简称“集控站级主站”）和配电房综合监控站端系统（以下简称“站端系统”）三级构建，如下图所示。

说明：目前实际使用情况一般采用市级中心和集控站两级监控模式。

二、十大子系统

巡检管理子系统

防盗报警子系统 视频监控子系统 环境监控子系统 一次设备在线监测子系统 门禁管理子系统 设备控制子系统

联动配置子系统 配电监测子系统 智能防凝露控制子系统 变压器运行监

控子

系统

2.3组网说明

目前，对于配电房监控系统通常有以下几种传输方式：

1、已有以太网的配电房：每个配电房主机需要一个RJ45网口和一个IP地址即可。

2、仅有2M光纤接口：配置一台2M--以太网桥，通过光电转换，提供以太网接口。

3、没有以太网和光纤的配电房：可以选择如下两种方式：

1）就近租用电信运营商的以太网或者光纤：适合于小区内运营商网络连接较为方便的地方。

2）租用电信运营商的无线网络：采用GPRS或者CDMA方式，可以使用公网或者组成APN专网。本方案需要向运营商缴纳网络使用费用。

3）布置专用的微波通信网：在配电房和区域中心例如就近的变电站，分别配置布置微波装置，通过转换出来的以太网进行传输。本方案在城市内传输距离、可靠性都有

很大的问题，主要应用在无较高建筑物遮挡的空旷区域内。

总之，通过各种技术手段，配备以太网为最优化和成本最低的传输方式。

3系统功能描述

3.1变压器运行监控子系统

（1） 通过关口表采集变压器的三相电压、三相电流、三相功率(负荷)、三相无功功率、三相不平衡电流、功率因数、谐波以及电量等参数，来进行预警并分析故障信息。关口表指变压器总表，主要是智能电表，一般都遵循国家电网的智能电表的技术规范。 （2） 通过温控器采集并监控变压器铁芯温度，并且可以联动风机。当温度高于设定值（此设定值和变压器相关，需要参考变压器说明书的温升数据）时自动启动风机，温度降下来之后自动停止风机，不但可以对变压器温度进行有效预警，并能够提高风机的寿命。

变压器铁芯温度的测量，主要是利用预先埋设测温元件来测量。如果变压器不是密封的，比如干式变压器。可以把温度探头安置在铁芯表面，测铁芯表面温度。对于没有预埋探头，并且是密封的变压器 （比如常用的S11系列油浸式变压器）暂时没有什么好办法。

即便使用红外仪器也只能测外壳表面的温度。

（3） 风机运行状态监控功能：通过PT/CT传感器，能够监控到风机的运行状态，防止风机长时间运行、堵转等异常情况发生。而且可以判断风机是否能够正常工作，例如当启动风机后，但是风机并没有运行，可以认定风机损坏，需要到现场观看。风机状态的好坏一定能够能够保障变压器的寿命。

（4） 通过数学建模分析采集的各项参数，监测变压器的健康状况。并上传到配电主站，为主站建立变压器运行状态监测、变压器故障早期判断及变压器失效模型提供有力数据基础。

（5） 故障及越限报警信息能主动上传至主站。

3.2一次设备在线监测子系统

(1)采用温度传感器，实现电缆头、刀闸等危险点的温度在线实时监测；（可以采用zigbee

通信方式的无线温度传感器）

(2)电缆头温度在线监测采用间接测温方案，通过测量电缆头外部绝缘层温度依据预先由

试验测定的环境温度修正值，得出铜芯导体发热温度的近似值；

(3)开关分合闸次数在线监测。通过将开关分合闸辅助接点接入，开关每次分合闸动作，

终端设备自动统计开关动作次数，并上传到配电主站；

(4)一次设备监测终端尽少与一次设备有直接线路联系，避免引入新的故障点和安全隐患。