安科瑞配電室綜合監控系統在浙江省地理信息產業園中的應用

安科瑞 繆凱倫

摘 要：配電室綜合監控系統平臺和智能監控終端，實現了環境監測、有害氣體監測、安防監控、風機、除濕機、視頻監控等功能。針對浙江省地理信息產業園中配電室綜合監控系統項目實現動力環境各數據的監測與設備控制，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，同樣實現配電動力環境的分布式遠程管理。

??關鍵詞：環境監測；有害氣體監測；視頻監控；動力環境

??0引言

??隨著社會的發展，人們生產生活對電力的需求也越來越多，而配電室是電力網末端傳輸、多次分配電能的主要電氣設備場所，是城市電力網不可獲取的一部分。長期以來，配電室如何運行一直是電力部門日常管理的較為薄弱的部分，配電室溫度過高、濕度過高、雨水浸漬都會影響設備正常運行。因此在配電室內安裝動環監控系統，實現配電室內環境和供電設備各種狀態量的在線監測，保障配電室設備的安全運行。

??Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統可以幫助浙江省地理信息產業園配電室項目實現對各種監測數據的查詢、分析、預警及綜合展示，以提高配電室的運行能力。在智能化方面實現供配電監控系統的遙測、遙信、遙控、遙視控制，對系統進行綜合檢測和統一管理，在數據資源管理方面，可以顯示或查詢供配電室內各設備運行工況（包括歷史和實時參數），并根據實際情況進行日報、月報和年報查詢或打印，提高工作效率，節約人力資源。

??1 項目概況

??浙江省地理信息產業園位于湖州市德清科技新城核心區，遠期規劃用地2000畝，將完成投資100億元，引進和培育各類地理信息企業100家以上，從業人員兩萬人以上，實現年銷售收入300億元、年利稅30億元，成為帶動長三角、影響世界的地理信息產業基地。

??該項目為浙江省地理信息產業園配電室項目，設有高壓柜、低壓柜多臺。該項目配有SF6+O2雙氣氣體探測器，溫濕度傳感器采集柜外的溫濕度數據，四臺臺球型攝像機和一臺槍型攝像機監控配電室內情況。另外該項目還配有人體、煙感、水浸等傳感器以及聲光報警器和風機等聯動設備。通過Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統集中采集監控管理。

??2 產品需求

??本次針對浙江省地理信息產業園配電室項目，需要達到如下要求以實現數據集中管理、分析處理。功能需求如下：

??（一）針對每一面進線柜，需要配置具有采集精度高、響應速度快的SF6氣體監測裝置，來確認配電房內環境安全。

??（二）針對每一條電纜溝，需要配置水浸傳感器，實時監測電纜溝內的水位情況。

??（三）針對每一排配電柜，需要配置一個球形攝像機或多個槍型攝像機，實時監視配電室內情況。

??（四）針對整個配電室工程配置一臺配電室環境檢測柜，監控配電室的環境安全，其功能應包含：

??（1）環境溫度、環境濕度、SF6氣體濃度、O2氣體濃度、電纜溝是否有水以及煙霧是否超標等監測信息實時刷新。

??（2）對人體檢測采用紅外傳感器，防止事件誤報漏報。

??（3）對視頻監控畫面實時顯示。

??（4）多用戶權限管理，便于分級操作。

??（五）針對項目需求，使用聯動功能。煙霧傳感器報警時聯動風機和聲光報警器工作，水浸探測器報警時聯動聲光報警器工作，及時提醒值班人員到現場檢查以排除隱患。

??3 系統方案

??本工程根據該項目的實際需求，在高壓配電室內配置了八臺SF6+O2雙氣氣體探測器、八個溫濕度傳感器、八個水浸傳感器、八個煙感傳感器、兩個人體傳感器、四個球型攝像機以及一個槍型攝像機。在配電室配置一臺配電室環境監測柜，將SF6+O2雙氣氣體探測器、溫濕度傳感器、水浸傳感器、煙感傳感器、人體傳感器、攝像機等數據上傳，實現對該項目配電室的控制和管理，為配電室安全、穩定、經濟運行提供了堅實的保障。

• SF6+O2雙氣氣體探測器主要監測空氣中SF6氣體濃度和O2氣體濃度。因為SF6氣體在電力系統中的廣泛應用，是中壓、高壓和超高壓開關中所使用的的絕緣和滅弧介質。其本身沒有毒性，但被電弧分解后的分解物會對人體帶來嚴重影響，因此對環境中的SF6氣體監測可以防止泄露的有毒氣體對人體造成傷害，也可以防止由于SF6氣體泄露而使高壓開關室內SF6氣體密度下降導致高壓開關通斷失靈等生產事故的發生。

• 水浸傳感器內采集器、感應器兩部分*隔離，安全可靠，安裝方便。溫濕度傳感器體積小巧，具有標準DIN35導軌安裝卡，可直接用于導軌安裝，同時還具有485通信接口，可通過標準ModBus-RTU通信協議通信。變配電室是電力傳輸環節的重要組成部分，其是否正常運行直接關系到電網的安全穩定，變配電室內易產生潮濕凝露現象，主要是由于外界環境和室內外電纜溝的積水產生的濕氣。尤其是下雨天，室外地溝蓋板密封不嚴導致雨水灌入，電纜溝在設計施工時排水不利，導致室內外電纜溝背部長期有水積存。因此需要在配電室內安裝水浸傳感器監測電纜溝水位情況，安裝溫濕度傳感器監控柜內溫濕度情況，并將傳感器狀態和數據實時上傳給后臺系統。

• 紅外探測器能夠實時檢測人員進出配電室的情況。

??3.1 配電室環境監測工程我司產品明細

??3.2 現場安裝圖

配電室環境監測柜整體圖

傳感器安裝圖

??3.3 主站監控系統

??監控系統主要實現對浙江省地理信息產業園配電室的環境安全與管理。監控范圍為配電室內的SF6+O2氣體探測裝置、水浸探測裝置、人體檢測裝置、溫濕度測量裝置和煙感監測裝置。系統通過485總線直接接入本配電室內數據采集器，通過網絡交換機采集視頻數據實現對整個配電室的全角度監控管理。

??3.4 系統架構

系統網絡拓撲圖如下圖所示：

系統網絡拓撲圖

• 站控管理層

??站控管理層針對環境監控系統的管理人員，是人機交互的直接窗口。主要是指置于值班室的工控機、顯示器等。

• 網絡通訊層

??通訊層主要是由數據采集器及總線網絡組成。數據采集器主要功能是監測現場傳感器、直流屏；總線網絡的主要功能是實現數據交互，使配電系統管理集中化、信息化、智能化，大大提高了配電系統的安全性、可靠性和穩定性，達到了無人值守的目的。本項目的網絡通信層集成在站控管理層內部，

• 現場設備層

??現場設備層是數據采集終端，主要由四遙單元、遙信單元、有害氣體監測裝置和溫濕度變送器以及紅外探測器組成，通過屏蔽雙絞線RS485接口，采用MODBUS通訊協議總線型連接接入APort串口服務器，再接入配電室環境監控主機，實現全站監控。

??4 系統功能

??4.1 功能特點

??本系統采用全中文界面，操作簡單方便；運行穩定可靠；系統具有模擬圖顯示和網絡結

??構圖顯示；系統提供了友好的人機交互界面，一切操作均可在界面上進行，而且具有遠程顯示功能。

??4.2 登錄界面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統為保障系統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經的操作（如設備位置名稱修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

??主要功能：將用戶的級別分為操作工、班長、工程師、系統管理員四個等級，每個等級可以分別賦予不同的操作權限，包括進入運行、退出運行、遙控操作、報表管理、系統配置、用戶管理等。

??4.3 配電監測界面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統人機界面友好，能夠以模擬圖的形式直觀顯示傳感器的運行狀態，實時監測環境的氣體濃度、溫度、濕度、水浸、煙感、紅外等環境參量信息。

配電室綜合監控圖

事件彈窗

??4.4 通訊管理

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統可以對整個配電系統范圍內的設備通訊情況進行管理、控制、實時監測。例如配電系統維護人員可以通過監控系統的主程序右鍵打開通訊管理程序，然后選擇通訊控制啟動所有端口或某個端口，快速查看某設備的通訊和數據情況。

??4.5 環境參量曲線

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統具有實時環境參數和歷史環境參數的存儲和管理功能，所有實時采集的數據、事件記錄等均可保存到數據庫，在查詢界面中能夠自定義需要查詢的參數、時間或選擇查詢更新的記錄數據等，并通過曲線方式顯示出來。

數據曲線

??4.6 視頻監控畫面

??安科瑞Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統具有視頻監控功能。將智能監控系統前端的監控攝像頭所記錄和采集到的的音視頻信息通過網絡交換機傳遞到視頻處理器上，然后由視頻處理器經過初步判斷和處理后傳遞給綜合監控主機，監控主機實時獲取視頻監控畫面，在配電房內即可監控配電房內的情況。

視頻監控畫面

??4.7 報警及事件

• 實時報警

??實時報警窗口監測系統所采集的遙測量。報警窗口會在系統運行時自動打開，并一直隱藏在后臺。

??當有氣體濃度或者溫濕度越限，并且觸及報警界*，“相應實時報警"窗口就會自動彈出，并以橙色背景顯示具體的報警信息：設備名稱、越限的環境參量、報警值等。

實時報警彈窗

• 歷史報警

??通過調節開始時間和結束時間，即可查詢到過去任意時間段內的系統報警信息，包括遙測報警和遙信報警，還包括具體的報警時間，報警類型，報警內容等。

??5 結語

??在當今配電設施的應用中，配電室的配電安全性至關重要，本文介紹的Acrel-2000E/M配電室綜合監控系統在浙江省地理信息產業園配電室項目的應用，可以實現對配電室環境的實時監控，不僅能顯示配電室的環境狀況，還具有網絡通訊功能，可以與串口服務器、計算機等組成環境監控系統。系統實現對采集數據的分析、處理，實時顯示配電室內各環境監測并生成各種數據報表、曲線、圖形等，便于數據分析、研究，該系統運行安全、可靠、穩定，為解決配電室環境監控問題提供了真實可靠的依據。