智能配電物聯(lián)網(wǎng)整體解決方案

      智能電網(wǎng)建設(shè)是我國在能源領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略部署，將逐步推動我國電力基礎(chǔ)生產(chǎn)模式的改變，定位于利用先進的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、互動化為特征的、自主創(chuàng)新、中國特色的智能電網(wǎng)，是電力行業(yè)的發(fā)展方向。智能電網(wǎng)的實現(xiàn)，首先依賴于電網(wǎng)各個環(huán)節(jié)重要運行參數(shù)的在線監(jiān)測和實時信息掌控，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)成為推動智能電網(wǎng)發(fā)展的重要技術(shù)手段。

      建設(shè)電力物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，部署具有一定感知、計算、執(zhí)行和通信等功能的裝置，通過電力信息通信網(wǎng)絡(luò)，建立設(shè)備感知泛在化，傳感單元微型化，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心化、數(shù)據(jù)傳輸無線化、應(yīng)用分析智能化的互聯(lián)體系。實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備設(shè)施、人員及所在環(huán)境識別、感知、互聯(lián)與控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)中實體之間的協(xié)同和互動，使得有關(guān)物體相互感知和反饋控制，形成更加智能的電力生產(chǎn)體系，更好的滿足對電力設(shè)備的監(jiān)測。

      配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)將建立一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，按照感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)，對開關(guān)站、配電站房、環(huán)網(wǎng)箱等設(shè)備的各類環(huán)境和設(shè)備檢測進行數(shù)據(jù)監(jiān)測、動態(tài)展示和故障預(yù)警，提供配網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測服務(wù)，降低運檢人員的維護工作量，加強配網(wǎng)安全、保衛(wèi)、火警監(jiān)視，同時提高配網(wǎng)安全運行。

二、設(shè)計依據(jù)

   GB/T14598.14規(guī)定的嚴(yán)酷等級為III級的靜電放電實驗，

   GB/T14598.9規(guī)定的嚴(yán)酷等級為III級的輻射電磁場干擾實驗，

   GB/T14598.10規(guī)定的嚴(yán)酷的等級為III級的快速瞬變干擾實驗。GB/T14598.13規(guī)定的頻率為100KHZ衰減震蕩波（半波電壓幅值共模為2.5kV，差模為1kV）脈沖群干擾實驗。

   GB4793-1995  測量、控制和實驗室用電氣設(shè)備的安全要求 部分 通用要求

   GB/T2423.1  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗A：低溫試驗方法

   GB/T2423.2  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗B：高溫試驗方法

   GB/T2423.3  電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程 試驗Ca：恒定濕熱試驗方法

   GB/T2423.10  電工電子產(chǎn)品環(huán)境試驗  第2部分：試驗方法 試驗Fd:寬頻帶隨機振動 一般要求

   GB/T14598.3-93規(guī)定，電介質(zhì)實驗電壓為2kV。沖擊電壓實驗為5kV。

   GB/T11287-1989規(guī)定的I級震動響應(yīng)實驗及GB/T14537-1993規(guī)定的I級沖擊響應(yīng)實驗。

   GB/T11287-1989規(guī)定的I級震動耐久實驗，

   GB/T14537-1993規(guī)定的I級沖擊耐久和碰撞實驗。

三、系統(tǒng)主要架構(gòu)

1、系統(tǒng)拓撲

2、系統(tǒng)說明

配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要分為三大部分，感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。

1）感知層包括各種感知傳感器（環(huán)境感知、設(shè)備感知、圖像感知）、匯聚單元（配變智能環(huán)境綜合監(jiān)控裝置）。感知層安裝在各個開關(guān)站、配電房、環(huán)網(wǎng)箱內(nèi)，實時監(jiān)測現(xiàn)場實際環(huán)境狀態(tài)及各項參數(shù)，如明火、煙霧、人員非法入侵、動物入侵、電纜溝進水、環(huán)境溫濕度、門禁管理、空調(diào)控制、SF6濃度、O2含量、除濕機控制、開關(guān)柜內(nèi)電纜接點溫度、開關(guān)柜內(nèi)局放監(jiān)測等。

2）網(wǎng)絡(luò)層主要由接入網(wǎng)關(guān)組成，電力物聯(lián)網(wǎng)感知的數(shù)據(jù)既可以通過APN/4G專網(wǎng)/光纖網(wǎng)絡(luò)上傳，也可以借助DTU/FTU/TTU的通信接口通過電力自動化網(wǎng)絡(luò)上傳。

網(wǎng)絡(luò)層負責(zé)實現(xiàn)終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺之間的數(shù)據(jù)傳輸，包括終端上行發(fā)送的采集數(shù)據(jù)、應(yīng)答信號和網(wǎng)絡(luò)心跳等信息，以及物聯(lián)網(wǎng)平臺下發(fā)的控制命令、廣播信息和應(yīng)答信息等功能。

3）應(yīng)用層主要由各類系統(tǒng)主站及各類數(shù)據(jù)、應(yīng)用服務(wù)組成，主要用于從接入網(wǎng)關(guān)接收傳感器采集上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行抽取、分析、展示等處理工作，共同構(gòu)成一個完整的智能電力物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)一體化信息平臺系統(tǒng)。

四、技術(shù)方案

1、動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

• 配置紅外探測器：配電室入口處安裝紅外探測器用于入室監(jiān)測，防止入侵；

• 配置溫濕度變送器均于分布用于監(jiān)測環(huán)境溫度和濕度；

• 配置水位變送器：監(jiān)測電纜溝內(nèi)是否進水；

• 配置噪聲傳感器用于監(jiān)測環(huán)境噪聲；

• 配置臭氧傳感器用于測量環(huán)境中臭氧濃度，防止設(shè)備氧化過快；

• 配置主變超溫溫度傳感器用于監(jiān)測變壓器外殼溫度；

• 配置除濕機用于現(xiàn)場除濕作業(yè)；

• 配置空調(diào)控制器用于現(xiàn)場空調(diào)控制

• 配置SF6+O2氣體檢測器用于監(jiān)測配電房環(huán)境SF6氣體濃度和氧氣含量，保障進入現(xiàn)場工作人員環(huán)境安全

      每個配電室配置配變環(huán)境智能綜合監(jiān)控裝置用于匯聚各感知傳感器狀態(tài)及數(shù)據(jù)信息，主機具備邊緣計算功能，具有控制現(xiàn)場燈光、風(fēng)機、除濕機、水泵等功能。

2、視頻監(jiān)視系統(tǒng)

      配置視頻監(jiān)視系統(tǒng)，用于工作人員對高壓室內(nèi)環(huán)境及高壓設(shè)備進行。視頻監(jiān)視系統(tǒng)平臺選用高清視頻圖像監(jiān)控設(shè)備，監(jiān)視設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)傳輸出音頻視頻及狀態(tài)信息，通過系統(tǒng)平臺管理所有視頻監(jiān)控設(shè)備。

3、智能門禁管理系統(tǒng)

      配置門禁管理系統(tǒng)：用于管理人員進出，可以遠程進行開門操作，系統(tǒng)具備自動識別智能卡上的身份信息和門禁權(quán)限信息，持卡人只有在規(guī)定的時間和在有權(quán)限的門禁點刷卡后，門禁才能自動開門放行允許出入，否則對非法入侵拒絕開門并輸出報警信號。并可與環(huán)境、動力數(shù)據(jù)結(jié)合，符合開門條件后，才可刷卡進入。

4、開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)

      配置開關(guān)柜無線測溫系統(tǒng)，用于監(jiān)測開關(guān)柜高壓設(shè)備節(jié)點溫度加強對母排溫度監(jiān)視以防止母排過熱燒毀相鄰的絕緣部件。

現(xiàn)場案例圖片：

5、局放在線監(jiān)測系統(tǒng)

      配置局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，用于監(jiān)測空間局放以及開關(guān)柜內(nèi)局部放電，每個配電室配置一套特高頻局放用于監(jiān)測空間局放，每面高壓柜配置1個TEV局放監(jiān)測點,可以實時監(jiān)控設(shè)備的放電情況，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患。

   特高頻+地電波局放監(jiān)測

      注：TEV采集前端依靠磁力吸附在開關(guān)柜后背板上，不影響開關(guān)柜設(shè)備的結(jié)構(gòu)，電池供電可滿足8年壽命，無線通訊，不需要敷設(shè)電纜。  

現(xiàn)場案例圖片：

6、智能消防監(jiān)控系統(tǒng)

配置煙霧探測器，用于監(jiān)測配電房內(nèi)消防狀態(tài)，當(dāng)采集到火災(zāi)報警信號時，智能監(jiān)測主機把信號上傳至系統(tǒng)監(jiān)控軟件，并聯(lián)動視頻系統(tǒng)進行錄像。

7、配變環(huán)境智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件

      在當(dāng)?shù)厥校▍^(qū)）局監(jiān)控中心配置1套配變環(huán)境智能綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺軟件，主要包括硬件平臺和軟件平臺，硬件平臺包括服務(wù)器、交換機、顯示器等，服務(wù)器是整個系統(tǒng)的核心，基本任務(wù)是數(shù)據(jù)的維護和數(shù)據(jù)的處理。軟件平臺主要功能包括集中采集、管理各個站端系統(tǒng)，平面顯示各站端實時情況，包括主接線、設(shè)備工況、實時檢測數(shù)據(jù)曲線與歷史數(shù)據(jù)曲線等界面，直觀的描述現(xiàn)場環(huán)境狀態(tài)。

• 平臺可采集多點配電房環(huán)境數(shù)據(jù)集中展示

• 可實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)的查詢

• 具備各配電房動力設(shè)備的遠程遙控

• 擁有自定義報表平臺，可方面用戶構(gòu)建需要的報表數(shù)據(jù)

• 平臺具備組態(tài)系統(tǒng)功能，可任意接入其他廠家設(shè)備

• 平臺可實現(xiàn)瀏覽器遠程查看系統(tǒng)，方便用戶

五、系統(tǒng)配置選型分析