配电房在线监测系统的站端建设技术方案

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  • 上传时间:2020-06-15
  • 标签:配电房;站端;在线监测系统;建设

近年来随着我国经济的飞速发展,社会生产、人们生活对电能质量的要求越来越高,促使电力企业加快电网结构的改造和智能电网的建设。配电房作为电力传输、分配电能的重要场所,其运行的安全性对于整个电网的可靠运行具有重要的意义,对配电房运行状态的在线监控可以实时的了解配电房运行的状态,及时的对各种运行数据进行监测、分析、显示以及预警,大大提高配电房运行的可靠性和安全性。本文以配电房的在线监测系统为例,简要分析在线监控系统的构成与建设,以期为智能配电房的建设提供参考。

关键词:配电房;站端;在线监测系统;建设

 

配电房是电力系统末端配电网中分配、传输电能的主要电气设备的场所,是城市配电网系统中重要的组成部分。其具有分布广、数量多、管理复杂等特点,一直都是配电网运行管理工作中的薄弱环节。我国社会的快速发展,促使社会对电能的需求量不断增加,对电网运行的可靠性要求越来越高,而配电房则是保证城市配电网运行可靠的最后保障。

因此,配电房的智能化建设迫在眉睫,伴随着我国配电网智能化建设的发展,诸多的在线监测设备和技术逐渐应用到配电网的运行过程中,配电房在线监测系统的建设,实现了配电房各种监测数据的动态显示,进一步提升了配电房运行的能力,提高了配电网运行的可靠性。

配电房在线监测系统的系统介绍

 

(一)在线监测系统简介

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,实现了智能环网柜DTU运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温检测,电缆测温监控、环境监控、安防监控、采暖通风、灯光、风机、除湿机控制等功能,并可以通过增加设备扩展智能门禁、SF6、02、H2S,O3等有害气体在线监测等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制,实现动力环境最优化,避免运行环境的失控导致配电设备运行故障,保证维护人员安全,延长设备使用寿命,减少配电房粗放式管理导致成本过高,同样实现配电动力环境的分布式远程管理。

 

(二)设计原则和依据

系统总体设计原则是:以监控与数据采集系统为基础、以自主开发的监控产品和系统软件为核心,通过信息交换和共享,将动力环境设备监控、门禁监控、安防报警、视频监控、消防监控等各个具有完整功能的独立分系统组合成一个有机的整体,提高系统维护和管理的自动化水平、协调运行能力及详细的管理功能,实现所有监控子系统的功能集成、网络集成和软件界面集成,有效降低系统维护人员的日常工作强度,提高系统可用性并节约系统维护成本。

系统特色:

扩展性:提供开放的接口,方案具有平滑的扩容和升级能力,以适应移动业务发展和管理的需要。

可维护性:选型的设备采用维护工作量较少和易于维护的设备,最大限度的减少日常运维工作量。

稳定性:一是系统某一接点或某一设备的故障不影响其它设备和系统的正常运行;二是选型设备本身具有较好的稳定性和良好的故障保护功能。

先进性:所选用的系统和设备是目前在国际国内具有领先水平的,能够满足系统长期建设和发展的需要,以最大限度的保护用户投资,兼容TCP/IP网络。

投资少:系统选型具有高性能价格比。

建设时间短:在较短的时间内完成系统的安装调试。

 

配电房在线监测系统的整体架构设计

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,把配电房在线监测系统分为站端设备和软件系统两部分。

站端设备以HT500系列站端监控主机为核心,能够接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备,温湿度等环境传感器,在线式红外母线温度传感器,电缆无线测温设备,SF6和O2传感器,H2S传感器以及O3传感器。对射/红外等安防设备、消防主机设备,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。

HT500监控主机采用TCP/IP有线方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等无线方式和中心进行联网。

 

 

2.2 系统功能结构设计

 

(一)管理层

主站是在线监控系统的核心,主要是由安装站端监控软件的监控主机和服务器构成,负责将通讯层上传的数据进行解包,对通讯层上传的数据进行分析、管理,根据站端的实际情况执行相应的操作,从而负责对配电房的智能化管理。主站端可以实现配电房远端的环境、安全、电气设备运行的监测,出现故障能够准确的对故障进行判断、故障报警以及远程的操作控制。

(二)传输层

通讯层主要负责站端设备和管理层之间的通信,是在线监控系统的主要连接枢纽,是保证在线监控系统正常运行的关键。监控系统之间的信息传递主要是通过通讯层的通讯总线传输到各个通讯子站,各个通讯子站通过对本站的监控信号、运行参数等进行上传至主站层进行分析处理,主站的远程控制指令由通讯总线下行传输至各个配电房的远端控制主机,进行相应的控制操作。现阶段我国常用的通讯间隔层上行网络主要是以太网和PROFIBUS等形式进行传输,下行网络之间的传输则主要是现场总线常用的主要有RS232、RS485、以及CANBUS等,总线的类型则是由项目所选用的设备进行确定。在本项目中采用GPRS网络和Internet网络相结合的方式实现TCP协议的数据传输,即远端与主站采用GPRS网络进行数据的传输,远端控制中心和监测设备之间采用RS485总线进行通讯。

(三)感知层

感知层是在线监测系统的主要执行部分,也是执行监测的主要部分。该层主要是由各种监控设备,如湿度、温度、视频监控设备、主控设备等,负责对配电房的运行转态进行监控。并及时的将监测信息上传到通讯层或者接受主站发出的远端控制指令。

感知层主要负责对配电房的视频监控、安全防范、智能控制、环境监测、门禁系统、火灾报警、SF6泄漏报警系统系统。实现对配电房的智能控制和监测,以方便主站系统对配电房的所有设备的管理和信息的查看。

2.3 网络拓扑设计

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3G、4G路由器接入的方式,可以使用公网或者组成VPN专网。本方案需要向运营商缴纳网络使用费用和购买VPN服务器。

  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。

 

系统可实现的功能

3.1 智能环境监测子系统