刘细凤
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
关键词：高速公路；智慧供配电；电力监控；配电室智能运维托管；安全隐患
0、引言
随着高速公路事业的不断发展和路网的不断延伸，传统的管理方式已难以满足日益增长的需求，动态管理和安全隐患预警成为安*全*监*管中的两大难题。为此，采用智慧配电室系统对配电房变电站**配电设备进行信息化管理，可提高供配电系统的运行管理信息化、自动化水平，方便管理人员操作，提高安全保障。
福建省高速公路集团有限公司漳州管理分公司（以下简称“漳州分公司”）立足实际，利用现有机电系统资源，构建了一套“物联网高速公路智慧配电室系统"取得了良好的效果。
1、背景需求
目前，高速公路存在配电设备分布广，配电室位置距离机电维护中*心较远，现场无法做到实时值守，设备故障响应慢，检修及监测数据无法有·效完整存档，安全隐患及信息数据无法实时传输等问题。特别现有的配电室运维，仍然采用传统的管理方式，人员巡视、手工记录运行数据，长期统计及分析，无法进行深化管理。
同时，缺乏专·业的电力运维人员，如果一旦发生故障将导致供电中断，并且在短时间内无法恢复正常，造成无法预料的财产损失甚至安全事件发生，后果不堪设想。
此外，由于运行的变压器有防护外壳相对封闭，且地方狭窄散热有限，它的负荷情况、运行声响等都不易观察，很难及时发现安全隐患，存在一定的安全风险。
随着电力自动化技术的进步，企业能源管理等理念被认可，管理模式由“大而全”的粗扩模式转向更专·业、更精细化的管理。为此，漳州分公司对“一站式、全托管”物联网高速公路智慧配电室系统构建进行初步研究，通过“配电室智能运维服务平台”对配电房设备的运行状态以及用电负荷情况进行远程实时集中监控，改变了传统有人值守的电力运维方式。通过该系统的构建，不但可以降低企业用电成本，提升电力设备的管理水平，保障用电可靠性，还可以提升用户电力设备的运维管理水平，实现电力监控的自动化、集中化和智能化管理，及配电网设备全生命周期管理，将被动抢修转变为设备运行状态全程监控的先进管理模式。
2、平台架构
“配电室智能运维托管服务平台”，通过一*体*化运维平台改变传统有人值守的电力运维方式，降低企业用电成本，提高设备维护水平，保障用电可靠性，满足配电室监控要求及无人值守需求。实现了配电室24小时线上平台实时数据监测及分析，事件触发提醒报·警推送WEB端及手机端。
“配电室智能运维托管服务平台”采用分布式和模块化架构，配电室监控系统分层分布式结构，即设备层、传输层、应用层，如图1所示。
1.设备层
设备层是数据采集终端，主要由智能监测终端和通讯网关设备组成。这些监测设备将电气量数据通过采集总线（RS-485通信总线、LORA/WIFI无线通信等）传输到网络传输层，网络传输层对智能仪表进行数据采集后，直接经由传输网络上传到数据中*心，不经由中间设备，以确保系统的稳定可靠。主要是对以下设备进行采集。
（1）低压配电柜。在不停电的情况下，对原有低压配电柜每个回路加装智能终端采集装置，监测每一回路的电流电压等电量参数。主要在系统平台上显示每个回路的实时运行参数，实现回路负载越限告警，并可调用历史数据，展示运行数据曲线图，生成数据报等。
（2）10kV高压柜。在不停电的情况下，对环网柜进、出线回路加装智能终端采集装置，监测高压环网柜的三相电压、三相电流、频率、功率因数、功率、电能等遥测数据。
（3）变压器。利用原有变压器自带的温控仪，通过485/WIFI转换器传输数据，监测变压器运行状况，实现超温报·警、越限告警等。
（4)UPS不间断电源。通过智能数据接口开发，与UPS本地监控装置直接实现互联互通，采集UPS监控装置的数据，系统平台远程实时监测不间断电源的输出电压、蓄电池电压、蓄电池电流、蓄电池内阻等工作参数数据。实现输出过电压、欠电压、装置失电、绝缘下降、系统接地故障报·警等。
（5）柴油发电机。柴油发电机智能化采集可对柴油机发电控制柜的综保进行数据采集，对设备进行监测。目前可对发电机电流、电压、开关状态、水箱状态、油温状态、油压状态、转速状态、功率状态、及其他电量参数进行数据采集，具体数据采集结果在现场确认。
（6）隧·道风机。隧·道通风系统监测内风机软启动柜中设置带有DI/DO信号的电量参数采集智能表，并将风机正转、反转、停止等信号接入所设置的网关中，实现对每组风机的运转状态、电量参数的监测。
（7）视·频监控。配电房使用监控摄像机进行监管，可减少人员的现场巡查频次，达到实时巡视的等同效果。同时结合智能化系统平台，对监控区域及预警信息进行复核，提前制定预案。
2.网络传输层
网络传输层主要包括智能网关等，通过专网通道将数据进行上传及下达指令。
3.监控应用层
监控应用层采用了综合能源信息服务有限公司开发的“配电室智能运维托管服务平台”，将配电室所有数据的存储、电力运行状况的显示、控制指令的下达均通过该部分完成。由路网中*心对多个配电室实行远程、集中监控，当值班人员通过登·陆WEB页面或手机APP或微信小程序对配电室所有运行的情况实时监视。配电室实现了“无人值班”或“少人值班”，同时承担了日常巡检、清扫检查、电气预防性试验及设备改造、应急抢修工作等。该平台架构合理，功能强大，协议开·放，兼容性好，是一个集成度高、技术含量高、可靠性高的系统，既可以在PC上使用，也可以支持手机APP。
3、主要创新点
“物联网高速公路智慧配电室系统”与传统管理方式相比具有如下优势。
1.云端服务部署
该平台架构采用公用云服务资源部署，用户无需增加服务器及软件相关投入，节约用户硬件设备成本及相关设备维护成本，建立长效云端服务机制。
2.支持多种终端访问
用户通过IP浏览方式登录云端系统，可采用PC、平板电脑、手机等移动终端进行访问，下载或打印对应数据报表或账单报表，方便企业报表管理。
3.基于产品优势和成熟的工程技术
在终端自动化改造过程中，基于不停电改造原则，全部采用无线通讯方式，大大缩短了部署周期，减少了改造过程中对用户正常用电的影响。
4.兼容能力强
通过智能网关，接入不同厂家的智能监控设备。
5.优化用电效率
以电能计量监测为基础,分为数据采集层、网络通信层、中*心管理层,对用电能耗进行大数据的的长期跟踪分析,为设备使用单位提供降低用电能耗的决策依据。针对不同企业和客户,结合其不同的运行管理需求制定不同的方案,监管能源消耗，发现能源浪费，减少能源成本。
6.智能云平台管控
通过智能云平台有·效将巡检设备、电网资源、人巡成果统一管控，避免人工巡检存在的无法及时有·效发现隐患同时无法准确判断故障的短板，充分发挥云平台大数据分析整合的优势
4、实施成效
通过“物联网高速公路智慧配电室系统”在漳州高速的具体应用实践，其在技术和管理上不断做出调整和推陈出新，历经一年的测试、磨合，已具备了较好的稳定性、可靠性互动性和实用性等特点。在几次重大设备故障处置过程中，该系统都扮演了重要角色。从长远来看，不仅有利于企业发展，还能带来显著的经济、社会效益。
1.动态管理水平得到提升
该系统通过了专·业的模型结构、数据整理分析、专·业化运维巡检;通过了科学化、专·业化管理，保障设备安全经济运行,延长了设备使用年限,减少设备投资;规范化进行设备管理通过实时数据监测，对电流电压偏高或偏低、功率因数偏低、设备异常报·警等现象及时采取技术手段,保证用电质量。
2.设备安全运行得到保障
通过实施“物联网高速公路智慧配电室系统”,实现低压回路的数据采集工作,能够及时发现并且消除设备安全隐患,有·效防止设备处于不安全运行状态;分析后台监控数据,掌握设备运行状态，避免过负荷等情况发生,有·效保障设备安全运行。
3.经济效益显著提高
通过“物联网高速公路智慧配电室系统”进行数据整理分析,能了解设备运行情况,及时采取技术手段，延长设备使用年限,减少设备投资;调整并平衡三相负荷,实现了节能减耗及经济效益显著的目的。
5、安科瑞配电室环境监控系统
5.1概述
配电室综合监控系统包括智能监控系统屏、通讯管理机、UPS电源、视·频监控子系统（云台球机、*机）、环境监测子系统（温度、湿度、水浸、烟感）、控制子系统（灯光、空调、除·湿·机、风机、水泵）、门禁监控子系统（读卡器、开门按钮、磁力锁）、安防监控子系统（双鉴检·测·器）。
5.2应用场所
适用于轨道交通，工业，建筑，学校，商业综合体等35kV及以下用户端供配电自动化系统工程设计、施工和运行维护。
5.3系统结构
5.4系统功能
5.4.1实时监测
能够显示配电室设备的运行状态，实时监测配电室环境参数信息，实时显示有关故障、告警等信息。
5.4.2数据查询
在人机界面中，可以直接查看配电室中各个设备的运行数据。
5.4.3曲线查询
可以直接查看各电参量曲线。
5.4.4运行报表
查询配电室内设备的运行数据报表。
5.4.5实时告警
具有实时告警功能，系统能够对配电室温度、湿度、有害气体、设备故障或通信故障等事件发出告警。
5.4.6历史事件查询
能够对产生的所有事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和进行历史追溯、查询统计、事故分析。
5.4.7用户权限管理
设置了用户权限管理功能，可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限。
5.4.8网络拓扑图
支持实时监视并诊断各设备的通讯状态，能够完整的显示整个系统网络结构。
5.4.9遥控功能
可以对整个配电系统范围内的设备进行远·程·遥·控操作。
5.5系统硬件配置
6、结语
目前，“物联网高速公路智慧配电室系统”已处于应用推广阶段,虽然在数据采集、平台兼容性等方面仍有问题待解决，但随着电力自动化技术的飞速发展和管理体制的不断完善，这些问题都将迎刃而解。相关部门将继续充分发挥高速公路的资源优势，对系统进行进一步完善，减少因突发事件造成的人·民生命财产损失,提升高速公路管理水平,让高速公路更好地服务于社会。
参考文献
[1]吴珠森.基于物联网高速公路智慧配电室系统构建.
[2]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版
作者简介：
刘细凤，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为智能电网供配电Email: 2880157866@qq.com手机：18702111750QQ:2880157866/2881392119
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