淺談10kV站所櫃內運行狀態及環境指標監測管理平台分析

hth下载地址  陳聰

摘要：在整個(ge) 電能管理係統中，配電室綜合監控占據著重要的位置。現階段，配電室通常均運用無人值守、定時巡查製度，此方式不僅(jin) 需要投入諸多的物力與(yu) 人力，同時也不能實時監控配電室的安全與(yu) 環境。而配電室環境的可靠性與(yu) 穩定性直接影響著變壓器等設備的正常運行。對此，主要對10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台進行了探討。

關(guan) 鍵詞：配電室；監測管理平台；關(guan) 鍵技術

0引言

10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台對分布在不同位置的動力設備、環境監測設備和安保設備進行遙測、遙信采集，對各設備的運行狀態進行實時監控，同時就相關(guan) 監測數據展開記錄與(yu) 處理，第一時間向相關(guan) 人員發出通知，便於(yu) 及時處理各種異常事件或險情，實現配電室無人值守、少人值班、高效管理的目的。

1 10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台設計

1.1站端設備集成係統

為(wei) 滿足配電室各設備各種信息的共享要求，建立動環係統勢在必行。動環係統主要包括設備的集成和軟件的集成，從(cong) 而促進管理效率有效提升，*大化控製運行成本，避免多個(ge) 係統分散維護、管理不便的弊端。通過動環係統的建立，使整個(ge) 配電室形成一個(ge) 完整的體(ti) 係。

1.1.1設備集成

（1）溫濕度傳(chuan) 感器。實現對站房內(nei) 溫度、濕度的監測功能。①溫濕度監測傳(chuan) 感器借助RS485數字信號通訊上傳(chuan) 溫濕度數，通信協議為(wei) Modbus；②實現對智能配電房內(nei) 溫度濕度值實時監測，溫濕度傳(chuan) 感器與(yu) 動環係統之間數據采用有線傳(chuan) 輸方式。

（2）氣體(ti) 傳(chuan) 感器。實現對配電站內(nei) 六氟化硫濃度值和氧氣含量的實時監測功能。①實現對智能配電房內(nei) 六氟化硫（SF6）氣體(ti) 濃度值、氧氣含量實時監測，氣體(ti) 傳(chuan) 感器與(yu) 動環係統之間采用有線傳(chuan) 輸方式；②隨主機配置安裝掛件，可方便固定於(yu) 配電房牆麵。

（3）煙霧傳(chuan) 感器。實現監測配電站內(nei) 發生火災產(chan) 生的煙霧狀況，並發出聲音等告警信號功能。①通過煙霧探測器，監測站房、電箱內(nei) 煙霧狀況，並發出報警信號；②煙霧傳(chuan) 感器通過有線節點方式，接入係統；③當附近環境的煙霧濃度降至小於(yu) 報警值時，探測器的工作狀態會(hui) 自動恢複正常；④具有電源指示燈、運行燈，可直觀觀察設備的上電、運行的狀態。⑤隨主機配置安裝掛件。

（4）水浸傳(chuan) 感器。實現在線監測配電站水浸狀態。可根據運維需求，按不同高度的水浸傳(chuan) 感器，以實現水浸預警和水浸停電等功能。①實時在線監測配電房水浸狀態；②水浸傳(chuan) 感器通過有線節點信號，接入係統；③有電源指示燈、運行燈，可直觀觀察設備的上電、運行的狀態；④隨主機配置安裝掛件，可方便固定於(yu) 配電房牆麵。

（5）調溫除濕設備。實現配電站內(nei) 溫濕度的控製功能。①具備手動控製和自動控製功能，手動和自動控製功能，兩(liang) 者相互獨立；②具有掉電自恢複功能，具備濕度數碼管顯示功能。

（6）視頻監控單元。網絡高速球型攝像機或網絡固定攝像機：實現場景可視化的基本功能，具備遠程控製視頻功能，支持報警信號（環境、安防、設備狀態）及視頻預置位的聯動，可以和環境監測係統保持聯動，立足於(yu) 環境監測係統的告警或預警區域，對特定區域情況進行查看，為(wei) 人工確認提供方便，可實現與(yu) 安防設備係統聯動；可實現與(yu) 設備狀態係統聯動，對電力設備的運行狀態和操作展開錄像和拍照，以便於(yu) 運維人員在對設備運行狀態進行判斷時有據可循。

（7）門狀態傳(chuan) 感器。實現采集門開啟、關(guan) 閉的狀態信息的功能。①門狀態傳(chuan) 感器通過有線節點信號，將配電房門的開啟、關(guan) 閉狀態信號上傳(chuan) 至采集係統的功能；②選擇帶有觸點的機械式限位開關(guan) 或帶極性的磁開關(guan) 的傳(chuan) 感器；③門狀態傳(chuan) 感器采用無源設計，無需鋪設電源線或者外接電源。

（8）開關(guan) 櫃局放傳(chuan) 感器。①主要功能：暫態地電波/超聲波聯合技術在線監測各種櫃體(ti) 局部放電狀態，記錄各種櫃詳細曆史數據；②裝置分類：依據監測技術指標分為(wei) 暫態地電波及超聲波傳(chuan) 感器；③傳(chuan) 感器外殼絕緣防護罩的防護等級為(wei) IP65；④傳(chuan) 感器裝置結構合理、方便安裝、方便檢修接地使用。

1.1.2軟件集成

數據管理和高級應用功能，以一個(ge) 實時數據庫為(wei) 核心，實現實時數據處理、事件處理和通知、內(nei) 部運算和曆史數據存檔；各級操作員對係統的監視和操作。

圖1為(wei) 技術拓撲圖。

圖1技術拓撲圖

1.2SAAS版IT執行

因項目硬件均實地部署，而演示、調閱、管理在遠程辦公室，該項目的軟件運行端（邊緣側(ce) ）就地部署，軟件總控部分須運行在電信機房（雲(yun) 側(ce) ）。

“雲(yun) 側(ce) "協同“邊緣側(ce) "，“邊緣側(ce) "協同就地傳(chuan) 感與(yu) 聯控“端設備"，形成“端-邊-雲(yun) "的基礎構架。當部署N個(ge) 邊緣側(ce) 時，雲(yun) 端軟件事實上須升級為(wei) SAAS版本軟件。

一個(ge) 客戶擁有一個(ge) 或多個(ge) 動環現場，在SAAS版本軟件中，分配一個(ge) 賬號給該客戶，類似賬號也稱為(wei) “租戶"。按當前業(ye) 務形態現狀，此階段的SAAS版本軟件初定按容納1000個(ge) 租戶“動環站點"的標準執行（如圖2所示）

圖2SAAS版本軟件

2 關(guan) 鍵技術

2.1MQTT消息傳(chuan) 輸技術

消息傳(chuan) 輸采用MQTT（消息隊列遙測傳(chuan) 輸協議，詳見圖3），其具有能用有限的寬帶以及極少的代碼，為(wei) 連接遠程提供更具可靠性和實時性的消息服務的優(you) 點。

圖3MQTT消息傳(chuan) 輸技術

 MQ遙測傳(chuan) 輸（MQTT）是輕量級以代理的發布/訂閱為(wei) 基礎的消息傳(chuan) 輸協議，在設計中秉持易實現、輕量、簡單、開放的原則。此特點決(jue) 定了其在受限環境中適合運用。因為(wei) 其屬於(yu) 一種低寬帶、低開銷占用的即時通訊協議，因此其在移動應用、小型設備和物聯網等方麵應用十分廣泛。

MQTT協議為(wei) 不可靠、低寬帶的網絡遠程傳(chuan) 感器以及控製設備通訊而設計的協議，其主要具有下述特性：

（1）借助發布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發布，將應用程序耦合解除。此點與(yu) XMPP很相似，但MQTT的信息冗餘(yu) 更小，其原因是XMPP在數據傳(chuan) 遞中采用的是XML格式文本。

（2）傳(chuan) 輸負載內(nei) 容屏蔽的消息。

（3）運用TCP/IP提供網絡連接。常用的MQTT是以TCP連接為(wei) 基礎推送數據，但同樣有以UDP為(wei) 基礎的版本，被稱之為(wei) MQTT-SN。兩(liang) 種版本因為(wei) 連接方式有所區別，優(you) 缺點也不一樣。

（4）有3種消息發布服務質量：①“至多一次"，借助底層TCP/IP網絡發布消息。會(hui) 有消息重複或丟(diu) 失的問題出現。此級別可以在下述情況中運用：環境傳(chuan) 感器數據，丟(diu) 失一次讀記錄關(guan) 係不大，其原因是不久之後還會(hui) 再發送一次。此方式主要是普通的APP的推送，如果智能設備在推送消息的過程中沒有聯網，沒有收到推送的消息，重新聯網也無法接收到了。②“至少一次"，保證消息達到，但可能出現消息重複的現象。③“隻有一次"，保證消息到達一次。在部分具有嚴(yan) 格要求的計費係統中，可以對這一級別進行運用。在計費係統中，消息丟(diu) 失或重複造成結果有誤。此類*高質量的消息發布服務還可以在即時通訊類的APP推送中使用，保證用戶可以接收到，同時隻能接收一次。

（5）小型傳(chuan) 輸，成本較低（固定長度的頭部是2字節），協議交換*小化，以促使網絡流量降低。這就是說它“在物聯網領域，服務器和傳(chuan) 感器的通訊以及信息的收集"中十分適合的原因，要了解到嵌入式設備的元代以及運算能力均不強，因此在傳(chuan) 遞消息中十分適合運用此類協議。

（6）使用LastWill以及Testament特性通知相關(guan) 各方客戶端異常中斷的機製。

LastWill：也就是遺言機製，在對同主題下的其他設備發出通知，發送設備已斷開了連接。

Testament：也就是遺囑機製，功能和LastWill相似。

2.2Web應用軟件組合技術

“LAMP包"的腳本組件中涉及了CGIweb接口。基於(yu) 此技術，網頁瀏覽器的用戶可以在服務器上執行一個(ge) 程序，同時與(yu) 接受靜態的內(nei) 容一樣對動態的內(nei) 容予以接受。程序員借助腳本語言對這些程序進行創建，其原因是其可以對文本流進行有效操作，甚至當這些文本流並不是從(cong) 程序自身而來時也一樣。正因如此，係統設計人員經常將這些腳本語言叫作膠水語言。

2.3RESTful架構

RESTful架構的核心規範與(yu) 約束：統一接口分為(wei) 4個(ge) 子約束：①每個(ge) 資源都擁有一個(ge) 資源標識，所有資源的資源標識可以用來地標明該資源；②消息的自描述性；③資源的自描述性；④HATEOASHypermediaAsTheEngineOfApplicationState（超媒體(ti) 作為(wei) 應用狀態引擎）。

3 hth下载地址配電室環境監控係統

3.1概述

配電室綜合監控係統包括智能監控係統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子係統（雲(yun) 台球機、槍機）、環境監測子係統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控製子係統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子係統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子係統（雙鑒檢測器）。

3.2應用場所

適用於(yu) 軌道交通，工業(ye) ，建築，學校，商業(ye) 綜合體(ti) 等35kV及以下用戶端供配電自動化係統工程設計、施工和運行維護。

3.3係統結構

3.4係統功能

3.4.1實時監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關(guan) 故障、告警等信息。

3.4.2數據查詢

在人機界麵中，可以直接查看配電室中各個(ge) 設備的運行數據。

3.4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

3.4.4運行報表

查詢配電室內(nei) 設備的運行數據報表。

3.4.5實時告警

具有實時告警功能，係統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體(ti) 、設備故障或通信故障等事件發出告警。

3.4.6曆史事件查詢

能夠對產(chan) 生的所有事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和進行曆史追溯、查詢統計、事故分析。

3.4.7用戶權限管理

設置了用戶權限管理功能，可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

3.4.8網絡拓撲圖

支持實時監視並診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構。

3.4.9遙控功能

可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。

3.5係統硬件配置

4 結束語

10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台可以對開配電室的工作狀態與(yu) 環境進行實時監控，第一時間發出警報，使配電室無人值守、少人值班、高效管理的目的順利實現，促進配電室可靠性和安全性有效提升。對此，相關(guan) 人員應充分認識10kV站所櫃內(nei) 運行狀態及環境指標監測管理平台的優(you) 勢，同時積極運用此平台高效開展工作。

參考文獻

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