關鍵詞：配電室；在(zai)線監(jian)測器；上(shang)位(wei)機(ji)

      近年來 , 配電(dian)(dian)網絡(luo)發(fa)展迅速、供(gong)電(dian)(dian)量日益增加(jia)，電(dian)(dian)力系統(tong)供(gong)電(dian)(dian)可靠性(xing)(xing)、安全(quan)性(xing)(xing)的問(wen)題日益突出(chu)。配電(dian)(dian)室作為(wei)(wei)大(da)型小區居民重要(yao)的供(gong)電(dian)(dian)設(she)備(bei)，保證其(qi)安全(quan)穩定的運行(xing)極為(wei)(wei)重要(yao)。雖然配電(dian)(dian)室均為(wei)(wei)土(tu)建建筑，其(qi)中設(she)備(bei)運行(xing)相對安全(quan)穩定，但(dan)在(zai)日常的巡視(shi)工作中發(fa)現(xian)(xian)(xian)配電(dian)(dian)室存在(zai)滲漏水(shui)、變壓器(qi)溫度過高、非工作人(ren)員或(huo)貓、鼠進(jin)入(ru)的情況時有發(fa)生。同(tong)時在(zai)配電(dian)(dian)線(xian)路的巡視(shi)中，地(di)上(shang)(shang)、地(di)下(xia)配電(dian)(dian)室的巡視(shi)周期為(wei)(wei)三個月一(yi)次，以上(shang)(shang)問(wen)題出(chu)現(xian)(xian)(xian)時無法及(ji)時發(fa)現(xian)(xian)(xian)。因此，針對以上(shang)(shang)問(wen)題進(jin)行(xing)相關(guan)研究，設(she)計配電(dian)(dian)室在(zai)線(xian)監控系統(tong)，實現(xian)(xian)(xian)出(chu)現(xian)(xian)(xian)問(wen)題及(ji)時發(fa)現(xian)(xian)(xian)，及(ji)時處理(li)，減少相應(ying)的停電(dian)(dian)事故。

圖 1 系統整體設計

2、在線監測器設計

      監測器在無人值守的地區工作，主要完成多個數據的采集、處理與傳輸，要求整個系統功耗低、低成本維護運行。在線監控器由主控單元、溫濕度傳感器組、4G 模塊、有線通信模塊、Zigbee 通信模塊、調控單元組成。其結構如圖 2 所示。

圖 2 監控器結構圖

2.1 主控單元

      本文使用 phyCORE-i.MX6UL 系列核心板進行開發設計，phyCORE-i.MX6UL 系列核心板適合用于低功耗、低成本、緊湊型應用的設計中。它采用 Cortex-A7 低功耗內核，提供高900MHz 的處理主頻，可以滿足該系統設計要求；同時該核心板支持以太網 PHY 等核心器件，同時對外提供郵票孔接口，方便無線傳輸設備連接，省去了額外連接器的空間及成本。

2.2 通信單元

      配電室中采集子節點需要與監控主機進行通信，監控主機需要與在上位機系統進行通信。在采集子節點與監控主機的通信中，采用 ZigBee 無線通訊方式，使用 CC2430 通訊模塊。該產品是 TI 公司（德州儀器）生產的一款于 IEEE 802.15.4和 Zigbee 協議通信的模塊。該模塊具有 3 種休眠模式 , 從休眠模式轉換到正常模式僅需 54us，特別適合要求電池長期供電的應用場合。

      監控主機與上位機系統通信方式主要參考配電室中的集中器的通信方式，一般地上配電室，集中器采用 4G 方式進行通信，而在地下配電室中，采用寬帶網絡進行通信。因此對于地上的配電室，監控主機也通過增加 4G 通信模塊并安裝有流量的電話卡實現與上位機系統的通信；對于地下的配電室，則借用配電室中集中器的網絡與上位機系統進行通信。

2.3 信息采集單元

2.3.1 溫濕度傳感器的選擇

      為了準確的獲取環境溫濕度數據，本文采用 DHT91 傳感器實現環境溫濕度采集的功能。DHT91 是數字型溫濕度傳感器，其將傳感器和信號處理單元集成到一起，可直接輸出數字信號。

2.3.2 溫濕度傳感器的布置

      由于配電室內滲水漏水常發生在棚頂或電纜溝內，因此溫濕度傳感器安置在變壓器、高壓柜、低壓柜的柜頂和電纜溝的溝口處，通過室內照明或其他 220V 交流電源處取電轉成 5V直流電源為采集子節點進行供電。

圖 3 采集子節點布局圖

2.4 調控單元

      配電(dian)室(shi)(shi)中對(dui)于變壓(ya)器(qi)溫(wen)度過(guo)高(gao)，啟動(dong)(dong)室(shi)(shi)內排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)(ji)進行通風(feng)降溫(wen)；對(dui)于室(shi)(shi)內濕(shi)(shi)度過(guo)高(gao)，則共同啟動(dong)(dong)室(shi)(shi)內排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)(ji)與(yu)除(chu)(chu)濕(shi)(shi)器(qi)進行相應除(chu)(chu)濕(shi)(shi)。配電(dian)室(shi)(shi)內的排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)(ji)與(yu)除(chu)(chu)濕(shi)(shi)器(qi)可根(gen)據環境參數自(zi)動(dong)(dong)啟動(dong)(dong)，也可通過(guo)上位機(ji)(ji)系統控制(zhi)人工(gong)啟動(dong)(dong)。

 

3、上位機軟件設計

      系統的監測與控制通過上位機軟件實現，軟件包括站房查找、室內狀態監測、歷史數據查看、環境調控控制等功能。軟件是在 QT 環境下進行開發，通過對 PC 網絡端口的操作實現數據的傳輸功能，軟件界面如圖 4 所示。

圖 4 上位機軟件設計

4、試驗測試與分析

      在(zai)線監控器(qi)的試驗，選取存在(zai)滲漏(lou)水的 92 號配電(dian)室(shi)(shi)(shi)進行，該(gai)配電(dian)室(shi)(shi)(shi)下雨時墻(qiang)體滲水嚴重。本實驗按上述設(she)計安(an)裝(zhuang)溫(wen)(wen)濕度傳感(gan)器(qi)，同(tong)時在(zai)配電(dian)室(shi)(shi)(shi)門口(kou)頂部安(an)裝(zhuang)異動監控攝像(xiang)頭。每日(ri)觀察該(gai)配電(dian)室(shi)(shi)(shi)內變壓器(qi)溫(wen)(wen)度、室(shi)(shi)(shi)內濕度和異動情況(kuang)。

 

5、安科瑞配電室環境監控系統

5.1概述

      配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子系統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

5.2應用場所

      適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

5.3系統結構

5.4系統功能

5.4.1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，實時顯示有關故障、告警等信息。

5.4.2數據查詢

      在人機界面中，可以直接查看配電室中各個設備的運行數據。

5.4.3曲線查詢

      可以直接查看各電參量曲線。

5.4.4運行報表

      查詢配電室內設備的運行數據報表。

5.4.5實時告警

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

5.4.6歷史事件查詢

      能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

5.4.7用戶權限管理

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

5.4.8網絡拓撲圖

      支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

5.4.9遙控功能

      可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

5.5系統硬件配置

6、結語

      本文針對配電室內的滲水漏水、變壓器溫度過高、室內非工作人員進入或小動物進入等無法及時發現的問題進行相關研究，通過設計在線監控器實現對配電室內滲漏水、變壓器溫度過高、室內異動的情況及時發現及時報警。同時，該系統開發成本低廉，便于推廣，可以投入到現實的工作中，實現配電室少巡視或免巡視。

參考文獻：

（1）王君明.電力工程安裝的相關安全技術措施分析[J]. 科技創新導報,2017(34).

（2）時啟凡,孫洲同.配電室在線監控系統.

（3）安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

作者簡介：

簡婷，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室在線監控系統相關產品的研發及應用。