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      智能配電物聯網整體解決方案
      智能電網建設是我國在能源領域的重要戰略部署,將逐步推動我國電力基礎生產模式的改變,定位于利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的國家領先、自主創新、中國特色的智能電網,是電力行業的發展方向。智能電網的實現,首先依賴于電網各個環節重要運行參數的在線監測和實時信息掌控,物聯網技術成為推動智能電網發展的重要技術手段。

      一、概述 

            智能電網建設是我國在能源領域的重要戰略部署,將逐步推動我國電力基礎生產模式的改變,定位于利用先進的通信、信息和控制技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的國家領先、自主創新、中國特色的智能電網,是電力行業的發展方向。智能電網的實現,首先依賴于電網各個環節重要運行參數的在線監測和實時信息掌控,物聯網技術成為推動智能電網發展的重要技術手段。 

            建設電力物聯網系統,部署具有一定感知、計算、執行和通信等功能的裝置,通過電力信息通信網絡,建立設備感知泛在化,傳感單元微型化,物聯網網絡中心化、數據傳輸無線化、應用分析智能化的互聯體系。實現電網設備設施、人員及所在環境識別、感知、互聯與控制的網絡系統,網絡中實體之間的協同和互動,使得有關物體相互感知和反饋控制,形成更加智能的電力生產體系,更好的滿足對電力設備的監測。 

            配變智能環境綜合監控系統將建立一個基于物聯網技術,按照感知層、網絡層、應用層的標準架構,對開關站、配電站房、環網箱等設備的各類環境和設備檢測進行數據監測、動態展示和故障預警,提供配網設備監測服務,極大地降低運檢人員的維護工作量,加強配網安全、保衛、火警監視,同時提高配網安全運行。 

      二、設計依據 

         GB/T14598.14規定的嚴酷等級為III級的靜電放電實驗, 

         GB/T14598.9規定的嚴酷等級為III級的輻射電磁場干擾實驗, 

         GB/T14598.10規定的嚴酷的等級為III級的快速瞬變干擾實驗。GB/T14598.13規定的頻率為100KHZ衰減震蕩波(靠前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備的安全要求 靠前部分 通用要求 

         GB/T2423.1  電工電子產品基本環境試驗規程 試驗A:低溫試驗方法 

         GB/T2423.2  電工電子產品基本環境試驗規程 試驗B:高溫試驗方法 

         GB/T2423.3  電工電子產品基本環境試驗規程 試驗Ca:恒定濕熱試驗方法 

         GB/T2423.10  電工電子產品環境試驗  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規定,電介質實驗電壓為2kV。沖擊電壓實驗為5kV。 

         GB/T11287-1989規定的I級震動響應實驗及GB/T14537-1993規定的I級沖擊響應實驗。 

         GB/T11287-1989規定的I級震動耐久實驗, 

         GB/T14537-1993規定的I級沖擊耐久和碰撞實驗。 

      三、系統主要架構 

      1、系統拓撲 


       

      2、系統說明 

      配變智能環境綜合監控系統主要分為三大部分,感知層、網絡層和應用層。 

      1)感知層包括各種感知傳感器(環境感知、設備感知、圖像感知)、匯聚單元(配變智能環境綜合監控裝置)。感知層安裝在各個開關站、配電房、環網箱內,實時監測現場實際環境狀態及各項參數,如明火、煙霧、人員非法入侵、動物入侵、電纜溝進水、環境溫濕度、門禁管理、空調控制、SF6濃度、O2含量、除濕機控制、開關柜內電纜接點溫度、開關柜內局放監測等。 

      2)網絡層主要由接入網關組成,電力物聯網感知的數據既可以通過APN/4G專網/光纖網絡上傳,也可以借助DTU/FTU/TTU的通信接口通過電力自動化網絡上傳。 

      網絡層負責實現終端設備和物聯網平臺之間的數據傳輸,包括終端上行發送的采集數據、應答信號和網絡心跳等信息,以及物聯網平臺下發的控制命令、廣播信息和應答信息等功能。 

      3)應用層主要由各類系統主站及各類數據、應用服務組成,主要用于從接入網關接收傳感器采集上傳的監測數據,進行抽取、分析、展示等處理工作,共同構成一個完整的智能電力物聯網應用系統一體化信息平臺系統。 

        

      四、技術方案 

      1、動力環境監控系統 

      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測,防止入侵; 

      配置溫濕度變送器均于分布用于監測環境溫度和濕度; 

      配置水位變送器:監測電纜溝內是否進水; 

      配置噪聲傳感器用于監測環境噪聲; 

      配置臭氧傳感器用于測量環境中臭氧濃度,防止設備氧化過快; 

      配置主變超溫溫度傳感器用于監測變壓器外殼溫度; 

      配置除濕機用于現場除濕作業; 

      配置空調控制器用于現場空調控制 

      配置SF6+O2氣體檢測器用于監測配電房環境SF6氣體濃度和氧氣含量,保障進入現場工作人員環境安全 

            每個配電室配置配變環境智能綜合監控裝置用于匯聚各感知傳感器狀態及數據信息,主機具備邊緣計算功能,具有控制現場燈光、風機、除濕機、水泵等功能。 


        

      2、視頻監視系統 

            配置視頻監視系統,用于工作人員對高壓室內環境及高壓設備進行巡視。視頻監視系統平臺選用高清視頻圖像監控設備,監視設備通過網絡傳輸出音頻視頻及狀態信息,通過系統平臺管理所有視頻監控設備。 


        

      3、智能門禁管理系統 

            配置門禁管理系統:用于管理人員進出,可以遠程進行開門操作,系統具備自動識別智能卡上的身份信息和門禁權限信息,持卡人只有在規定的時間和在有權限的門禁點刷卡后,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。并可與環境、動力數據結合,符合開門條件后,才可刷卡進入。 


        

      4、開關柜無線測溫系統 

            配置開關柜無線測溫系統,用于監測開關柜高壓設備節點溫度加強對母排溫度監視以防止母排過熱燒毀相鄰的絕緣部件。 


        

      現場案例圖片: 


        

      5、局放在線監測系統 

            配置局放在線監測系統,用于監測空間局放以及開關柜內局部放電,每個配電室配置一套特高頻局放用于監測空間局放,每面高壓柜配置1個TEV局放監測點,可以實時監控設備的放電情況,及時發現安全隱患。 

         特高頻+地電波局放監測 


        

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

      現場案例圖片: 


        

      6、智能消防監控系統 

      配置煙霧探測器,用于監測配電房內消防狀態,當采集到火災報警信號時,智能監測主機把信號上傳至系統監控軟件,并聯動視頻系統進行錄像。 


        

      7、配變環境智能綜合監控系統平臺軟件 

            在當地市(區)局監控中心配置1套配變環境智能綜合監控系統平臺軟件,主要包括硬件平臺和軟件平臺,硬件平臺包括服務器、交換機、顯示器等,服務器是整個系統的核心,基本任務是數據的維護和數據的處理。軟件平臺主要功能包括集中采集、管理各個站端系統,平面顯示各站端實時情況,包括主接線、設備工況、實時檢測數據曲線與歷史數據曲線等界面,直觀的描述現場環境狀態。 

      平臺可采集多點配電房環境數據集中展示 

      可實現歷史數據的查詢 

      具備各配電房動力設備的遠程遙控 

      擁有自定義報表平臺,可方面用戶構建需要的報表數據 

      平臺具備組態系統功能,可任意接入其他廠家設備 

      平臺可實現瀏覽器遠程查看系統,方便用戶 

        

        


        

      五、系統配置選型分析 

      開閉所/配電房 

      1 

      站端管理 

      1.1 

      配變智能環境綜合監控裝置 



       

      1 

        

      1.2 

      機柜 

      1200*600*200 

       

      1 

      用于安裝配變智能環境綜合監控裝置、NVR、交換機、測溫主機等 

      1.3 

      局內網交換機 

      8 

       

      1 

        

      2 

      動力環境綜合監控系統 

      2.1 

      紅外探測器 

      NPC-HW-01 

       

      2 

        

      2.2 

      SF6+O2氣體變送器 

      NZC-DL-002 

       

      2 

        

      2.3 

      水位探測器 

      NPC-SW-01 

       

      1 

        

      2.4 

      溫濕度變送器 

      NPC-WS-01 

       

      2 

        

      2.5 

      臭氧傳感器 

      NPC-O3-01 

       

      2 

        

      2.6 

      噪聲傳感器 

      NPC-ZS-01 

       

      1 

        

      2.7 

      聲光報警器 

      NZC-DL-008 

       

      1 

        

      2.8 

      空調控制器 

      NPC-KT-01 

       

      2 

      根據空調數量 

      2.9 

      空調 

      格力 

       

      1 

      根據現場情況選配 

      2.10 

      除濕機 

      NPC-CS-11 

       

      1 

      根據現場情況選配 

      3 

      視頻監視系統 

      3.1 

      NVR 

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      1 

        

      3.2 

      硬盤 

        

       

      1 

      3T 

      3.3 

      高清球機 

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      1 

        

      3.4 

      高清槍機 

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      2 

        

      4 

      智能門禁管理系統 

      4.1 

      門禁控制器 

      NPC-MJ-02 

       

      1 

      2門控制器 

      5 

      開關柜無線測溫系統 

      5.1 

      無線測溫主機 

      NPZ-WD-01 

       

      1 

        

      5.2 

      無線溫度傳感器 

      NPC-WD-02 

       

      36 

      每面進線或出線柜內配置3個監測點,具體數量根據現場情況 

      6 

      局放在線監測系統 

      6.1 

      全向局放監測裝置 

      NZC-PD-H01 

       

      1 

      每個開閉所/配電房配一套 

      6.2 

      TEV局放傳感器 

      NZC-PD-K02 

       

      6 

      每面柜子配一臺 

      7 

      智能消防監控系統 

      7.1 

      煙霧探測器 

      NPC-YW-01 

       

      2 

        

      配變環境智能綜合監控系統平臺 

      1 

      監控平臺軟件 

      NZC1000 

       

      1 

        

      2 

      服務器及顯示器 

        

       

      1 

        

        

       

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