摘要：配電房是配網(wǎng)中重要的供電接點(diǎn)，配電房數(shù)量眾多，且在地域分布上分散、廣泛。為了減少日常運(yùn)維工作量，需提高運(yùn)維水平和供電可靠性，推薦智能配電房建設(shè)，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)可觀、可測(cè)、可控等發(fā)展目標(biāo)。因此，詳細(xì)闡述了智能配電房的功能和要求，分析了當(dāng)前配電房的發(fā)展現(xiàn)狀和建立智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的組成部分。

1配電房管理現(xiàn)狀分析

廣州地區(qū)天氣濕熱、炎熱、潮濕、梅雨等極端環(huán)境 現(xiàn)象頻繁，而配電房遍布市區(qū)，設(shè)備管理人員往往不能 及時(shí)全面對(duì)設(shè)備所處環(huán)境進(jìn)行人為干預(yù)調(diào)控。由于人為干預(yù)的失敗，導(dǎo)致設(shè)備可能運(yùn)行在高溫、潮濕、揚(yáng)塵等惡劣環(huán)境下，嚴(yán)重威脅設(shè)備的安全運(yùn)行，這是配電網(wǎng)穩(wěn) 定運(yùn)行的不安吉囟素。據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣州供電局配電網(wǎng)2016年共發(fā)生568起跳閘事故，主要原因有電纜被施工外力破壞、施工工藝、天氣引起意外等。其中，由于配電房環(huán)境因素引起的跳閘事故有33起，占比5.8%。

配電房環(huán)境引起的跳閘事故主要有局放、溫濕度、漏水浸水、灰塵、小動(dòng)物等。其中，局放在配電房環(huán)境因素引起的事故中占比最大，而高壓開(kāi)關(guān)柜發(fā)生局放的元器件 主要為電纜終端頭?？梢?jiàn)，配電設(shè)備在不符合設(shè)備工作條件的環(huán)境下運(yùn)行，成為配電網(wǎng)的安全隱患。此外，由于配電房數(shù)量眾多，且在地域上分布非常分散和廣泛，導(dǎo)致對(duì)配電房的巡檢工作量急劇增加。在目前運(yùn)維人力物力有限的情況下，將加長(zhǎng)巡檢周期，存在巡檢安全隱患。

因此，研究和開(kāi)發(fā)智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)顯得十分必要和迫切。該系統(tǒng)能讓運(yùn)維人員足不出戶全景掌握配電房的狀態(tài)，減少巡檢次數(shù)，降低日常維護(hù)的人員、車輛 以及物資等維護(hù)成本，挖掘配電房狀態(tài)數(shù)據(jù)中的價(jià)值，提高配電房運(yùn)維管理水平。

配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求

2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體上應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)性、可靠性、可用性、安全性、擴(kuò)展性、先進(jìn)性原則，具備與終端設(shè)備和運(yùn)維平臺(tái)的數(shù)據(jù)交換能力；

采用開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)， 提供開(kāi)放式環(huán)境，支持多種硬件平臺(tái)，硬件、軟件產(chǎn)品應(yīng)通過(guò)行業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)檢測(cè)，滿足系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的要求；

應(yīng)靈活配置功能模塊，模塊的增加和修改不應(yīng)影響其它模塊正常運(yùn)行，人機(jī)界面友好，操作與維護(hù)模塊應(yīng)工具化、圖形化；

電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定，具有完善的權(quán)限管理機(jī)制和安防響應(yīng)機(jī)制，重要數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)本地和運(yùn)維平臺(tái)兩級(jí)備份；

容量可擴(kuò)充，功能可升級(jí)，提供二次開(kāi)發(fā)接口；選用符合行業(yè)應(yīng)用方向的主流硬件、軟件產(chǎn)品，設(shè)計(jì)和架構(gòu)具有前瞻性，可以支持配電網(wǎng)智能 運(yùn)維、智慧城市和大數(shù)據(jù)分析的要求。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)

智能配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)采用云部署模式，可減少所需硬件設(shè)備，減少運(yùn)維工作量，提高系統(tǒng)應(yīng)用靈活性。本系統(tǒng)主要分四層組成，包括應(yīng)用層、平臺(tái)層、通信層和 終端層。

配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)

應(yīng)用層包括視頻監(jiān)控、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、APP移動(dòng)應(yīng)用、遠(yuǎn)程控制、告警管理和運(yùn)維管理等。

平臺(tái)層由接口服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、采集服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)、流媒體服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)等組成。

通信層采用光纖通信和無(wú)線通信方式，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流通信。在配電房與監(jiān)控室之間敷設(shè)光纖，構(gòu)成光纖主干網(wǎng)絡(luò)。在配電房配置一臺(tái)光纖交換機(jī)，將配電房監(jiān)控終 端機(jī)接人光纖網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)配電房與系統(tǒng)主站之間的通信。

終端層主要包括各類傳感器、執(zhí)行設(shè)備及監(jiān)控終端機(jī)，實(shí)現(xiàn)站房?jī)?nèi)環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、 含氧量、煙霧火災(zāi)、水浸、噪聲、振動(dòng)、防小動(dòng)物等環(huán) 境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設(shè)備 狀態(tài)采集，并與風(fēng)機(jī)、燈光、視頻、門(mén)禁等智能執(zhí)行設(shè) 備聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)配電房遠(yuǎn)程智能化運(yùn)維管理。

3智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能

3.1實(shí)現(xiàn)對(duì)配電設(shè)備的監(jiān)控

通過(guò)對(duì)變壓器、中壓開(kāi)關(guān)柜、電纜和低壓柜的溫度、 局放等設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行信息采集，并結(jié)合擴(kuò)展設(shè)備實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備預(yù)警聯(lián)動(dòng)，對(duì)配電房設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。

配電房監(jiān)控觸摸屏柜

3.1.1溫度監(jiān)測(cè)

采用紅外熱成像對(duì)變壓器進(jìn)行整體監(jiān)測(cè)，采用溫度傳感器對(duì)容易發(fā)生溫升故障的高低壓接線樁溫度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并將變壓器溫控器、冷卻風(fēng)機(jī)狀態(tài)信息接人系 統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器運(yùn)行狀態(tài)，掌控變壓器本體及關(guān)鍵點(diǎn)的溫度變化情況，實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。采用無(wú) 線溫度傳感器對(duì)油變外殼進(jìn)行監(jiān)測(cè)。干變風(fēng)機(jī)監(jiān)控、干變繞組溫度監(jiān)測(cè)、干變鐵芯溫度監(jiān)測(cè)利用變壓器原有溫控器功能，實(shí)現(xiàn)溫度預(yù)警和風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)。

3.1.2局放監(jiān)測(cè)

能夠準(zhǔn)確在線測(cè)量局部放電引起的變壓器中壓電纜 頭、開(kāi)關(guān)柜局放電量，并可以使用標(biāo)準(zhǔn)的局部放電脈沖 信號(hào)發(fā)生器在線進(jìn)行校準(zhǔn)。具有局部放電分析功能，可 以了解局部放電的類型、相位、強(qiáng)度，能夠準(zhǔn)確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴(yán)重程度和運(yùn)行狀態(tài)；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測(cè)試，具有很強(qiáng)的抗干擾能力；具備單次和連續(xù)實(shí)時(shí)在線檢測(cè)、監(jiān)測(cè)模式，并能對(duì)放電嚴(yán)重程度予以報(bào)警指示；具備多通道測(cè)試功 能，且每個(gè)通道可單獨(dú)由用戶自行設(shè)置報(bào)警警戒值，具 有報(bào)警值設(shè)置、局放采集相位角設(shè)置等功能；具有檢測(cè)數(shù)據(jù)的保存和導(dǎo)出功能；具備自檢功能，自檢通過(guò)后有明確的提示標(biāo)識(shí)；具有傳感器防短路功能，傳感器、連接測(cè)試電纜短路、斷路設(shè)備應(yīng)有提示。

3.1.3濕度監(jiān)控

對(duì)中壓開(kāi)關(guān)柜機(jī)構(gòu)室、二次室內(nèi)濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)， 濕度傳感器與濕度信號(hào)接收裝置之間數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸方式、

3.2實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行環(huán)境的監(jiān)控

通過(guò)對(duì)環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災(zāi)、水位、粉塵、噪聲、振動(dòng)防小動(dòng)物 等環(huán)境進(jìn)行信息采集，并結(jié)合擴(kuò)展設(shè)備實(shí)現(xiàn)預(yù)警聯(lián)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)配電房運(yùn)行環(huán)境的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控。

3.2.1實(shí)現(xiàn)配電站房的遠(yuǎn)程智能運(yùn)維

利用視頻信息、設(shè)備運(yùn)行信息、告警信息等，發(fā)現(xiàn)配電站房設(shè)備存在的故障，實(shí)時(shí)故障研 判、準(zhǔn)確定位、分析故障影響范圍，主動(dòng)派發(fā)搶修工單 和日常巡檢工單，合理調(diào)度搶修資源，高效指揮搶修工 作開(kāi)展和日常巡檢任務(wù)的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)故障搶修時(shí)間最小化，提高故障搶修效率和服務(wù)水平。

遠(yuǎn)程控制視頻可與環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的預(yù)警或報(bào)警區(qū)域，查看特點(diǎn)區(qū)域情況，供人工確認(rèn)。當(dāng)某區(qū)域發(fā)生人侵報(bào)警時(shí)，自動(dòng)聯(lián)動(dòng)視頻監(jiān)控系 統(tǒng)，并自動(dòng)將對(duì)應(yīng)位置的圖像畫(huà)面切換至監(jiān)控屏幕上。 對(duì)電力設(shè)備的操作和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行拍照和錄像，給運(yùn)維人員判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常與否提供佐證。

在配電房中安裝遠(yuǎn)程語(yǔ)音對(duì)講系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與主站的 雙向語(yǔ)音對(duì)講。

配電房監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)

4效益分析

智能配電房的應(yīng)用可以改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，防止外 界環(huán)境原因造成的設(shè)備損壞，顯著提高電力系統(tǒng)的安全 性，降低電力運(yùn)行事故的可能性和人員財(cái)產(chǎn)損失，延長(zhǎng) 開(kāi)關(guān)柜使用壽命，提高設(shè)備利用率。

4.1經(jīng)濟(jì)效益分析

4.1.1延長(zhǎng)設(shè)備壽命，節(jié)約建設(shè)成本

傳統(tǒng)的配電房巡檢方式在設(shè)備維護(hù)方面有兩個(gè)方向：一是在故障發(fā)生后被動(dòng)對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行維修、更換； 二是定期進(jìn)行大、小檢修，更換使用了一段時(shí)間的設(shè)備 或設(shè)備關(guān)鍵部件，這種方式多是為了消除安全隱患。

采用智能配電房系統(tǒng)可以做到“不壞不修”，在降低隱患風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，延長(zhǎng)設(shè)備實(shí)際使用壽命，節(jié)約建設(shè)成本。

以一個(gè)區(qū)5000座配電房的城市為例，采用傳統(tǒng)檢修方式時(shí)，每座配電房每5年檢修一次（平均10萬(wàn)/次）， 共需檢修費(fèi)用約5億元，平均每年1億元；配備智能配電房系統(tǒng)后，可有效延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，檢修間隔由 原來(lái)的5年延長(zhǎng)至8年，平均每年的檢修費(fèi)用為6 250 萬(wàn)元，每年節(jié)約3 750萬(wàn)元。

4.1.2替代人工巡檢，降低維護(hù)成本

目前，傳統(tǒng)配電室常用的人工巡檢方式上，在人力、 財(cái)力上產(chǎn)生了很高成本。使用智能配電房系統(tǒng)后，可以 通過(guò)綜合監(jiān)控后臺(tái)了解各配電室現(xiàn)場(chǎng)信息。只在設(shè)備發(fā) 生或者存在故障隱患時(shí)派出維修人員進(jìn)行定點(diǎn)更換、維 護(hù)即可，大大提高了工作效率，降低了維護(hù)成本。

4.2管理效益分析

智能配電房系統(tǒng)通過(guò)采集配電房的溫度、濕度、粉塵、有害氣體等參數(shù)進(jìn)行處理，并將配電房?jī)?nèi)溫度、濕度、 粉塵、有害氣體等技術(shù)指標(biāo)控制在合格范圍內(nèi)，防止設(shè) 備發(fā)生凝露、絕緣老化及外界條件下產(chǎn)生的局部放電問(wèn)題等，消除配電房環(huán)境引起的安全隱患，延長(zhǎng)設(shè)備使用 壽命，實(shí)現(xiàn)設(shè)備全壽命使用周期，提高供電可靠性。此外，智能配電房系統(tǒng)將帶來(lái)運(yùn)維模式的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維模式將更多地轉(zhuǎn)變?yōu)楹笈_(tái)運(yùn)維。

5結(jié)論

近年來(lái)，國(guó)家大力發(fā)展智能電網(wǎng)，隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的進(jìn)一步深入，配電網(wǎng)智能化信息化已成為下一步的主要工作。為構(gòu)建完善的智能配電網(wǎng)，必須制定科 學(xué)、合理的智能配電房建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)智能配電網(wǎng)的大力發(fā)展