智慧配电房升级改造建设研究及应用

智慧配电房升级改造建设研究及应用

林妮

广西鑫源电力勘察设计有限公司 广西 钦州 535000

摘要：配网自动化经过十多年的发展，已经初步形成以FTU、DTU、智能台区为代表的智能配电网络。随着城市规模的快速发展，已经不能满足于电流、电压、功率等单一数据的采集。配电房作为配电网的重要环节，存在运维人员数量不足且综合素质参差不齐、故障发现与处理不及时等问题，同时现有的站所内环境、消防、门禁及设备运行状态等参数实时性不高，无法做到事前预警、事中控制、事后分析的管理需求。因此，设计一种智能配电房管理系统，以有效整合安防系统、门禁系统、环境监测系统及一次设备状态监测管理系统，为更安全、更智能的电力供应提供保障。

关键词：智慧配电房;升级改造;建设研究及应用

引言

配电房作为城市配电网络的重要组成部分，同时是实现电力系统末端配电网中传输、分配电能的重要电气设备场所。配电房运维管理一直是供电系统运行管理最为薄弱的环节，配电房内常见的故障极易影响到用户正常用电，如设备局部放电、配电房开关跳闸、外来人员入侵、环境温湿度异常、配电房水浸等情况频繁发生。由于低压配电网络端目前主要由工作人员对配电装置进行逐个测量及巡检，缺乏这方面的在线监测手段，结果是费时费工，既不能及时反映真实情况，也不能及时解决实际问题。因此，在配电房加装综合检测系统，实现配电房环境和供电设备各种状态量的在线监测是十分必要的。通过后台系统集成开发，实现各种监测数据的查询、分析、预警及综合展示，可以有效提高配电房的运行能力，保障配电房设备的安全运行，节省运维成本.

1智能配电房整体设计方案

1.1智能配电房功能主要包括

智能门禁：所有门均配备磁力锁或电控锁，入室探测器，刷卡器，正对门的视频监控。智能视频监控：根据配电房的大小合理配置视频监控，保证整个配电房无死角。智能环境监测联动控制：在配电房安装各种环境传感器，监测配电站所环境，通过环境信息控制其相应的设备进行工作。智能测温：通过安装在高低压柜、变压器接头等位置的温度传感器对电缆及接头温度进行监测。智能局放：在配电房内安装全向局放监测仪，监测局放情况，对发生异常的设备进行“重症监护”管理。智能电能及设备状态监测：实时监测及时发现故障，实现低压开关的电流、电压、功率因数、电缆温度等数据的采集。智能防凝露：实时监测，自动除湿，有效解决开关凝露问题。智能蓄电池监测：实现远程自动维护，节约大量人力物力，延长电池使用寿命，大大减少每年电池报废数量。轨道机器人巡检等：代替人工，在开关室、GIS室和继保室进行可见光、红外、局部放电、声音等监测。

1.2智慧配电房系统架构

传统配电房升级改造是通过智慧配电房系统整合软硬件共同完成，以物联网平台为基础，实现将传感器和控制系统的有机整合，实现对传统配电房的信息化监测，从而实现对传统配电房的升级改造。该系统以物联网平台为基础，从上游监控中心至下游配电房监测传感器，其架构主要分为感知层、传输层、存储与应用层、应用管理层4部分.感知层为配电房传感器安置层，用来采集配电房运行参数、环境参数和电气量参数等；传输层将采集的数据安全稳定的传输至存储与应用层；存储与应用层实现对采集数据的存储与处理数据功能；应用管理层根据采集获得的数据进行分析，进而实现对配电房的监控。通过智慧配电房系统的四层结构可以实现与电力客户进行信息流与业务流之间的友好互动，提升供电质量和运维水平。

2智能配电房设计思路

2.1智能门禁

将配电房所有门配备磁力锁或者电控锁、入室探测器、刷卡器、正对门的视频监控装置。利用智能配电房综合管理系统的数据共享和智能联动机制，实现门禁授权、远程操作、刷卡记录、抓拍记录、智能报警、照明控制功能。门禁授权：实现对每张卡做到分时段、分管理权限进行授权，持卡人只有在规定时间和在有权限的门禁点才能刷卡开门；远程操作：实现远程实施开门操作；刷卡记录：每次刷卡记录都完整保留在后台数据库；抓拍记录：对于每次打开门时，开门人的照片均完整保留在后台数据库；智能报警：对于非法闯入，开门人的照片实时抓拍，后台报警，并短信通知相关责任人；照明控制：正常门开启的时候，联动灯光开启，人走后灯光自动关。

2.2智能环境监控系统

智能环境监控系统具有如下功能：1）空调控制：空调温度自动调节，远程操作空调、控制排风扇，空调二次上电自启动。2）手机远程控制：远程开门，远程视频监控，远程图像抓拍，报警信息推送。3）变压器综合在线监测：对变压器局放、变压器铁芯、变压器振动、温度、风机状态、电气量等进行实时在线监测。4）开关柜综合在线监测系统：对开关柜局放、开关柜局弧光保护、开关柜门状态、智能用电终端、电容器形变、温度、智能防凝露、配电所局放等进行实时在线监测。5）环境监控/报警：对SF6泄漏、无线烟雾、无线水浸、室内温湿度、无线水位、配电房断电、电流过载等进行实时监测和报警。

2.3智能测温

配电房内的高压柜的母线连接处、隔离刀闸或触头处、变压器低压出线处及低压柜大电流汇流排除均是发热的敏感部位、这些部位也是巡视人员巡检时监测的重点。通过安装在高低压柜、变压器接头等位置温度传感器对电缆及接头温度进行实时监测。温度传感器把温度信息传递到综合管理系统，系统根据历史温度曲线对比判断，根据发热设备运行状态进行分析，及时发现潜在缺陷并预警，提前进行设备防护.

2.4智能防凝露

在配电房的电气控制柜内安装智能除湿机，以实现智能防凝露的功能。智能除湿机是针对电气柜除湿并预防凝露现象而专门研制的，通过判断电器柜内环境湿度情况，当越过设定阈值时，启动智能除湿机使局部制造凝露条件使柜内潮湿空气凝结成水并直接排出柜外，此方法可快速有效地降低电气柜内空气湿度并抑制凝露现象的产生。对因潮湿、凝露导致柜内设备老化、绝缘强度降低、二次端子击穿、材料霉变以及钢结构件锈蚀等问题的预防具有显著的作用.

2.5故障预警管理

配电设备在运行的过程中，不可避免地会出现故障，该功能可以对配网故障进行预测和预警，并在故障问题发生之后，快速对故障原因进行诊断，并对故障点位进行确定。同时，可自动将故障从配电线路中隔离出去，使非故障区域的供电得以快速恢复，由此使配电网具备了自愈功能，运行稳定性和可靠性随之大幅度提升。此外，若是技术条件允许，可以借助网络重构的方法，对配电网的负荷进行均衡处理，实现降低线损的目标。

2.6轨道机器人巡检

轨道机器人是专门用于配电房的监测机器人系统，可替代人工完成多种巡检、探测、监控、故障诊断、预警报警等功能。可全面替代人工实现远程例行巡查、事故和特殊情况下特巡和定制性巡检任务及远程双向交互等作业。轨道机器人在进行环境实时监测以实现配电房内环境联动控制基础上，具备自主导航、定位、充电、巡检功能，结合先进的图像处理技术、红外智能提取技术、局放专家库分析系统等技术资源，实现对配电房内的环境智能监控，电力设备运行参数、运行状态、运行安全的全自动巡检和评估等功能.

结束语

通过智慧配电房系统，使工作人员在办公室就可以完成对配电房的巡查，减少了工作人员的劳动强度。通过对传统配电房的升级改造建设，不仅减少了运维人员实地巡查的次数、车辆的使用次数和费用，也极大地确保了配电房设备安全和用户用电可靠性。下一步将继续深化对配电房升级改造建设的研究和对系统的深化与升级。

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