淺談配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐探索 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
閱讀: 時(shí)間:2023/11/13 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
摘要:配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將配電工程的各個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合起來,全面控制配電系統(tǒng)工作狀態(tài),科學(xué)測(cè)量系統(tǒng)工作信息,提高配電工作的可靠性與安全性,確保電力系統(tǒng)順利運(yùn)行。通過部署設(shè)計(jì)智能監(jiān)控系統(tǒng),可以遠(yuǎn)程監(jiān)控配電室工作狀態(tài),提高配電網(wǎng)工作的信息化與自動(dòng)化程度,明確系統(tǒng)工作需求,及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)工作以外狀況,提高系統(tǒng)工作效率。文章主要闡述了配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐方案。 關(guān)鍵詞:配電室智能監(jiān)控系統(tǒng);功能設(shè)計(jì);實(shí)踐意義 0 引言 作為電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施,配電室工作的穩(wěn)定性具有重要意義。人工管理方式錯(cuò)誤率較高、實(shí)時(shí)性較差,影響了配電網(wǎng)絡(luò)的作用。因此,運(yùn)用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等方式監(jiān)控配電室是電力部門發(fā)展的關(guān)鍵所在,需要增大研究強(qiáng)度,做好軟件開發(fā)工作,為電力系統(tǒng)正常運(yùn)行提供強(qiáng)有力保障。 1 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐意義
設(shè)計(jì)低壓配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)具有重要意義。
2 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)體設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)組成 在進(jìn)行配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中,實(shí)現(xiàn)監(jiān)控智能化需要以通訊網(wǎng)絡(luò)為核心,對(duì)配電室的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并將信息傳遞至控制室以便根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。其中,通用無線分組業(yè)務(wù)作為配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要通訊操控系統(tǒng),能夠適應(yīng)配電室各個(gè)組件的工作需要,滿足不同領(lǐng)域的需求。 綜上,由通訊網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息數(shù)據(jù)傳遞,使得系統(tǒng)輸入輸出設(shè)備能夠?qū)?shù)據(jù)傳遞至控制鏈中的主站,主站將其傳遞至各個(gè)分站,細(xì)化到不同功能模塊,該控制系統(tǒng)的工作流程清晰,工作效率較高,能夠保障信息數(shù)據(jù)的傳遞質(zhì)量。此外,在對(duì)配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中,幫助工作人員了解該智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與功能,通過配電室的應(yīng)用場(chǎng)所明確其工作需求,來進(jìn)行智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì),提高該監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。 2.2軟件設(shè)計(jì) 在完成配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后,分析該系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況,該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成較為復(fù)雜,包含模塊與功能較多,各個(gè)組成部分之間聯(lián)系緊密,在該智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行過程中,需要對(duì)每一模塊的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析,來得到系統(tǒng)整體運(yùn)行數(shù)據(jù)分析報(bào)告。當(dāng)前對(duì)該監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)的方式為定期檢測(cè)或?qū)⑤斎胼敵鲈O(shè)備所傳遞的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)分析,來達(dá)到對(duì)該智能監(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀況的了解,若配電室出現(xiàn)異常,可自動(dòng)報(bào)警,工作人員根據(jù)報(bào)警定位信息迅速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)維修,保障配電室運(yùn)行效率。 2.3硬件設(shè)計(jì) 針對(duì)配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的硬件設(shè)計(jì)部分,需要分析各個(gè)硬件的組成,本文主要針對(duì)內(nèi)核、直流模擬量采集、交流模擬量采集進(jìn)行分析。 內(nèi)核決定智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,內(nèi)核包含眾多功能,選擇用于計(jì)量的電子芯片,對(duì)配電室供電配電狀況進(jìn)行計(jì)量,同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄處理。 直流模擬量是指緩慢變化的連續(xù)量,直流模擬量采集是利用通訊網(wǎng)絡(luò)將電路運(yùn)行中產(chǎn)生的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)傳遞至主機(jī)中,能夠?qū)ε潆娛抑悄鼙O(jiān)控系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)傳遞質(zhì)量。 交流模擬是指周期性變化的模擬量,交流模擬量采集系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛叶囗?xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),例如電壓、電流、頻率、功率等。通過檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)分析,分析出當(dāng)前配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行方案中存在的不足并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。 3 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)與理論體系分析 3.1以太網(wǎng)通信技術(shù)與理論分析 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)屬于分布式系統(tǒng),包括多個(gè)功能模塊,各個(gè)模塊之間可以通過以太網(wǎng)發(fā)送與接收數(shù)據(jù)信息。以太網(wǎng)是當(dāng)前使用*為廣泛的局域網(wǎng)技術(shù),主要包括總線型以太網(wǎng)、星型以太網(wǎng)等。以太網(wǎng)將CSMA/CD作為基礎(chǔ)訪問控制協(xié)議,有效解決了網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的沖突性問題,提高了網(wǎng)絡(luò)線路訪問的有序性與數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。以太網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)計(jì)算機(jī)與服務(wù)器互聯(lián)的目標(biāo),提高數(shù)據(jù)共享效率。 3.2信息化建設(shè)相關(guān)技術(shù) 信息技術(shù)在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目中發(fā)揮著重要作用。其中,基于UML的建模技術(shù)屬于面向?qū)ο蟮慕<夹g(shù),提供了完整的標(biāo)記與定義方法,展現(xiàn)出了軟件系統(tǒng)的建模過程,提高了軟件項(xiàng)目開發(fā)的工作效率與工作質(zhì)量。UML在軟件系統(tǒng)開發(fā)中具有重要應(yīng)用,可以給復(fù)雜軟件系統(tǒng)提供技術(shù)支撐。 4 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì) 4.1配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的工作環(huán)境比較特殊,需要在設(shè)計(jì)過程中遵循以下原則。
(4)需要遵循模塊性原則。詳細(xì)分析系統(tǒng)功能,模塊化設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作,降低各個(gè)功能模塊之間的耦合性,降低后期維護(hù)工作的復(fù)雜程度。 4.2系統(tǒng)體框架設(shè)計(jì) 4.2.1硬件部署模塊 該模塊包括電力基礎(chǔ)性設(shè)施及傳感器設(shè)備。電力基礎(chǔ)設(shè)施主要包括高壓配電室、低壓配電室中的硬件設(shè)施。傳感器設(shè)備可以提高電力基礎(chǔ)設(shè)備的互聯(lián)程度,獲得設(shè)備各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù),如電壓、電流、溫度等。 4.2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊可以搜集傳感器中電力設(shè)備的運(yùn)行信息,將其傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)中,將信息交給系統(tǒng)管理模塊處理,提高系統(tǒng)通信效率。 4.2.3網(wǎng)絡(luò)通信模塊 網(wǎng)絡(luò)通信模塊中有較多以太網(wǎng)接口芯片、網(wǎng)絡(luò)接頭、集線器等設(shè)備,可以傳輸電力設(shè)備中的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信息,將其反饋給單片機(jī)。 4.2.4系統(tǒng)管理模塊 系統(tǒng)管理模塊主要安裝在中心服務(wù)器及管理PC機(jī)上,主要包括服務(wù)器模塊、客戶端模塊及后臺(tái)數(shù)據(jù)庫等信息。服務(wù)器是系統(tǒng)管理模塊的核心,也是操縱后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵所在。客戶端模塊可以給管理人員提供可視化的管理數(shù)據(jù)信息,將管理人員的請(qǐng)求發(fā)送給服務(wù)器,在后臺(tái)顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。 4.3系統(tǒng)功能層次設(shè)計(jì) 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)主要包括4個(gè)功能模塊,需要在設(shè)計(jì)過程中確定硬件設(shè)備型號(hào)、模塊內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)、基本業(yè)務(wù)流程等信息。 4.3.1系統(tǒng)硬件部署情況 硬件部署模塊工作內(nèi)容主要是部署測(cè)量傳感器信息、處理搜集到的信息等。
(3)需要設(shè)置功率數(shù)據(jù)測(cè)量電路,將變壓器的頻率參數(shù)轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)工作的功率參數(shù)。 4.3.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng) 監(jiān)控是配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分,承擔(dān)著原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換任務(wù),可以將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息交給網(wǎng)絡(luò)通信中心,需要計(jì)算電流及電壓的有效值、系統(tǒng)工作效率等數(shù)值,給系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)提供有效支撐,提高系統(tǒng)配電工作的可靠性與有效性。 4.3.3網(wǎng)絡(luò)通信 網(wǎng)絡(luò)通信過程可以將處理后的數(shù)據(jù)信息傳輸給服務(wù)器,需要在單片機(jī)內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議信息。 4.3.4系統(tǒng)管理 根據(jù)響應(yīng)方式進(jìn)行功能劃分,可以將管理服務(wù)器分為以下幾個(gè)功能。①數(shù)據(jù)庫處理功能,接收通信模塊的監(jiān)控信息,根據(jù)服務(wù)器請(qǐng)求查找或修改數(shù)據(jù)庫信息。②網(wǎng)絡(luò)通信功能,需要設(shè)置專門的通信子模塊,判斷用戶端的系統(tǒng)發(fā)送請(qǐng)求,明確故障發(fā)生位置。 4.4系統(tǒng)管理模塊 系統(tǒng)管理模塊需要管理用戶權(quán)限信息、登錄單位信息及運(yùn)行參數(shù)信息等多個(gè)部分,有效管理配電室業(yè)務(wù),保證電力系統(tǒng)正常運(yùn)行。底層傳感器設(shè)備可以管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息,統(tǒng)計(jì)分析各項(xiàng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息。視頻監(jiān)控管理模塊需要在配電室安裝攝像頭,檢查其運(yùn)轉(zhuǎn)情況,管理拍攝畫面,查詢用戶工作狀態(tài)。測(cè)溫管理模塊需要監(jiān)測(cè)環(huán)境異常情況,及時(shí)發(fā)出警告信息。 4.5系統(tǒng)功能與特點(diǎn) 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)含有較多功能: (1)遙測(cè)遙信功能。遙測(cè)是指通過近距離觀察被測(cè)對(duì)象的各參數(shù)數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)傳遞至遠(yuǎn)距離達(dá)到較遠(yuǎn)距離測(cè)量的目的,在配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中,主要針對(duì)電流、電壓、電流頻率、直流電流等信號(hào)進(jìn)行采集并將其傳遞至監(jiān)控室。遙信是監(jiān)測(cè)物體的物質(zhì)的系統(tǒng)狀態(tài),監(jiān)測(cè)線路開關(guān)、刀閘的位置并將其位置信息傳遞至監(jiān)控室。 (2)綜合監(jiān)控功能。該功能較為全面,如傳遞配電室實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、自動(dòng)監(jiān)控、危險(xiǎn)預(yù)測(cè)與自動(dòng)報(bào)警、配電室運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄與查詢、數(shù)據(jù)分析結(jié)等。其中,自動(dòng)監(jiān)控功能幫助工作人員實(shí)時(shí)掌握配電室運(yùn)行狀況,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作。配電室數(shù)據(jù)記錄與查詢需要重點(diǎn)關(guān)注配電室運(yùn)行中變壓器、低壓配電設(shè)備的電壓、電流、頻率等數(shù)據(jù)。需要根據(jù)現(xiàn)階段配電室工作需求,結(jié)合以往需求并分析以往工作數(shù)據(jù),對(duì)現(xiàn)階段配電室工作進(jìn)行調(diào)整。 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為分層分布式,能夠?yàn)椴煌瑣徫坏墓ぷ魅藛T提供便捷服務(wù)。通過瀏覽器/服務(wù)器模式將配電室監(jiān)控管理內(nèi)容進(jìn)行拓展,得到更加全面的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息。 5 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)踐價(jià)值 5.1管理效率顯著提升 在完成配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并將其投入使用后,產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)價(jià)值取決于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新程度,且應(yīng)用過程中智能監(jiān)控系統(tǒng)需要加強(qiáng)對(duì)配電室供電配電狀況的監(jiān)控與管理,并實(shí)時(shí)傳遞信息,節(jié)約工作人員現(xiàn)場(chǎng)巡查的時(shí)間,借助通訊網(wǎng)絡(luò)將信息傳遞至監(jiān)控室或控制電腦,減少人工管理配電室存在的隱患,提高對(duì)配電室的管理效果。 5.2管理成本顯著降低 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)是以系統(tǒng)創(chuàng)新為前提,以提高供電配電效率為目的,避免人工監(jiān)控管理因工作流程復(fù)雜、耗費(fèi)時(shí)間較多造成的管理成本較高,簡(jiǎn)化對(duì)配電室的監(jiān)控管理流程,優(yōu)化人力資源配置,減少成本,在安裝并使用配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)過程中能夠縮減管理成本。 5.3管理方式便捷 配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)是以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、通訊網(wǎng)絡(luò)傳遞數(shù)據(jù)、掌握配電室整體情況為管理監(jiān)控方式,改變傳統(tǒng)人工監(jiān)控管理中掌握信息不全面、不及時(shí)、管理效率較低的問題。智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠檢測(cè)配電室各個(gè)線路的運(yùn)行狀況,并定期對(duì)某條線路進(jìn)行檢查,及時(shí)將檢測(cè)數(shù)據(jù)傳遞至控制室,降低配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用過程中存在的安全隱患。 6 安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng) 6.1概述 配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)(云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī))、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)(溫度、濕度、水浸、煙感)、控制子系統(tǒng)(燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵)、門禁監(jiān)控子系統(tǒng)(讀卡器、開門按鈕、磁力鎖)、安防監(jiān)控子系統(tǒng)(雙鑒檢測(cè)器)。 6.2應(yīng)用場(chǎng)所 適用于軌道交通,工業(yè),建筑,學(xué)校,商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。 6.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.4系統(tǒng)功能 6.4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息,實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
6.4.2數(shù)據(jù)查詢 在人機(jī)界面中,可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。
6.4.3曲線查詢 可以直接查看各電參量曲線。
6.4.4運(yùn)行報(bào)表 查詢配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。
6.4.5實(shí)時(shí)告警 具有實(shí)時(shí)告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸?、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。
6.4.6歷史事件查詢 能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理,方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。
6.4.7用戶權(quán)限管理 設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能,可以定義不同級(jí)別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限。
6.4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài),能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
6.4.9遙控功能 可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
6.5系統(tǒng)硬件配置
7 結(jié)束語 綜上所述,配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)可以提高空間利用效率,有效監(jiān)控配電室工作狀況,降低工作風(fēng)險(xiǎn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障位置并發(fā)出警報(bào)信息,減少工作人員的維護(hù)工作量,提高設(shè)備保護(hù)功能,減少管理成本,保障供電配電的穩(wěn)定,同時(shí)保障電力系統(tǒng)順利運(yùn)行。 |
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