摘要：配電房是配網(wǎng)中重要的供電接點，配電房數(shù)量眾多，且在地域分布上分散、廣泛。為了減少日常運維工作量，需提高運維水平和供電可靠性，推薦智能配電房建設，實現(xiàn)配網(wǎng)可觀、可測、可控等發(fā)展目標。因此，詳細闡述了智能配電房的功能和要求，分析了當前配電房的發(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)，設備管理人員往往不能 及時全面對設備所處環(huán)境進行人為干預調控。由于人為干預的失敗，導致設備可能運行在高溫、潮濕、揚塵等惡劣環(huán)境下，嚴重威脅設備的安全運行，這是配電網(wǎng)穩(wěn) 定運行的不安吉囟素。據(jù)統(tǒng)計，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，而高壓開關柜發(fā)生局放的元器件 主要為電纜終端頭?？梢姡潆娫O備在不符合設備工作條件的環(huán)境下運行，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，導致對配電房的巡檢工作量急劇增加。在目前運維人力物力有限的情況下，將加長巡檢周期，存在巡檢安全隱患。

因此，研究和開發(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)，降低日常維護的人員、車輛 以及物資等維護成本，挖掘配電房狀態(tài)數(shù)據(jù)中的價值，提高配電房運維管理水平。

配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡介

2智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)的總體要求

2.1系統(tǒng)設計原則

智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)整體上應遵循標準性、可靠性、可用性、安全性、擴展性、先進性原則，具備與終端設備和運維平臺的數(shù)據(jù)交換能力；

采用開放式體系結構， 提供開放式環(huán)境，支持多種硬件平臺，硬件、軟件產(chǎn)品應通過行業(yè)認證機構檢測，滿足系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行的要求；

應靈活配置功能模塊，模塊的增加和修改不應影響其它模塊正常運行，人機界面友好，操作與維護模塊應工具化、圖形化；

電力監(jiān)控系統(tǒng)安全防護規(guī)定，具有完善的權限管理機制和安防響應機制，重要數(shù)據(jù)實現(xiàn)本地和運維平臺兩級備份；

容量可擴充，功能可升級，提供二次開發(fā)接口；選用符合行業(yè)應用方向的主流硬件、軟件產(chǎn)品，設計和架構具有前瞻性，可以支持配電網(wǎng)智能 運維、智慧城市和大數(shù)據(jù)分析的要求。

2.2系統(tǒng)設計架構

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

配電房綜合監(jiān)控系統(tǒng)架構

應用層包括視頻監(jiān)控、現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)控、設備狀態(tài)監(jiān)控、APP移動應用、遠程控制、告警管理和運維管理等。

平臺層由接口服務器節(jié)點、采集服務器節(jié)點、移動應用服務器節(jié)點、應用服務器節(jié)點、流媒體服務器節(jié)點和數(shù)據(jù)庫服務器節(jié)點等組成。

通信層采用光纖通信和無線通信方式，負責數(shù)據(jù)流通信。在配電房與監(jiān)控室之間敷設光纖，構成光纖主干網(wǎng)絡。在配電房配置一臺光纖交換機，將配電房監(jiān)控終 端機接人光纖網(wǎng)絡，實現(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)行設備及監(jiān)控終端機，實現(xiàn)站房內環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、 含氧量、煙霧火災、水浸、噪聲、振動、防小動物等環(huán) 境信息及變壓器、高壓柜、低壓柜的溫度、局放等設備 狀態(tài)采集，并與風機、燈光、視頻、門禁等智能執(zhí)行設 備聯(lián)動控制，實現(xiàn)配電房遠程智能化運維管理。

3智能配電房監(jiān)控系統(tǒng)功能

3.1實現(xiàn)對配電設備的監(jiān)控

通過對變壓器、中壓開關柜、電纜和低壓柜的溫度、 局放等設備狀態(tài)進行信息采集，并結合擴展設備實現(xiàn)電氣設備預警聯(lián)動，對配電房設備進行實時在線監(jiān)控。

配電房監(jiān)控觸摸屏柜

3.1.1溫度監(jiān)測

采用紅外熱成像對變壓器進行整體監(jiān)測，采用溫度傳感器對容易發(fā)生溫升故障的高低壓接線樁溫度進行在線監(jiān)測，并將變壓器溫控器、冷卻風機狀態(tài)信息接人系 統(tǒng)，實時監(jiān)測變壓器運行狀態(tài)，掌控變壓器本體及關鍵點的溫度變化情況，實現(xiàn)溫度預警和風機聯(lián)動。采用無 線溫度傳感器對油變外殼進行監(jiān)測。干變風機監(jiān)控、干變繞組溫度監(jiān)測、干變鐵芯溫度監(jiān)測利用變壓器原有溫控器功能，實現(xiàn)溫度預警和風機聯(lián)動。

3.1.2局放監(jiān)測

能夠準確在線測量局部放電引起的變壓器中壓電纜 頭、開關柜局放電量，并可以使用標準的局部放電脈沖 信號發(fā)生器在線進行校準。具有局部放電分析功能，可 以了解局部放電的類型、相位、強度，能夠準確反映變壓器中壓電纜頭局部放電的嚴重程度和運行狀態(tài)；適用于變壓器中壓電纜頭局部放電的帶電測試，具有很強的抗干擾能力；具備單次和連續(xù)實時在線檢測、監(jiān)測模式，并能對放電嚴重程度予以報警指示；具備多通道測試功 能，且每個通道可單獨由用戶自行設置報警警戒值，具 有報警值設置、局放采集相位角設置等功能；具有檢測數(shù)據(jù)的保存和導出功能；具備自檢功能，自檢通過后有明確的提示標識；具有傳感器防短路功能，傳感器、連接測試電纜短路、斷路設備應有提示。

3.1.3濕度監(jiān)控

對中壓開關柜機構室、二次室內濕度實時監(jiān)測， 濕度傳感器與濕度信號接收裝置之間數(shù)據(jù)采用無線傳輸方式、

3.2實現(xiàn)對運行環(huán)境的監(jiān)控

通過對環(huán)境溫度、濕度、SF6氣體濃度、臭氧濃度、含氧量、煙霧火災、水位、粉塵、噪聲、振動防小動物 等環(huán)境進行信息采集，并結合擴展設備實現(xiàn)預警聯(lián)動， 實現(xiàn)對配電房運行環(huán)境的實時在線監(jiān)控。

3.2.1實現(xiàn)配電站房的遠程智能運維

利用視頻信息、設備運行信息、告警信息等，發(fā)現(xiàn)配電站房設備存在的故障，實時故障研 判、準確定位、分析故障影響范圍，主動派發(fā)搶修工單 和日常巡檢工單，合理調度搶修資源，高效指揮搶修工 作開展和日常巡檢任務的進行，實現(xiàn)故障搶修時間最小化，提高故障搶修效率和服務水平。

遠程控制視頻可與環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的預警或報警區(qū)域，查看特點區(qū)域情況，供人工確認。當某區(qū)域發(fā)生人侵報警時，自動聯(lián)動視頻監(jiān)控系 統(tǒng)，并自動將對應位置的圖像畫面切換至監(jiān)控屏幕上。 對電力設備的操作和運行狀態(tài)進行拍照和錄像，給運維人員判斷設備運行狀態(tài)正常與否提供佐證。

在配電房中安裝遠程語音對講系統(tǒng)，實現(xiàn)與主站的 雙向語音對講。

配電房監(jiān)控現(xiàn)場

4效益分析

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

4.1經(jīng)濟效益分析

4.1.1延長設備壽命，節(jié)約建設成本

傳統(tǒng)的配電房巡檢方式在設備維護方面有兩個方向：一是在故障發(fā)生后被動對故障設備進行維修、更換； 二是定期進行大、小檢修，更換使用了一段時間的設備 或設備關鍵部件，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”，在降低隱患風險的同時，延長設備實際使用壽命，節(jié)約建設成本。

以一個區(qū)5000座配電房的城市為例，采用傳統(tǒng)檢修方式時，每座配電房每5年檢修一次（平均10萬/次）， 共需檢修費用約5億元，平均每年1億元；配備智能配電房系統(tǒng)后，可有效延長設備的使用壽命，檢修間隔由 原來的5年延長至8年，平均每年的檢修費用為6 250 萬元，每年節(jié)約3 750萬元。

4.1.2替代人工巡檢，降低維護成本

目前，傳統(tǒng)配電室常用的人工巡檢方式上，在人力、 財力上產(chǎn)生了很高成本。使用智能配電房系統(tǒng)后，可以 通過綜合監(jiān)控后臺了解各配電室現(xiàn)場信息。只在設備發(fā) 生或者存在故障隱患時派出維修人員進行定點更換、維 護即可，大大提高了工作效率，降低了維護成本。

4.2管理效益分析

智能配電房系統(tǒng)通過采集配電房的溫度、濕度、粉塵、有害氣體等參數(shù)進行處理，并將配電房內溫度、濕度、 粉塵、有害氣體等技術指標控制在合格范圍內，防止設 備發(fā)生凝露、絕緣老化及外界條件下產(chǎn)生的局部放電問題等，消除配電房環(huán)境引起的安全隱患，延長設備使用 壽命，實現(xiàn)設備全壽命使用周期，提高供電可靠性。此外，智能配電房系統(tǒng)將帶來運維模式的轉變，現(xiàn)場運維模式將更多地轉變?yōu)楹笈_運維。

5結論

近年來，國家大力發(fā)展智能電網(wǎng)，隨著智能電網(wǎng)建設工作的進一步深入，配電網(wǎng)智能化信息化已成為下一步的主要工作。為構建完善的智能配電網(wǎng)，必須制定科 學、合理的智能配電房建設技術標準，以促進智能配電網(wǎng)的大力發(fā)展