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智能配電物聯網整體解決方案

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,定位於利用先進的通信、信息和控製技術,構建以信息化、自動化、互動化為特征的國際領先、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,首先依賴於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。

      建設電力物聯網係統,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係。實現電網設備設施、人員及所在環境識別、感知、互聯與控製的網絡係統,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製,形成更加智能的電力生產體係,更好的滿足對電力設備的監測。

      NPZ-DL-001配變智能環境綜合監控係統將建立一個基於物聯網技術,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級的輻射電磁場幹擾實驗,

   GB/T14598.10規定的嚴酷的等級為III級的快速瞬變幹擾實驗。GB/T14598.13規定的頻率為100KHZ衰減震蕩波(第一半波電壓幅值共模為2.5kV,差模為1kV)脈衝群幹擾實驗。

   GB4793-1995  測量、控製和實驗室用電氣設備的安全要求 第一部分 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。衝擊電壓實驗為5kV。

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

   GB/T11287-1989規定的I級震動耐久實驗,

   GB/T14537-1993規定的I級衝擊耐久和碰撞實驗。

三、係統主要架構

1、係統拓撲

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2、係統說明

配變智能環境綜合監控係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、空調控製、SF6濃度、O2含量、除濕機控製、開關櫃內電纜接點溫度、開關櫃內局放監測等。

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台之間的數據傳輸,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,以及物聯網平台下發的控製命令、廣播信息和應答信息等功能。

3)應用層主要由各類係統主站及各類數據、應用服務組成,主要用於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係統一體化信息平台係統。

 

四、技術方案

1、動力環境監控係統

  • 配置紅外探測器:配電室入口處安裝紅外探測器用於入室監測,防止入侵;

  • 配置溫濕度變送器均於分布用於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;

  • 配置噪聲傳感器用於監測環境噪聲;

  • 配置臭氧傳感器用於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於監測變壓器外殼溫度;

  • 配置除濕機用於現場除濕作業;

  • 配置空調控製器用於現場空調控製

  • 配置SF6+O2氣體檢測器用於監測配電房環境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於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,具有控製現場燈光、風機、除濕機、水泵等功能。

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2、視頻監視係統

      配置視頻監視係統,用於工作人員對高壓室內環境及高壓設備進行巡視。視頻監視係統平台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,通過係統平台管理所有視頻監控設備。

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3、智能門禁管理係統

      配置門禁管理係統:用於管理人員進出,可以遠程進行開門操作,係統具備自動識別智能卡上的身份信息和門禁權限信息,持卡人隻有在規定的時間和在有權限的門禁點刷卡後,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並輸出報警信號。並可與環境、動力數據結合,符合開門條件後,才可刷卡進入。

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4、開關櫃無線測溫係統

      配置開關櫃無線測溫係統,用於監測開關櫃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。

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現場案例圖片:

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5、局放在線監測係統

      配置局放在線監測係統,用於監測空間局放以及開關櫃內局部放電,每個配電室配置一套特高頻局放用於監測空間局放,每麵高壓櫃配置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

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 注:TEV采集前端依靠磁力吸附在開關櫃後背板上,不影響開關櫃設備的結構,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:

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6、智能消防監控係統

配置煙霧探測器,用於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係統監控軟件,並聯動視頻係統進行錄像。

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7、配變環境智能綜合監控係統平台軟件

      在當地市(區)局監控中心配置1套配變環境智能綜合監控係統平台軟件,主要包括硬件平台和軟件平台,硬件平台包括服務器、交換機、顯示器等,服務器是整個係統的核心,基本任務是數據的維護和數據的處理。軟件平台主要功能包括集中采集、管理各個站端係統,平麵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曆史數據曲線等界麵,直觀的描述現場環境狀態。

  • 平台可采集多點配電房環境數據集中展示

  • 可實現曆史數據的查詢

  • 具備各配電房動力設備的遠程遙控

  • 擁有自定義報表平台,可方麵用戶構建需要的報表數據

  • 平台具備組態係統功能,可任意接入其他廠家設備

  • 平台可實現瀏覽器遠程查看係統,方便用戶

五、係統配置選型分析

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

NPZ-DL-001

1


1.2

機櫃

1200*600*200

1

用於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

動力環境綜合監控係統

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

空調控製器

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

視頻監視係統

3.1

NVR

海康

1


3.2

硬盤


1

3T

3.3

高清球機

海康

1


3.4

高清槍機

海康

2


4

智能門禁管理係統

4.1

門禁控製器

NPC-MJ-02

1

2門控製器

5

開關櫃無線測溫係統

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

每麵進線或出線櫃內配置3個監測點,具體數量根據現場情況

6

局放在線監測係統

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

每麵櫃子配一台

7

智能消防監控係統

7.1

煙霧探測器

NPC-YW-01

2


配變環境智能綜合監控係統平台

1

監控平台軟件

NZC1000

1


2

服務器及顯示器


1


 


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