江苏配电房智能化综合监控系统的监测对象

1 江苏配电房智能化综合监控系统概述

供电公司配电房智能配电网由于数量较多、分布较广等原因，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。智能配电网的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求管理具有重大意义。

传统的解决方案就是分别安装环网柜、开关柜、变压器等监测设置，以及报警、视频以及环境监控等系统等，但是这些系统具有如下问题：

1、很多装置没有联网，只是在本地监测和控制；

2、联网的各系统之间独立运行，形成监控“孤岛”现象，无法***进行管理，也达不到安全管理的效果。

3、目前配电站内所有门锁都采用机械锁，也就是说随便配一把钥匙可将各设备室的门全部打开，从而存在很大的安全隐患，一方面，外来人员用借到的钥匙就可随心所欲开启任何房门，也无法记录开启时间，这不仅可能出现物品被盗，甚至可能开错设备室的门而误入带电间隔，出现人员伤亡的事故。另方面，当钥匙丢失了时，更是存在前面所述的安全隐患。

4、目前配电站的巡视都是通过手工记录的方式进行，会出现代签、统计费时费力，无法做到实时监控和管理。

5、多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，也会产生扯皮现象，浪费业主的时间和精力。

电科恒钛根据智能配电网实际情况，结合多年的变电站和智能配电网的运行管理的经验，采用Tip3000核心技术平台和HT500系列变配电辅助监控装置，实现了智能环网柜DTU运行监控、高压开关柜带电显示、电流电压等负载运行监控、母线测温检测，电缆测温监控、环境监控、安防监控、采暖通风、灯光、风机、除湿机控制等功能，并可以通过增加设备扩展智能门禁、SF6、02、H2S,O3等有害气体在线监测等功能。实现动力环境各数据的检测与设备控制，实现动力环境***化，避免运行环境的失控导致配电设备运行故障，***维护人员安全，延长设备使用寿命，减少配电房粗放式管理导致成本过高，同样实现配电动力环境的分布式远程管理。

1.      江苏配电房智能化综合监控系统以“智能控制”为核心，通过物联网技术的集成应用，实现智能配电网内环境的全天候状态监视和智能控制。

2.      平台以网络通信为核心，完成站端音视频、环境数据以及安全防范等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心。

3.      平台把环境、视频、通风、照明、安全防范、消防、一次设备辅助监控等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，不得分系统孤立显示和控制。系统监控应提供视频监控和图表监控两种监控模式。

4.      平台可以设置系统内的环境监测、视频监控、空调及设备联动等各子系统之间进行联动，还可以通过硬件和软件的方式和站内自动化系统进行联动，应能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动视频、综合自动化系统告警联动门禁视频等。并可以根据现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。

5.      系统所有操作以及报警确认，都需要保留详细的日志并生成相应报表

2 系统总体设计

2.1 系统总体架构

根据《智能配电网管理制度》、《智能配电网操作规程》以及《电力安全生产条例》等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把智能配电网综合监控系统分为站端设备和软件系统两部分。

站端设备以HT500系列站端监控主机为核心，能够接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备，温湿度等环境传感器，在线式红外母线温度传感器，电缆无线测温设备，SF6和O2传感器，H2S传感器以及O3传感器。对射/红外等安防设备、消防主机设备，一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露报警、消防报警等功能。

HT500监控主机采用TCP/IP有线方式或者3G(4G)/CDMA/GPRS等无线方式和中心进行联网。

2.2 软件架构设计

根据国网相关文件精神，结合电科恒钛实际应用案例，现把江苏配电房智能化综合监控系统的监测对象分为三级中心、五大功能子系统。

 3 系统功能设计

3.1 智能环境监测子系统

1 功能概述

环境数据采集设备安装在智能配电网内，通过采集和传输技术，可以实时监测智能配电网内的工作环境（如：温度、湿度、漏水、水位、有害气体(SF6,H2S,O3)等）；当检测到环境量出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信网络将数据上传至系统平台。

站端设备包含各种传感器（温度、湿度、漏水、水位、有害气体等）。系统平台可以直观的显示出被监测量的大小或状态，以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。

2 功能描述

1.        环境监测：环境温度、环境湿度、电缆沟进水、水位深度等环境数据监控；

2.        环境参量超标自动告警及自动排障功能：在监控中心对环境参量超过预设值时发出告警，在平台的图形展示界面上闪烁显示，以及通过语音、短信方式自动通知值班维护人员，并自动将排障资料打印/存档。

3.        警情管控：在出现警情时可以按照设置，手动或者自动的控制报警音箱、声光一体化警示灯、通道门体、风机以及水泵等运行，进行防护和降低危害；

4.        故障定位及管理功能：根据设置，可对故障发生点进行定位及管理。

5.        链路检测功能，系统通过心跳监测设置，可以实时监控下位机设备以及通信线路，自动诊断设备及链路故障，并实时显示在界面上。

6.        环境监测数据、状态监测数据及远程控制数据的历史信息查询。

7.        操作日志查询；

3.2 电缆无线测温监测子系统

1 功能概述

电力系统正向着大电网高可靠性、高自动化水平的方向迅猛发展。随着社会用电量的日益增加，电网中众多高压电气设备本身、设备之间的联接点，随着负荷的增大，氧化、电阻增大、再度升温直至酿成事故。因此，电力系统不惜人力、财力，采取多种措施监测高压联接点的温升。

据国家电力安全事故通报统计，我国发生在电站的电力事故中近半由高压电气设备发热所致。因此实现温度在线监测是***高压设备安全运行的重要手段。

2 电缆线缆温度无线监测

通过在电缆及电缆接头上安装连续测量温度的探头，每台设备可安装8~16个探头，对电缆、电缆头的运行状态实时进行监测,并把测量结果通过无线网络上传到监控中心数据库服务器，通过软件分析能够提前确定电缆的早期过热现象，实现电缆故障的早期预测，防患于未然

3 开关柜触头温度监测

支持开关柜中开关触点的温度监测，无线测温探头将测量数据传输给在线测温监测系统，开关柜在线测温监测系统主机通过RS485、无线与智能监控主机通信，将数据上送到主站监控中心服务器，实时监测与预警；

4 母线侧节点温度监测

支持母线侧节点温度监测，无线测温探头将测量数据传输给母线在线测温监测系统，母线在线测温监测系统通过RS485、无线与监控主机通信；

5 告警联动处理

当电缆发生故障造成电缆或电缆头温度升高并超过设定的报警上***，系统发出报警。并显示发生报警点的位置及记录发生报警的时间，及时准确指导检修和故障查找工作、

3.3 环网柜远动子系统

1 系统接入

该系统可集成智能环网柜DTU在线监测系统功能，可支持环网柜的实时状态监测与运动控制

2 功能描述

通过环网柜远动DTU监测子系统的接入与集成，可实现开关分、合。远、近程控制，闭锁、解锁控制。并完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。同具备各种通信功能，能够实时的将采集的数据上传主站，从而实现环网柜、智能配电网、箱式变电站远方测控的自动化功能。实现环网柜、智能配电网、箱变的智能化管控。

3.4 高压开关柜监测子系统

1 功能概述

通过开关柜数据采集系统或模块单元输出RS485采集信号，与HT502监控主机通信，后端数据采集服务器实时采集各种信号量状态遥测遥信数据，中心软件集成该开关柜实时监测子系统，主要完成智能配电网动力配电柜、高压开关柜的运行状态、负载参数等数据采集与监测预警，包括电压、电流、触点温度等，以及各种设备的供电情况的监视。

2 开关柜带电负载监测

        通过监控主机数据采集，支持实时显示高压开关柜带电数据指标，掌握开关柜的运行情况，主站软件平台中，支持实时显示开关柜，配电柜等一次设备的电压，电流等负载遥测数据，并可支持设置上下限的预警值，实现声光 、语音、短信、视频画面等多种联动提醒方式。

3.5 继保开关(刀闸)监测子系统

1 功能概述

刀闸（保护开关）断开与闭合状态作为输变电生成运行过程中重要监护参数，需要实时监控其当前的状态，以便掌控相关设备的运作是否正常

1)、接入刀闸（保护开关）的断开与闭合的状态信号，有助于实时了解站内所有相关刀闸开关的当前状态；

2)、结合系统中集成站内各个角落视频画面，可更加直观的观察到实际室内外刀闸（保护开关）的断开与闭合动作发生时当前设备的实际状态是否与操作一致，减少存在的潜在安全隐患；

3）、系统中集成的一系列联动响应功能，还能在夜间视线不清晰的情况下，在接受到刀闸开关动作信号时，主动打开相应位置的照明灯光，自动弹出视频，响应实时画面监控。

2 接入与监测方案

1)、通过RS-232 信号接入到辅助监控客户端主机系统；

2)、通常情况是通过五防系统或者其他在线监测系统（SCADA）配置开放固定的接口，并行给辅助系统传输实时的刀闸信号，辅控系统同步接收刀闸动作信号后，做出联动的规则响应，体现在辅控系统监控画面上；

3）、接入的上线设备一般为 循环远动主机（串口RS-232信号-监控主机）；

4）、系统软件中根据在线监测系统或五防系统提供的监控刀闸的信号（遥信点）列表，配置每个遥信点具体的联动响应规则（打开灯光、弹出视频画面、语音播报等）。

3.6 设备控制子系统

1 功能概述

系统平台可以实现对任意***的监控场所，在任意时间计划内，对任何发生的事件/组合事件（传感设备探测、视频监控图像分析等事件），制定出详细的站端设备、语音、灯光、摄像头等任意设备的关联动作计划，进行智能设备联动。

2 功能描述

1.        空调控制：

a)        可在监控中心远程控制控制空调开机、关机、升温、降温等，并能够直接调整空调的温度值。

b)        可通过设置温湿度上下限以及室内室外温度差，自动联动控制空调的关闭、开启以及风机的关闭和开启功能。

2.        风机控制：可直接远程控制风机的开启和关闭，也可以设置风机的定时开启和关闭，可设置风机开闭的自动时间段。

3.        灯光控制

a)        手动控制：在监控中心可以远程控制灯光的关闭和打开。

b)        联动控制：根据设定的条件，对探测器、摄像头等站端设备产生的报警信号，自动打开灯光。

c)        灯光信号的布撤防时间组可以灵活控制，自行设置。

4.        排水控制：通过监测关键地点的水位和传感控制，实现排水系统或水泵的自动或远程控制。

5.      视频联动：

a)      智能配电网内当有事件触发（比如预定位置侦测到物体进入或移动）时，联动监控录像，并向中心报警。

b)        可以和环境监控进行联动，当出现设备报警、温湿度、漏水等报警，系统即可联动摄像机进行监控，并可以远程操作空调、风机以及照明等设备。

c)        可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件，对抓拍录像进行查询。抓拍录像实时上传在中心服务器上，可避免前端被破坏而造成的录像丢失。

3.7 安全防护子系统

防盗报警系统通过灵活配置，实时反映探测器的布、设防、报警及各种状态，对报警信息进行及时提示。在设定的布防时间内，实行入侵监控。并且报警系统可以同时联动该区域的照明系统、闭路电视监控以及门禁等系统 。

u       可手动布撤防和自动布撤防（每个防区可设置5个时间段）

u       结合硬件可控制报警主机每个子系统（用户）的布撤防。

u       系统可以接入震动、红外探测、设备位移（针对变压器、空调外机等设备）等各类报警探测器，出现警情时及时传送到管理中心/值班维护人员，实时掌握变电站状况。

u       可以灯光系统进行联动，并进行图像抓拍。如出现入侵现象，驱动报警器报警，及时打开探照灯进行威慑。如果安装视频系统可以启动图像抓拍。

u       直观的报警后电子地图显示

u       可按需求设置分区图、防区图、子防区图

u       可按需要设置报警后弹出相关地图

u       地图上还可设置联动摄像机、门禁等，并直接在地图上控制

u       可自定义的报警后语音提示

u       完善的事件记录，供事后查询

3.8 视频监控子系统

视频监控子系统分为两种方案，***种在没有以太网的智能配电网，可以采用串口摄像头，平常不录像，当出现报警等情况时进行联动抓拍，抓拍的图片可以传送至中心平台上。***种方案是有以太网的配电网，完全可以采用数字监控系统，实现专业监控功能。

一、报警抓拍式监控：

(1)  安装安防摄像头，可监视智能配电网/智能配电网即时情况；

(2)  支持帧率、码流、分辨率可通过软件操作界面进行参数设定，也可按预先设置的方案自动调整；

(3)  报警联动拍照功能：支持智能配电网/智能配电网事故报警、消防报警、防盗报警、防火报警、电力设备水浸报警、门禁报警、非法闯入及画面异动报警等多种报警类别联动拍照上传功能；当发生报警时，能联动相关设备，如启动警笛等，相关设备启动后，在设定的时间内自动关闭；报警发生后，智能配电网/智能配电网安防摄像头向客户端和监控中心发送报警信息，并同时启动拍照功能；

(4)  可设定非法闯入应用：设定监控范围，当有可疑人物闯入时，联动报警、拍照等并向主站告警；

二、***监控：

***视频监控系统基于数字硬盘录象机硬件设备，并以网络视频集中监控系统管理软件为核心，执行强大的系统功能。

（一）、视频监控

1)      实时监控、分布监控，报警时的刷卡人员姓名、环境数据字符叠加等功能。

2)      以按照地区->区域监控中心->监控区域->摄像机（可为多个摄像机，按监控目标分为一主多辅）树形方式展开选择所需监控的视频，可实时监视本地区所有视频信息，可实时监视同一区域多路（1、4、9、16）实时视频并实现一机同屏同时监视；可同时监视一次设备的多角度视频；

3)      不同的区域巡检中心仅可监视其所辖视频；

4)      可在以电子地图承载的平面布置图或一次设备连接示意图点击一次设备同时监视一次设备的多个摄像机的多角度实时视频（简称多角度视频）；

5)      可根据平面布置图上布防、撤防、告警状态直接查***关视频；

6)      多台监控工作站及 Web用户可同时监控任一视频；

7)      具备视频自动复位功能，即可对摄像机设定默认监视位置，正常状态下摄像机保持默认位置；在控制完成后设定的时间段内恢复默认监视位置；

8)      具备视频自动巡视功能，对系统的监控点进行视频巡检，参与轮巡的对象可以任意设定，包括不同视频、同一不同摄像机、同一摄像机的不同预置位等，轮巡间隔时间可设置，完成轮巡任务的摄像机可自动复位；

9)      可对任意视频进行手动录像，对任一帧实时视频以 JPEG、JPG或 BMP的图片进行抓拍和存放。

3.9 火灾报警及消防子系统

?       烟雾、明火、主变消防等火灾状态的实时监控。

?       报警联动功能：本地声光报警，监控中心计算机报警，以及手机短信告警功能。并且可设置联动视频、门禁、灯光等子系统。

?       系统可以直接接入烟雾探测器，也可以通过智能接口集成主流消防厂家设备。

?       目前支持海湾、依爱、赋安、利达华信、互易、安吉斯、泛海三江、泰和安、TX3607、NOTIFIER等消防主机协议。

3.10 门禁控制子系统

系统概述

门禁系统是指基于现代电子与信息技术，在配电所的出入口安装自动识别系统，通过对人（或物）的进出实施放行、拒绝、记录等操作的智能化管理系统。它是利用非接触式智能卡或指纹代替传统的人工查验证件放行、用钥匙开门的落后方式，系统自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息，持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后，门禁点才能自动开门放行允许出入，否则对非法入侵拒绝开门并输出报警信号。

由于门禁权限可以随时更改，因此，无论人员怎样变化和流动，都可及时更新门禁权限，不存在钥匙开门方式时的盗用风险。同时，门禁出入记录被及时保存，可以为调查安全事件提供直接依据。

HT502站端监控主机包含一路门禁，直接接入读卡器、电锁、按钮即可实现门禁功能。

3.11 联动配置子系统

1、安防报警联动：中心站及子站的安防子系统，通过监控主机接入安防信号（电子围栏、红外对射，小动物探测器等），一旦有警情发生，系统可以联动图像监控系统，并发送报警信号给中心管理系统，同时，可以根据联动方案自动调用摄像机进行抓拍与录像，并可实时播放告警语音、发送提醒短信等。

2、环境量告警联动：温度量程告警，前端监控主机可通过接入的空调控制器，自动联动对应的空调，进行开机制冷或者制热；湿度探点告警可配置联动相应区域的风机或者除湿器进行除湿联动。

3、有害气体联动：根据现场检测的SF6，H2S,O3,CO等有害气体，可配置联动风机，进行通风，以及联动声光报警器进行报警。

4、告警短信语音联动配置：支持配置各类型告警点报警时的短信提示、语音播报、声光警示以及现场广播威慑等。

5、联动抓拍录像及查询功能：可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件，对抓拍录像进行查询。抓拍录像实时存储在中心服务器上，可避免前端被破坏而造成的录像丢失。

6、刀闸动作视频联动：通过智能监控主机，后台监测中心，在监测到刀闸开关动作信号时，主动打开相应位置的照明灯光，自动弹出关联的视频，响应实时画面监控，可观看保护开关的实时闭合状态。

3.12 巡检管理子系统（可扩展）

所有的门禁读卡器都可以作为巡视读卡点使用，门禁控制器能记录刷卡信息，连PC后数据下载到电脑上保存。电脑上的巡视软件可以根据这些读卡数据按部门、个人、日期统计各种巡视报表，方便快捷。任意的读卡门禁点都可以设成巡视点，即方便实用，又经济省钱。可以在已使用门禁系统的基础上，不用增加硬件成本，而只需增加一套巡视软件就能实现巡视计算机管理功能，避免了类似于打卡钟等巡视设施带来的人工处理的大量工作量，节约了劳动力资源，更提高了电站管理效率。

l       利用门禁系统现有设备和网络，对电站工作人员对无人职守的变电站进行巡查管理和监督。

l       结合对施工单位工作票管理制度，实现定时、***、定位、定人以及远程授权操作管理，可以***防止无授权人员进入非工作站、非授权作业区，避免复制开门钥匙和领取钥匙者随意进入变电站的安全隐患。

功能描述

1.        管理人员设定所需巡检的设备点以及关注的数据量、视频图像外观等必要的巡检信息，系统可自动生成巡检路径；

2.        巡检人员通过系统平台进行远程巡检，当进入已设定的巡检设备点时，系统将相关的环境在线监测数据进行集中展示；

3.        对实施巡检的结果、过去时间段的变化趋势等正常与否进行巡视、判定，形成远程综合分析巡检结果记录；

4.        未来可融合自动巡检功能；