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智能配电物联网整体解决方案


一、概述

      智能电网建设是我国在能源领域的重要战略部署,将逐步推动我国电力基础生产模式的改变,定位于利用先进的通信、信息和控制技术,构建以信息化、自动化、互动化为特征的、自主创新、中国特色的智能电网,是电力行业的发展方向。智能电网的实现,首先依赖于电网各个环节重要运行参数的在线监测和实时信息掌控,物联网技术成为推动智能电网发展的重要技术手段。

      建设电力物联网系统,部署具有一定感知、计算、执行和通信等功能的装置,通过电力信息通信网络,建立设备感知泛在化,传感单元微型化,物联网网络中心化、数据传输无线化、应用分析智能化的互联体系。实现电网设备设施、人员及所在环境识别、感知、互联与控制的网络系统,网络中实体之间的协同和互动,使得有关物体相互感知和反馈控制,形成更加智能的电力生产体系,更好的满足对电力设备的监测。

      NPZ-DL-001配变智能环境综合监控系统将建立一个基于物联网技术,按照感知层、网络层、应用层的标准架构,对开关站、配电站房、环网箱等设备的各类环境和设备检测进行数据监测、动态展示和故障预警,提供配网设备监测服务,降低运检人员的维护工作量,加强配网安全、保卫、火警监视,同时提高配网安全运行。

二、设计依据

   GB/T14598.14规定的严酷等级为III级的静电放电实验,

   GB/T14598.9规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰实验,

   GB/T14598.10规定的严酷的等级为III级的快速瞬变干扰实验。GB/T14598.13规定的频率为100KHZ衰减震荡波(第一半波电压幅值共模为2.5kV,差模为1kV)脉冲群干扰实验。

   GB4793-1995  测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 第一部分 通用要求

   GB/T2423.1  电工电子产品基本环境试验规程 试验A:低温试验方法

   GB/T2423.2  电工电子产品基本环境试验规程 试验B:高温试验方法

   GB/T2423.3  电工电子产品基本环境试验规程 试验Ca:恒定湿热试验方法

   GB/T2423.10  电工电子产品环境试验  第2部分:试验方法 试验Fd:宽频带随机振动 一般要求

   GB/T14598.3-93规定,电介质实验电压为2kV。冲击电压实验为5kV。

   GB/T11287-1989规定的I级震动响应实验及GB/T14537-1993规定的I级冲击响应实验。

   GB/T11287-1989规定的I级震动耐久实验,

   GB/T14537-1993规定的I级冲击耐久和碰撞实验。

三、系统主要架构

1、系统拓扑

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2、系统说明

配变智能环境综合监控系统主要分为三大部分,感知层、网络层和应用层。

1)感知层包括各种感知传感器(环境感知、设备感知、图像感知)、汇聚单元(配变智能环境综合监控装置)。感知层安装在各个开关站、配电房、环网箱内,实时监测现场实际环境状态及各项参数,如明火、烟雾、人员非法入侵、动物入侵、电缆沟进水、环境温湿度、门禁管理、空调控制、SF6浓度、O2含量、除湿机控制、开关柜内电缆接点温度、开关柜内局放监测等。

2)网络层主要由接入网关组成,电力物联网感知的数据既可以通过APN/4G专网/光纤网络上传,也可以借助DTU/FTU/TTU的通信接口通过电力自动化网络上传。

网络层负责实现终端设备和物联网平台之间的数据传输,包括终端上行发送的采集数据、应答信号和网络心跳等信息,以及物联网平台下发的控制命令、广播信息和应答信息等功能。

3)应用层主要由各类系统主站及各类数据、应用服务组成,主要用于从接入网关接收传感器采集上传的监测数据,进行抽取、分析、展示等处理工作,共同构成一个完整的智能电力物联网应用系统一体化信息平台系统。

 

四、技术方案

1、动力环境监控系统

  • 配置红外探测器:配电室入口处安装红外探测器用于入室监测,防止入侵;

  • 配置温湿度变送器均于分布用于监测环境温度和湿度;

  • 配置水位变送器:监测电缆沟内是否进水;

  • 配置噪声传感器用于监测环境噪声;

  • 配置臭氧传感器用于测量环境中臭氧浓度,防止设备氧化过快;

  • 配置主变超温温度传感器用于监测变压器外壳温度;

  • 配置除湿机用于现场除湿作业;

  • 配置空调控制器用于现场空调控制

  • 配置SF6+O2气体检测器用于监测配电房环境SF6气体浓度和氧气含量,保障进入现场工作人员环境安全

      每个配电室配置配变环境智能综合监控装置用于汇聚各感知传感器状态及数据信息,主机具备边缘计算功能,具有控制现场灯光、风机、除湿机、水泵等功能。

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2、视频监视系统

      配置视频监视系统,用于工作人员对高压室内环境及高压设备进行巡视。视频监视系统平台选用高清视频图像监控设备,监视设备通过网络传输出音频视频及状态信息,通过系统平台管理所有视频监控设备。

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3、智能门禁管理系统

      配置门禁管理系统:用于管理人员进出,可以远程进行开门操作,系统具备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。并可与环境、动力数据结合,符合开门条件后,才可刷卡进入。

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4、开关柜无线测温系统

      配置开关柜无线测温系统,用于监测开关柜高压设备节点温度加强对母排温度监视以防止母排过热烧毁相邻的绝缘部件。

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现场案例图片:

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5、局放在线监测系统

      配置局放在线监测系统,用于监测空间局放以及开关柜内局部放电,每个配电室配置一套特高频局放用于监测空间局放,每面高压柜配置1个TEV局放监测点,可以实时监控设备的放电情况,及时发现安全隐患。

   特高频+地电波局放监测

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      注:TEV采集前端依靠磁力吸附在开关柜后背板上,不影响开关柜设备的结构,电池供电可满足8年寿命,无线通讯,不需要敷设电缆。  

现场案例图片:

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6、智能消防监控系统

配置烟雾探测器,用于监测配电房内消防状态,当采集到火灾报警信号时,智能监测主机把信号上传至系统监控软件,并联动视频系统进行录像。

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7、配变环境智能综合监控系统平台软件

      在当地市(区)局监控中心配置1套配变环境智能综合监控系统平台软件,主要包括硬件平台和软件平台,硬件平台包括服务器、交换机、显示器等,服务器是整个系统的核心,基本任务是数据的维护和数据的处理。软件平台主要功能包括集中采集、管理各个站端系统,平面显示各站端实时情况,包括主接线、设备工况、实时检测数据曲线与历史数据曲线等界面,直观的描述现场环境状态。

  • 平台可采集多点配电房环境数据集中展示

  • 可实现历史数据的查询

  • 具备各配电房动力设备的远程遥控

  • 拥有自定义报表平台,可方面用户构建需要的报表数据

  • 平台具备组态系统功能,可任意接入其他厂家设备

  • 平台可实现浏览器远程查看系统,方便用户

五、系统配置选型分析

开闭所/配电房

1

站端管理

1.1

配变智能环境综合监控装置

NPZ-DL-001

1


1.2

机柜

1200*600*200

1

用于安装配变智能环境综合监控装置、NVR、交换机、测温主机等

1.3

局内网交换机

8

1


2

动力环境综合监控系统

2.1

红外探测器

NPC-HW-01

2


2.2

SF6+O2气体变送器

NZC-DL-002

2


2.3

水位探测器

NPC-SW-01

1


2.4

温湿度变送器

NPC-WS-01

2


2.5

臭氧传感器

NPC-O3-01

2


2.6

噪声传感器

NPC-ZS-01

1


2.7

声光报警器

NZC-DL-008

1


2.8

空调控制器

NPC-KT-01

2

根据空调数量

2.9

空调

格力

1

根据现场情况选配

2.10

除湿机

NPC-CS-11

1

根据现场情况选配

3

视频监视系统

3.1

NVR

海康

1


3.2

硬盘


1

3T

3.3

高清球机

海康

1


3.4

高清枪机

海康

2


4

智能门禁管理系统

4.1

门禁控制器

NPC-MJ-02

1

2门控制器

5

开关柜无线测温系统

5.1

无线测温主机

NPZ-WD-01

1


5.2

无线温度传感器

NPC-WD-02

36

每面进线或出线柜内配置3个监测点,具体数量根据现场情况

6

局放在线监测系统

6.1

全向局放监测装置

NZC-PD-H01

1

每个开闭所/配电房配一套

6.2

TEV局放传感器

NZC-PD-K02

6

每面柜子配一台

7

智能消防监控系统

7.1

烟雾探测器

NPC-YW-01

2


配变环境智能综合监控系统平台

1

监控平台软件

NZC1000

1


2

服务器及显示器


1


 


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