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摘要:本文先阐述了传统配电房运维和管理现状,然后从电力设备智能化、智能配电房、监控管理平台和移动移动运维管理APP四个方面对智能配电房功能配置进行论述,最后对智能配电房发展作出展望。
关键词:配电房、功能、监测
将在线监测、状态监测结合在一起,运用物联网和通信技术,实现设备实时在线,数据实时上传;运用云计算、大数据技术,实现智能分析、预警和控制,告知运维和管理人员即将或已经出现问题,从而快速采取措施,缩小因设备绝缘老化、自然灾害、外力破坏等因素造成的停电范围,减少停电时间,降低劳动强度,这就是智能配电房。
1传统配电房运维和管理现状
传统配电房的运维和管理状况跟经济发展密切联系,在经济发展并不充分的情况下,只能运维和管理也是粗放式的。目前配电房运维和管理现状有如下问题:
1、城市里车辆多,道路拥挤,巡视人员在路途上耗费的时间多,工作时间内可以巡查的配电房数量有限,运维和管理成本较高。
2、配电房数量多且分散,巡视周期长,运维人员不能及时掌握所有配电房的设备最新状态。
3、地理信息系统不能提供配电房精确的地点,运维人员需费力查找配电房。
4、配电房电气设备多,被盗风险高,由于缺乏相关证据,后续追查困难。
5、沿海城市在雨季容易产生城市内涝,导致地下配电房容易被淹,线路跳闸风险高。
6、老旧设备绝缘老化容易发生故障,导致供电中断,降低了供电可靠性[1]。
7、配电房门禁功能单一,机械锁、电子锁都无法实时在线监控是否有人进入配电房。
8、配电房钥匙管理难度大。配电房施工建设频繁,勘察、土建、监理和验收等人员频繁进出,往往是多人使用一把钥匙,借用频繁,也容易丢失。
2电力设备智能化功能
配电房内的设备主要有:高压开关设备、低压开关设备、配电变压器、电力电缆。配电房内的设备除故障或计划检修需要停电外,其他时间24小时不间断运行。因此,电力设备智能化应当实现对电气参数、非电气参数及其他内容的实时监测,当运行参数超出阈值时,立刻发出警报,通知运维和管理人员处理,消除缺陷隐患。
高、低压开关设备具备功能:
1、电气参数监测:监测电压、电流、频率、有功和无功功率等电量。
2、“三遥”功能:设备实现遥测、遥信和遥控功能。
3、局部放电监测:监测设备局部放电量,异常时发出警报。
4、红外温度监测:监测设备温度,异常发热时发出警报。
5、气压监测:监测箱体的气压,气压过高过低时发出警报。
6、温湿度监控:监测设备内温湿度,过高时自动降温和除湿。
配电变压器具备功能:
1、红外温度监测:监测变压器内外部的温度,温度异常时发出警报。
2、铁芯接地电流监测:监测变压器铁芯接地电流,及时发现异常[5]。
3、三相负载监测:监测变压器的三相平衡率、负载率和功率因素,异常时发出警报。
4、油温油位监测:监测油变的油温油位,温升或油位异常时发出警报[2]。
5、电能质量监测:监测变压器出线电压、频率和谐波,电能异常时发出警报。
电力电缆具备功能:
1、局部放电监测:监测电缆局部放电幅值、频率,异常放电时发出警报[6]。
2、电缆被盗警报:监测电缆铠甲、屏蔽层和线芯状态,被盗时发出警报[7]。
3智能配电房功能
智能配电房是电力设备安装、运行的载体,其环境好坏关系到设备是否能,具体如下:
1、环境监控功能:通过传感器或监测仪,实现对配电房空气的温湿度、积水、烟雾、异物、地面异动的监视和控制。配电房的空气温湿度过高时,自动开启温控或除湿装置;监测到有猫、狗、老鼠等异物时,自动开启驱赶装置;配电房内发生火灾、爆炸、积水[3]或地面异动时,自动向运维和管理人员发出警报。
2、视频监控功能:视频监控设备应当有固定和可移动两种,具备旋转、俯仰、变焦、红外等功能,满足监控画面清晰、有较高的防护等级和可以远程控制等要求,实现24小时、全方位、无死角地监控目标。
3、安防门禁功能:安防门禁设备实时监控门的开启和关闭和记录门禁信息,负责智能配电房的安全。配电房房门被打开以后,上传信号到监控管理平台,确认该电房当天是否有工作任务及工作人员等内容,若查询不到,则发出警报。
4、灯光照明功能:灯光照明应当实现就地和远程控制。灯光照明主要为现场工作、巡视维护和视频监控提供照明,特别是远程视频监控,为了看清设备的细节和状态,需要明亮的灯光,远程控制灯光开启和关闭显得尤为重要。
5、备用电源功能:备用电源可以在线路停电的一段时间内,为配电房的各种设备提供所需的电能。备用电源电量低时,应切除非必要设备,减少电能消耗,维持必要设备的正常运行。
4监控管理平台功能
监控管理平台作为智能配电房运维和管理的核心和“大脑”,应当实现对所有设备的监测和监控,做到“眼观六路”、“耳听八方”和实时分析预警[4],具体包括如下功能:
1、多元化工作站:满足不同权限人员对数据、报表和视频等内容的不同要求。
2、设备管理功能:可查询现场所有设备的档案,可远程修改设备的运行参数。
3、数据管理功能:按照相关属性接收、存储实时数据,具备查询和导出功能。
4、通信管理功能:支持多种通信规约、通信方式和传输速率,保证通信质量。
5、视频监控功能:控制摄像头的移动、缩放和监控角度等功能,提供监视画面。
6、分析预警功能:分析数据,接收告警信号,判断设备状态,异常时提醒运维和管理人员。
7、事故追忆功能:具备事故查询、事故分类、故障录波、设备动作记录等功能。
8、能量监视系统:建立配电网拓扑图,记录能量流动数据,图形描述能量流动。
9、移动接入平台:支持移动运维管理APP接入、上传、下载等数据和图片等功能。
5移动运维管理APP
移动运维管理APP是智能配电房实现高效、快捷、简便运维管理的重要体现。移动运维管理APP有定位、上传、下载、查询、上报等功能。运维和管理人员只需携带平板终端或手机等移动设备,根据各自的权限登录运维管理APP,查看过去一段时间的配电房环境及设备运行情况,从监控管理平台获取经过分析和处理的数据、图表和预警信息,完成日常的运维工作,也可以及时向监控管理平台上报在配电房发现的其他问题,提高工作效率。
6结语
智能配电房的建设是配电网建设的重要内容,智能配电房不仅是配电房功能的升级,而且是配电房内的电力设备、运维和管理方式的升级和改变。在越来越高的供电可靠性、电能质量合格率等指标要求下,将传统配电房从无自动化功能升级到具备自动化功能,从具备自动化功能升级到智能化功能,不断降低风险,减少重复劳动,提高工作效率,将安全、优质的电能输送到千家万户。
参考文献
[1]陈可硕,吴敏.公用配电房的智能化改造[J].浙江电力,2016,35(6):30-32.
[2]卢峰,沈骏,等.智能配电台区配电房环境变量监测及关键技术[J].上海电力学院学报,2016,32(5):473-477.
[3]张发斌,杨小柳.基于GSM通信的智能配电房动力环境监控系统设计[J].自动化与仪器仪表,2015,7:172,-173.
[4]刘忠,谢亮.居住区配电房智能运行系统的研究与实践[J].江苏机电工程,2013,32(2):50-53.
[5]耿江海.变压器铁芯多点接地在线监测系统的研究[D].华北电力大学,2006.
[6]井涛.电缆局部放电在线监测方法研究[D].沈阳工业大学,2017.
[7]张金平.配电网电缆防盗技术及应用[D].华南理工大学,2015.
作者简介
潘星宇,男,广东省湛江人,1994年4月出生,本科学历,助理工程师职称,现于南方电网有限责任公司广州供电局有限公司从事检修试验工作。