軌道巡檢機(jī)器人在配電房智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、淺談配電房智能監(jiān)控管理

隨著中國建設(shè)智能電網(wǎng)進(jìn)程的加快，作為智能電網(wǎng)重要基礎(chǔ)的配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)也被提上日程。據(jù)預(yù)測(cè)，在智能電網(wǎng)的投資構(gòu)成上，配電自動(dòng)化將占40%左右，在2014年～2016年將是行業(yè)需求的“井噴時(shí)期”到2020年總投資規(guī)模將超過1500億元。

但由于變配電場(chǎng)所分布的地理位置過于分散，且配電網(wǎng)的自動(dòng)化水平有待提高,單純依靠人力來對(duì)變配電場(chǎng)所進(jìn)行巡檢,不僅增加了巡檢人員的工作量,并且無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)其潛在的各類故障(如設(shè)備發(fā)熱、絕緣故障、機(jī)械故障等)。

未對(duì)配電房有效的監(jiān)控管理以下問題已經(jīng)凸顯：  

電力設(shè)備盜竊案頻頻發(fā)生，盜竊發(fā)生無法報(bào)警、監(jiān)控、記錄，導(dǎo)致犯罪分子逍遙法外。  

維修維保人員巡檢過程無法規(guī)范化監(jiān)督管理，何時(shí)、何人、多長(zhǎng)時(shí)間完成維護(hù)工作，沒有客觀的記錄。  

沒有配電房門禁控制系統(tǒng)，在無人值守時(shí)出了問題無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商的安保部門對(duì)此要負(fù)很多額外的責(zé)任。  

配電房空調(diào)、排氣扇常年打開，造成運(yùn)營(yíng)電費(fèi)過高。

環(huán)境沒有監(jiān)控，出現(xiàn)水浸、起火等無法及時(shí)處理。

很多裝置沒有聯(lián)網(wǎng)，只是在本地監(jiān)測(cè)和控制；

各系統(tǒng)之間獨(dú)立運(yùn)行，無法有效的進(jìn)行管理，達(dá)不到安全管理的效果。

多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本，后期的維護(hù)成本也大大增加，并且多個(gè)廠家的設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，也會(huì)產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象，浪費(fèi)業(yè)主的時(shí)間和精力。

2、為什么需要使用配電房智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)這套方案？

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力的依存度越來越大，傳統(tǒng)粗放、低效的能源利用方式已不能滿足當(dāng)前需求，需要更有效更合理的能源供應(yīng)。如何實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)可靠、經(jīng)濟(jì)、綠色的目標(biāo)是電力行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，也是民眾較為關(guān)注的問題，而在工業(yè)領(lǐng)域，用電，節(jié)能環(huán)保，有效利用更是成了企業(yè)關(guān)心的問題。一個(gè)優(yōu)質(zhì)的配電房成了企業(yè)用電的必然選擇。那配電房智能監(jiān)控是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?

電科恒鈦配電房遠(yuǎn)程輔助監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變壓器監(jiān)測(cè)；智能環(huán)網(wǎng)柜DTU運(yùn)行監(jiān)控、高壓開關(guān)柜、分支箱帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控；母線測(cè)溫檢測(cè)，電纜測(cè)溫監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控、安防監(jiān)控、采暖通風(fēng)、燈光、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)遠(yuǎn)程控制等功能；智能門禁管理、實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控功能。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變配電場(chǎng)所的設(shè)備以及設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境信息等數(shù)據(jù)的檢測(cè)與設(shè)備控制，實(shí)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行以及設(shè)備運(yùn)行環(huán)境優(yōu)化，避免設(shè)備運(yùn)行故障以及運(yùn)行環(huán)境的失控導(dǎo)致配電設(shè)備運(yùn)行故障，保證維護(hù)人員安全，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少配電房粗放式管理導(dǎo)致成本過高，同樣實(shí)現(xiàn)變配電場(chǎng)所全天候分布式遠(yuǎn)程管理。提高電力公司運(yùn)維管理的水平，為社會(huì)，為電力事業(yè)創(chuàng)造更多的社會(huì)價(jià)值。

同時(shí)系統(tǒng)將分散的巡檢檢查變?yōu)榧斜O(jiān)控降低了人工成本，大幅度減少了值班人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)提高了防竊電預(yù)警能力，大幅度實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排和減員增效的社會(huì)效益。

3、配電房環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的組成

主要由四部分構(gòu)成;感知層、傳輸層、應(yīng)用層、終端層。配電房遠(yuǎn)程輔助監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)和歷史記錄保留2年以上。系統(tǒng)可以標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)定文件格式隨時(shí)調(diào)用和打印上述歷史數(shù)據(jù)。

1）感知層，包括智能數(shù)據(jù)采集終端、視頻攝像機(jī)、軌道機(jī)器人、外圍傳感器和輸出控制設(shè)備等。

①實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)柜內(nèi)電纜接頭、母排搭接處、開關(guān)觸頭、電纜中間接頭等部位實(shí)時(shí)溫度監(jiān)測(cè)；

②通過接入紅外和超聲波探測(cè)、煙霧探測(cè)、門禁設(shè)備模塊，配合視頻監(jiān)控、智能移動(dòng)機(jī)器人等視頻設(shè)備，實(shí)現(xiàn)人員進(jìn)出監(jiān)測(cè)、火災(zāi)報(bào)警、門禁管理、裝備安全監(jiān)控；

③通過對(duì)電壓、溫度、濕度、電纜溝積水等參數(shù)的監(jiān)測(cè)，配合對(duì)照明燈光、水泵、風(fēng)機(jī)、除濕器進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀態(tài)的管理；

④根據(jù)主站下發(fā)的命令或根據(jù)主控?cái)?shù)據(jù)采集單元檢測(cè)到的閾值信號(hào)完成相應(yīng)控制任務(wù)例如控制警號(hào)、風(fēng)機(jī)、水泵、照明、智能空調(diào)遙控器等；

⑤視頻攝像機(jī)輔助完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境和安全防范的監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)安全的遠(yuǎn)程巡檢；

2）傳輸層，包括智能聚合網(wǎng)關(guān)設(shè)備、無線連接設(shè)備、無線傳輸網(wǎng)絡(luò)等;

3）應(yīng)用層，主要是配電房各供配電和設(shè)備監(jiān)控管理平臺(tái)，負(fù)責(zé)檢測(cè)、管理及分析感知層獲取的整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù);

4）終端層，是指智能手機(jī)、電腦、PC機(jī)等，可及時(shí)獲取系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及故障報(bào)警信息

4、配電房監(jiān)控典型配置方案

4.1　視頻監(jiān)控及巡檢子系統(tǒng)

配電房大門及周界、進(jìn)線區(qū)域、主變壓器區(qū)域，宜配置室外球形攝像機(jī)或槍式攝像機(jī)；每所宜配置一臺(tái)室外全景攝像機(jī)，用于監(jiān)控配電房全景；高壓室、控制室、通信室等場(chǎng)所，宜配置室內(nèi)球形攝像機(jī)或?qū)к壥窖矙z攝像機(jī)；紅外熱成像攝像機(jī)可以具備 24h 監(jiān)視配電房主導(dǎo)流回路設(shè)備的能力。

4.2　安全防范及門禁子系統(tǒng)

在配電房圍墻四周設(shè)置紅外對(duì)射、脈沖電子圍欄等周界入侵監(jiān)測(cè)設(shè)備；控制室、高壓室、通信室等出入口配置紅外雙鑒探測(cè)器；配電房入口大門、高壓室、控制室、通信室大門應(yīng)配置門禁，門禁具備權(quán)限管理功能，支持內(nèi)部應(yīng)急解鎖；所內(nèi)玻璃窗戶配置玻璃破碎探測(cè)器。

4.3　環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)

在配電房室高壓室、控制室等重要設(shè)備間配置溫度傳感器、濕度傳感器或組合型溫濕度傳感器；在含有 SF6 氣體設(shè)備的高壓配電室及電纜夾層內(nèi)配置 SF6 探測(cè)器，且 SF6 探測(cè)器低位布置；電纜井/溝等易積水區(qū)域配置水浸傳感器。

4.4　火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)

火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)包括火災(zāi)報(bào)警控制器、感溫感煙探測(cè)器、聲光報(bào)警器以及手動(dòng)報(bào)警按鈕等。火災(zāi)探測(cè)區(qū)域按獨(dú)立房間劃分，有高壓室、控制室以及通信機(jī)械室等。根據(jù)區(qū)域的不同，可配置不同類型和原理的探測(cè)器或探測(cè)器組合。

4.5　動(dòng)力照明控制子系統(tǒng)

動(dòng)力照明控制子系統(tǒng)包括對(duì)配電房?jī)?nèi)空調(diào)、燈光、風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備的控制回路及控制器，可分組、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程/本地控制。

4.6 巡檢機(jī)器人子系統(tǒng)

智能軌道巡檢機(jī)器人是通過預(yù)先設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從不同角度對(duì)全站設(shè)備進(jìn)行掃描，采集全站設(shè)備的溫度。實(shí)現(xiàn)電力表記的自動(dòng)識(shí)別與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；狀態(tài)燈、開關(guān)柄位置、箱門開閉狀態(tài)的識(shí)別。

5、智能配電房監(jiān)控需要用到哪些設(shè)備

1）無線測(cè)溫

HT-TNCW-02B無源無線測(cè)溫主機(jī)可管理240個(gè)無線探頭、無源探頭采用新型軟磁合金帶進(jìn)行CT取電，不需要外接電源，掛載高精度溫度探頭和無線發(fā)射器。

測(cè)溫主機(jī)具有RS485 數(shù)據(jù)輸出接口，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS 協(xié)議。               

接收主機(jī)                               測(cè)溫探頭

2）三相四線智能電量?jī)x

電量?jī)x測(cè)量三相四線的相電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率、基波功率、諧波功率、有功電度、無功電度等電參數(shù)。

3)多路交流/直流電壓、電流測(cè)量?jī)x

測(cè)量饋線回路電壓、電流。交流電壓量程10V~500VAC；直流電壓量程1V~500VDC，精度等級(jí)均為0.2%FS,隔離電壓>2500V.

4)開關(guān)柜及其內(nèi)部高壓設(shè)備局部放電在線監(jiān)測(cè)

通過UHF傳感器采集高壓開關(guān)柜內(nèi)高頻脈沖電流信號(hào)，通過對(duì)信號(hào)高頻分量分析來確定開關(guān)柜內(nèi)是否有放電以及放電的嚴(yán)重程度。

   局放主機(jī)                             局放探頭

5)智能新風(fēng)機(jī)

采用多級(jí)過濾、配置初效/G4/F8/離子凈化裝置、潔凈新風(fēng)引入，保持室內(nèi)正壓，保持室內(nèi)高潔凈度。低噪音離心風(fēng)機(jī)，控制更合理。即插型過濾器設(shè)計(jì)、強(qiáng)力消音降噪材料、機(jī)組全鋼板設(shè)計(jì)。新風(fēng)機(jī)支持RS485級(jí)聯(lián)，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS 協(xié)議。

6)蓄電池在線監(jiān)測(cè)

采集蓄電池的單體電壓、溫度、內(nèi)阻等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)蓄電池組的遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)。

7)溫濕度傳感器

HT3020-AQ（OEM）溫濕度傳感器采用瑞士高精度溫度探頭，帶RS485 數(shù)據(jù)輸出接口，使用工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的MODBUS 協(xié)議，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，多點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)。

8)空調(diào)控制器

空調(diào)控制器是智能學(xué)習(xí)型控制器，可支持市場(chǎng)上99%的空調(diào)型號(hào)的遙控器碼值學(xué)習(xí)與存儲(chǔ)。支持空調(diào)來電自啟動(dòng)，空調(diào)掉電后來電自啟動(dòng)，并自動(dòng)設(shè)置空調(diào)掉電前狀態(tài)，不需監(jiān)控主機(jī)干預(yù)。

9)IEC61850通信服務(wù)器

IEC61850通信服務(wù)器上行協(xié)議支持IEC61850-8-1，下行協(xié)議支持MODBUS-RTU、MODBUS- ASCII、MODBUS-TCP等，并可根據(jù)用戶需求靈活開發(fā)相應(yīng)設(shè)備協(xié)議。

10)燈光風(fēng)機(jī)控制器

燈光控制器作為連接主機(jī)的控制模塊，可以通過通斷電的方式來控制燈光、加熱器以及220V供電的風(fēng)機(jī)。

11)智能軌道巡檢機(jī)器人

智能軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由巡檢機(jī)器人、運(yùn)載軌道系統(tǒng)、通訊及電源系統(tǒng)、監(jiān)控平臺(tái)等組成