摘要：智能配电房是智能配网的重要组成部分，而智能配电房的可靠运行离不开智能化综合监控系统的支撑。配电房的智能化全面升级，不仅需要实现生产系统的全面升级，还需实现辅助系统的全面升级。智能配电房综合监控系统针对供电公司配电站所等关键节点实际运行管理中存在的安全隐患进行实时、高效的监测和管理而研制的新型产品。
关键词：配电房运维；智能灯光控制；配电房电子围栏；智能配电监控终端；配电房除湿改造；非法侵入报警；SF6气体泄漏报警；水浸报警；电缆测温；开关柜内测温；电缆沟漏水监测
一、配电房当前现状
近年来，随着电力部门配电网络的大规模改造，配电线路及设备、用电量大量增加，各种配电房的故障(电缆发热、浸水等)不能被及时发现。同时随着社会经济和科学技术的飞速发展，人们对安全技术防范的要求也越来越高。为了及时发现事故隐患，避免造成重大设备及电网事故，影响正常生产，采用高科技手段预防和制止各种环境或人为引发的事故将会成为配电网安全防范领域的发展方向。
二、智能配电房综合监控系统概述
电科恒钛根据配电房实际情况，结合多年的变电站和开闭所的运行管理的经验，采用Tip3000核心技术平台和HT500系列智能监控终端，实现了“智能配电房综合监控系统”。该系统是针对供电公司配电站所等关键节点实际运行管理中存在的安全隐患进行实时、高效的监测和管理而研制的新型产品，系统集成了轨道巡检机器人、视频监控、开关柜局放监测、门禁监控、火灾报警、安防报警、SF6气体泄漏报警、水浸报警、电缆测温、开关柜内测温、电压电流检测等环境与安全监控控制功能，可大大减少运维人员的巡视工作量，有效防范自然灾害和非法入侵造成的破坏，实现配电自动化“遥测、遥信、遥控”，对提高配电安全生产管理水平具有重大意义。
适用于：变电站、配电房、开闭所、临街变、箱变、环网箱等多种配电设施，采用模块化架构，提供单装置和组屏式安装以适应场地空间，功能亦可根据实际需求进行选配。
三、系统架构及功能
智能配电房综合监控系统由三级管理平台及站端设备组成，系统功能模块包含：视频监控子系统、智能环境监测子系统、无线测温监测子系统、环网柜远动子系统、高压开关柜监测子系统继、保开关(刀闸)监测子系统、设备控制子系统、安全防护子系统、火灾报警及消防子系统、联动配置子系统等。
五、站端主要设备介绍 5.1 配电房综合监控装置
HT500智能配电房综合监控装置，是一款集模拟量采集、485通讯、开关量报警输入输出、视频浏览于一体的多功能网络辅助控制主机。
1) 装置采用基于Cortex-A9的双核/四核工业级处理器，具备硬件编解码功能，支持4路高
清IPC接入和4路视频实时预览、存储、回放。
2) 支持千兆以太网接口以及7路RS485通讯接口、8路AD输入、8路DI输入（可扩展至24
路）、8路DO输出（可扩展至24路）、3路USB(host)、1路HDMI、1路LVDS接口、1个TF卡接口。
3) 配置7/10.1寸人机交互界面，实现参数设置、状态监测、设备控制、视频监控和回放、
报警记录查询、报警图片和视频查询功能。
4) 支持IEC104/101、IEC61850、CDT、DNP3.0等电力通信规约。 5) 支持TCP/IP和4G等通信方式。
5.2 轨道巡检机器人
在室内顶端架设一条铝制轨道，室内轨道式智能巡检机器人上搭载各类声光像及各类传感器，用于室内的巡检和监控。机器人具有升降功能，可使检测组件灵活检测开关柜的各个位置。机器人本体内设局放监测模块与语音对讲模块等。
5.3其他设备介绍 1）无线测温
HT-TNCW-02B无源无线测温主机可管理240个无线探头、无源探头采用新型软磁合金带进行
CT取电，不需要外接电源，挂载高精度温度探头和无线发射器。
测温主机具有RS485 数据输出接口，使用工业领域广泛应用的MODBUS 协议。
2）三相四线智能电量仪
电量仪测量三相四线的相电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、基波功率、谐波功率、有功电度、无功电度等电参数。
3）多路交流/直流电压、电流测量仪
测量馈线回路电压、电流。交流电压量程10V~500VAC；直流电压量程1V~500VDC，精度等级均为0.2%FS,隔离电压>2500V.
4）开关柜及其内部高压设备局部放电在线监测
通过UHF传感器采集高压开关柜内高频脉冲电流信号，通过对信号高频分量分析来确定开关柜内是否有放电以及放电的严重程度。
局放主机 局放探头
5）智能新风机
采用多级过滤、配置初效/G4/F8/离子净化装置、洁净新风引入，保持室内正压，保持室内高洁净度。低噪音离心风机，控制更合理。即插型过滤器设计、强力消音降噪材料、机组全钢板设计。新风机支持RS485级联，使用工业领域广泛应用的MODBUS 协议。
6）蓄电池在线监测
采集蓄电池的单体电压、温度、内阻等参数，实现蓄电池组的远程在线监测。
7)温湿度传感器
HT3020-AQ（OEM）温湿度传感器采用瑞士高精度温度探头，带RS485 数据输出接口，使用工业领域广泛应用的MODBUS 协议，实现长距离传输，多点同时检测。
8)空调控制器
空调控制器是智能学习型控制器，可支持市场上99%的空调型号的遥控器码值学习与存储。支持空调来电自启动，空调掉电后来电自启动，并自动设置空调掉电前状态，不需监控主机干预。
9)IEC61850通信服务器
IEC61850通信服务器上行协议支持IEC61850-8-1，下行协议支持MODBUS-RTU、MODBUS- ASCII、MODBUS-TCP等，并可根据用户需求灵活开发相应设备协议。
10)灯光风机控制器
灯光控制器作为连接主机的控制模块，可以通过通断电的方式来控制灯光、加热器以及220V供电的风机。
六 安装及调试 6.1屏体端子说明
屏体内常用的端子有电源端子、开关量输出端子、开关量输入端子、通信端子等。端子功能如下所述，详细定义以具体的工程图纸为准。
开关量输出端子（CD端子）提供多路开关量输出，接点类型为DC12V有源输出。一般用于灯光控制器、风机控制器、声光报警器等设备，接线时要注意电源的极性。
开关量输入端子（RD端子）提供多路开关量输入，接口为带电压的光隔接口，需要接入无电位的空接点。一般接红外对射报警器、水浸探测器、电子围栏主机的等报警设备。
通信端子（TD端子）提供多个RS485接口和4~20ma接口，一般接温湿度传感器、空调控制器、火灾报警主机、风速传感器等设备。 6.2前端设备安装
前端设备的安装方法请详见其说明书，设备安装后要满足整个系统的要求。前端设备的电源、信号均接到屏体内的相应端子上。
红外对射探测器采用DC24V供电，告警输出采用接收端的常开接点。 红外双鉴探测器采用DC12V供电，告警输出采用常开接点。
声光报警器的电源是由辅控主机控制输出，当接通电源时，会发出声光报警。红线接DC12V正极，黑线接负极。
电子围栏主机采用AC220V供电，防雨箱内需安装扩展继电器。在任一防区发生入侵报警时，声光报警器启动的同时，报警信号要传入辅控系统，报警输出采用常开接点。
水浸传感器的探测电极安装在前端，变送器安装在屏体内，探测电极和变送器之间需要通过2根线缆连接。探测电极的外形如图7.1所示，其中A、B为一组触点，C、D为一组触点，两根信号线分别接到A/B、C/D上即可。
ACBD 水浸传感器图7.1 水浸传感器探测电极
风速传感器有红、黑、黄3根接线，红线接DC24V正极，黑线接负极，黄线为4~20ma数据输出。
温湿度传感器采用DC12V供电，电源接线端子为VCC、GND端子。信号线最好采用屏蔽双绞线，接线端子为485A、485B端子。多个温湿度传感器应采用手拉手接线，当无法采用手拉手接线时，为保证通信的可靠性，最好加装1个485集线器。温湿度传感器背部如图7.2所示。
图7.2 温湿度传感器
空调控制器的安装应尽量隐蔽，可放在柜机里面或者挂机的上面。在空调内部沿着空调箱体安装红外线缆，并将红外发射头对准空调的红外接收器。空调控制器采用DC12V供电，通信方式为RS485，多个空调控制器应采用手拉手接线。空调控制器背部接线端子如图7.3所示。
图7.3 空调控制器背部接线端子
房间门安装门禁时，每个门需要安装1个电磁锁、1个出门按钮、1个刷卡器和1个门磁。变电站大门安装门禁时，大门口需要安装2个刷卡器、2个出门按钮（金属），同时提供2个开关量控制信号至电动大门的控制器。门禁控制器到前端设备的距离不宜超过80米。
门禁读卡器的接线方法为：红色接电源VCC、黑色（带有焊锡）接电源GND、白色接门禁控制器的韦根1、绿色接门禁控制器的韦根0。
出门按钮和门磁仅输出1个开关量信号，需分别提供1根2芯电缆。电磁锁采用DC12V供电，需提供1组电源线。
模拟摄像机需要接的线缆有：AC24V电源线、RS485控制线和视频同轴电缆，网络摄像机需要接的线缆有：AC24V电源线和网络线。摄像机一般采用屏体集中供电方式，当摄像机距离较远时，可采用前端供电方式（由屏体引出AC220V电源，在前端配置电源适配器）。
当摄像机距离较远时，或者为了增加抗干扰能力，可采用光纤进行信息传输，此时需要增加光端机或光网转发设备。
每个安装有摄像机的房间均安装灯光控制器，一般情况下，每个房间控制2、3个回路，以满足夜间摄像机亮度需求为目的。
灯光、风机的控制，需在原有走线的基础上进行改造，需充分了解现场原有回路的走线原理，结合图纸设计和实际情况，确定控制器的安装及接线。 6.3系统调试
在前端设备安装完毕、系统软件安装配置完成后即可开始系统的调试，在通电调试前，请务必确认设备电源、灯光控制器、风机控制器等接线是否正确。调试过程中关于软件的具体操作，请参见本说明书第6章软件使用的相关内容。 6.3.1设置工作区域
设置系统的工作场所，通常只设置1个主场所即可。场所名可采用变电站的名字，比如“郑州110KV七里河变电站”。
6.3.2辅控主机通道配置
在系统中添加物联网智能主机，并设置其通信参数，保证能与系统正常通信。 设置每个监测通道的通道号、通道类型、通道名称、监测类型、设备类型、告警属性、告警门限、告警颜色、设备厂家等内容。对于RS485通道，还要设置每个串口的通信参数，具体参数要求如图7.4所示。
图7.4 串口参数设置
6.3.3温湿度控制器调试
设置每一个温湿度传感器的地址码和串口参数，地址码和串口参数要与辅控主机通道配置时的设置保持一致。在实时监控界面查看是否有相应的温湿度显示。 6.3.4空调控制器调试
空调控制器的调试主要是学习控制指令，应在空调控制器安装之前进行此项工作。学习步骤如下：
（1）将空调控制器接到物联网智能主机的RS485通道2上（同时只能接1台空调控制器），并设置此通道为“透传模式”。
（2）启动空调空调控制软件。
（3）设置空调控制器通信方式。点击【设置】->【采集器配置】菜单，弹出如图7.5所示窗口。采集器IP为辅控主机的IP地址，485端口选择“485-2”。
图7.5 通信方式设置
（4）设置空调控制器地址。点击【设置】->【空调设置】菜单，弹出如图4.6所示窗口。用鼠标选择相应的地址，点击“设置地址”按钮，即可完成地址设置。可以点击“查看地址”按钮查看地址设置是否成功。
图7.6 空调控制器地址设置
（5）学习控制指令。点击【学习指令】->【学习测试】菜单，弹出如图7.7所示窗口。选择空调控制器的地址，并点击“查询指令”按钮，在窗口上方会生成相应的学习列表，依照列表中的命令，依次开始学习。
如图7.7 命令码学习列表
选择要学习的命令行，点击下面的“进入学习”按钮。弹出如图7.8所示的窗口，点击“学习”按钮，在弹出的对话框中点击“确定”按钮。空调控制器的红色指示灯点亮，此时把空调遥控器对准空调控制器接收口，发射相应的指令（即按下相应的按键），当指示灯变灭时即完成学习。注意，空调控制器每次只能学习一条指令，即在红灯亮时，在遥控器上只能按一次键。
如图7.8 开始进入学习
（6）指令测试。依照图7.7列表中的命令，逐条进行测试。把空调控制器的红外发射头对准空调的红外接收器，选择要测试的命令行，点击“测试”按钮，观察空调动作是否正常。 6.3.5灯光、风机控制调试
对每一个灯光、风机控制回路，逐一进行调试。先在前端，手动操作开关，验证设备是
否工作正常。再在实时监控界面，通过软件操作，验证能否对设备进行远程控制。 6.3.6安防系统调试
安防设备主要有电子围栏、红外对射报警器、红外双鉴探测器和声光报警器。 对每一个前端探测设备，采用人工模拟的方法，触发其报警，在实时监控界面查看是否有报警信息。
在实时监控界面打开声光报警器，检验其是否有声光报警输出。 6.3.7视频监控调试
设置每个摄像机的RS485通信参数，设置视频处理单元每个通道的RS485通信参数，两者的参数设置要保持一致。这些参数包括通信地址、波特率、奇偶校验、云台控制协议等，一般波特率设置为9600、校验方式为无校验。
查看每一路图像，看是否清晰、是否有抖动；同时操作摄像机变焦、上下左右旋转，看能否进行远程控制。
摄像机及视频处理单元的设置方法详见其说明书，以上这些工作也可借助于视频监控厂家的专用软件。
在系统中添加视频处理单元，并设置相应的通信参数，保证能与系统正常通信。通过系统软件设置每路视频的通道名称，并下载到视频处理单元中。根据视频监控与其他系统的联动需求，设置相关摄像机的预置点。 6.3.8门禁系统调试
在系统中添加门禁处理器，并设置相应的通信参数，保证能与系统正常通信。设置每一个门禁的位置、验证方式等信息，设置授权人员和门卡，设置开门密码（默认为1234）。
对每一个室内门要验证如下内容：1）门锁是否可靠，2）门状态是否正确，3）是否可实现密码开门、刷卡开门、出门按钮开门，4）是否可实现软件远程开门。
对变电站大门，要验证如下内容：1）是否可实现刷卡开门、关门，2）是否可实现按钮开门、关门，3）是否可实现软件远程开门、关门。 6.3.9系统联动配置
依照图纸设计或客户要求，设置各子系统间的相互联动。一般情况下设置如下内容：1）电子围栏、红外对射告警联动视频、声光报警器，2）门禁告警联动视频，3）温湿度联动空调、风机，4）SF6报警联动风机、声光报警器，5）火灾报警联动风机、空调、视频。 6.3.10与一体化平台通信
设置系统的遥信、遥测点，并导出EXCEL表。根据导出的EXCEL表，修改ICD模型文件
的备注信息。同时修改ICD模型文件中的IEDName名称和61850协议转换器的地址。将修改后的ICD文件提供给一体化平台，即可进行联调。
七、结论
通过建设智能配电房综合监控系统，引入图像智能分析能力，实现了配电房图像、安防、环境、消防等辅助系统可看、可测、可控、可调。实现了可视化智能电子地图规划等技术，加强系统自动化、主动性和实用性的水平。能够极大地提高配电房管理效率，实现辅助系统的精益化管理，同时也为配电房的安全防范、设备检修、节能减排、智能巡检等提供更为可靠、 直接、全面的手段。
以平台为核心的智能配电房综合监控系统，不仅优化了配电房的监控子系统组网架构，促进了整体管理水平。同时最大程度地保护用户的原有设备， 有效地减少在设备更新时由于重复建设所带来的经济损失，系统架构也为用户今后新的建设和改造提供了一个统一的平台。
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容