變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)解決方案

第一章項目概述

1.1 項目背景

變電站是指電力系統(tǒng)中對電壓和電流進行變換，接受電能及分配電能的場所。它是城市運轉、人們生活的重要基礎措施，起到保障電力系統(tǒng)安全運行、促進電力資源合理配置、推動能源轉型以及推進社會經濟發(fā)展的作用。

長期以來，變電站管理工作一直是城市供電系統(tǒng)運行管理的薄弱環(huán)節(jié)之一。一些變電站開關跳閘、環(huán)境過熱影響設備運行、設備潮濕失靈等問題，使得企業(yè)、居民的生活及工作用電均受到了不同程度的影響。

傳統(tǒng)的變電站運營管理主要是由工作人員逐個測量配電裝置及巡檢，結果是費時費工，既不能及時反映真實情況，也不能及時解決實際問題。隨著無人值守變電站的普及和貫徹，加強對變電站環(huán)境的監(jiān)測，保障供電安全，已成為非常重要的工作。

變電站常見安全的隱患：

?溫濕度隱患：由于溫濕度過高造成電子元件提前老化；

?空調控制隱患：空調無法根據變電站環(huán)境及時調整溫濕度，導致設備失靈；

?火災隱患：煙霧監(jiān)控不及時而造成的火災隱患。

1.2 建設目標

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)解決方案的總體目標是實現對變電站內的環(huán)境和設備進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理。

該系統(tǒng)解決方案是集變電站內環(huán)境監(jiān)測（包括溫濕度、煙霧等），設備控制（空調），以及智能監(jiān)控終端軟件于一體的智能變電站環(huán)境監(jiān)測管理體系。

通過對變電站內的各種環(huán)境監(jiān)測及報警數據進行分析，實時反映現場設備運行的環(huán)境情況、設備本身運行情況，通過聯動控制，保障變電站的電力設備安全運行。防止因環(huán)境改變、設備狀態(tài)變化而引起的事故，滿足變電站遠程運維的可靠管控要求。為新型現代化變電站的智能化、可視化、自動化、互動化做有效支撐。

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)解決方案要實現的五個目標：

1、為變電站內各系統(tǒng)及設備運行提供高度穩(wěn)定可靠的監(jiān)測信息資源，提供實時數據監(jiān)測以及必要的遠程控制、智能控制。

2、對變電站發(fā)生的故障產生故障告警，通過多種方式通知相關管理人員，及時處理，及時解決，對即將發(fā)生的故障進行預警。

3、促進變電站的自動化、智能化，明晰管理人員的權利和責任，提高機房的管理水平，節(jié)省配電所運行管理費用，達到短期投資、長期受益的目的。

4、利用平臺完善的數據統(tǒng)計和分析功能，為變電站管理者提供可靠地參考依據，為變電站建設與改進提供充分的決策依據。

5、預留充分的擴展功能，適應發(fā)展需要，做到方便擴展、容易更改，可適應環(huán)境的變化和管理需求的多樣化。

1.3 設計原則

根據變電站運營和管理的的實際需求，以及國內外技術發(fā)展的現狀和方向，參考國內外變電站環(huán)境監(jiān)控技術建設的先進項目，借鑒其建設經驗，在方案中我們遵循以下幾項總體原則：

■ 穩(wěn)定可靠

只有穩(wěn)定運行的系統(tǒng)，才能確保電力配送工程系統(tǒng)平穩(wěn)運行，監(jiān)控系統(tǒng)的作用和意義才能體現。整體方案從方案架構、產品設計等各個層面，都以穩(wěn)定可靠作為設計的第一目標。

■ 架構合理具有可擴展性

采用平臺級的理念來架構系統(tǒng)，使整個方案安全平穩(wěn)地運行，并具備良好的擴展性?？蓴U展性保證當用戶有更多的要求時，引入的新設備可以順利地與本次配備的設備共同工作，進一步擴展與提高系統(tǒng)的性能和功能。

■ 盡可能簡約的配置

整個方案盡可能采用簡約的連接方式，去掉各種冗余配置，減少故障點，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)造價。

■ 更好的系統(tǒng)效率

方案設計以盡可能提高系統(tǒng)整體的運行效率為重要依據，選擇更合適的產品以及更合適技術方案實現。

■ 更高的性價比

方案一直以更高性價比為目標，不斷升級和改進軟硬件產品，針對各大環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)都有對應的產品和方案。以“為客戶提供最高性價比的方案”為設計目標來進行方案設計，綜合客戶需求以及擴展性要求，選擇最合適的產品，降低系統(tǒng)造價，為客戶節(jié)約項目成本。

■ 系統(tǒng)更易于使用和維護

方案設計根據項目建設規(guī)則等選擇合適的監(jiān)控產品和技術方案實現，力爭使系統(tǒng)更容易使用和維護，降低客戶使用監(jiān)控系統(tǒng)的管理和維護成本。

1.4 設計依據

■《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174-2008

■《通用用電設備配電設計規(guī)范》GB 50055-2011

■《電氣裝置工程施工及驗收規(guī)范》GBJ232--82

■《智能變電站技術導則》Q/GDW 383-2009

■《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB 50052-2009

■《低壓配電設計規(guī)范》GB 50054-2011

第二章項目介紹

2.1 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)介紹

為了充分保障變電站內設備運行的環(huán)境安全，需要對其內部環(huán)境進行監(jiān)測，以達到實時、自動監(jiān)測變電站內的環(huán)境，該系統(tǒng)主要涉及到變電站內的溫濕度、煙霧等環(huán)境監(jiān)測。

通過設立統(tǒng)一監(jiān)控管理站，對分布在變電站不同區(qū)域的多個設備和信息進行全數字化集中監(jiān)控管理，實現變電站的少人或無人值守，滿足現代化智能變電站管理的需要，使用戶的維護模式從“被動搶修模式”變?yōu)?ldquo;主動預防模式”。

本監(jiān)測系統(tǒng)施工部署簡單方便，細節(jié)考慮周到，擴容方便。所有的監(jiān)測設備都采用總線布線方式；監(jiān)控管理平臺也非常人性化，界面友好、操作簡單、功能全面，監(jiān)控設備的管理采用即插即用，監(jiān)控平臺能夠自動搜索新增的設備，無需手動添加，維護非常方便。實現了即插即用系統(tǒng)集成擴容的平滑過渡，這樣需求方可以很方便地根據自身的需求和投資預算進行項目的投資，不會造成重復投資浪費。

2.2 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)勢

■ 專注所以專業(yè)

我司多年來一直專注于環(huán)境監(jiān)測這個行業(yè)，力爭為客戶提供最好的、最高性價比的環(huán)境監(jiān)測產品和解決方案，是環(huán)境監(jiān)測行業(yè)的知名廠商。具有完備的產品和解決方案，供應地區(qū)300+、服務全球110k+客戶。

■ 系統(tǒng)級整體性及平臺化

借助自身多年來的行業(yè)經驗，結合客戶需求的方方面面，給出系統(tǒng)級、整體性的解決方案，具備更好分工以及協同效率，設計將具備良好的系統(tǒng)擴展性。本方案覆蓋變電站內的溫濕度、煙霧等不同環(huán)境參數的監(jiān)控，具備高整合度；集測、管、控一體化的整體考慮，提升變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的平臺級管理功能。

■ 基于標準的IP網絡，組網方便

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)組網結構完全基于TCP/IP網絡通信協議，對監(jiān)控節(jié)點分布廣、數量大的多站點集中智能監(jiān)控提供了最有效的監(jiān)控手段，使用基于IP網絡的監(jiān)控系統(tǒng)為網絡運營維護的統(tǒng)一管理提供了便利。

■ 使用標準協議，擴展方便

使用標準的、開放的協議便于集成以及系統(tǒng)擴容。由于搭建了基于IP的監(jiān)控平臺，現場數據采集也使用標準的ModBus協議，使得增添監(jiān)控節(jié)點或是增加監(jiān)控信息非常方便，更實現了即插即用系統(tǒng)集成擴容的平滑過渡，這樣需求方可以很方便地根據自身的需求和投資預算進行項目的投資。

■ 具有豐富的自動告警方式

系統(tǒng)支持電話、短信、聲光、郵件等報警功能，并具有多種告警策略可以選擇，通用系統(tǒng)即可滿足絕大多數用戶的需求。

■ 優(yōu)化的數據交互功能

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)報警事件采用先進的實時報警方式，除了監(jiān)控中心可以通知管理人員告警信息，環(huán)境監(jiān)控主機也支持實時報警功能，它具有強大的脫機短信報警功能，還可以通過4G/以太網/RS485等方式主動上傳監(jiān)控數據及報警信息。系統(tǒng)可將管理軟件數據處理的工作分攤到下面的監(jiān)控主機上，這樣可靈活設置報告數據的間隔，減少系統(tǒng)正常時發(fā)送的普通數據，而在異常發(fā)生時可以及時將報警事件通知到監(jiān)控中心。從而保證了監(jiān)控系統(tǒng)報警的實時性和可靠性。

■ 軟硬件產品集成度高

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)軟硬件產品根據行業(yè)發(fā)展的需要，與時俱進，不斷更新換代對應的產品，剔除過時及冗余的功能，不斷集成有效地新功能，使產品具備越來越高的集成度，給客戶提供更高性價比的產品。

■ 系統(tǒng)具有完善的網絡脫機管理功能

當監(jiān)控主機通訊鏈路中斷之后，監(jiān)控主機的告警信息以及實時數據會存在本地，當通訊鏈路恢復之后，脫機數據重新上傳到監(jiān)控中心，保證監(jiān)控數據的完整性。監(jiān)控中心具有完善的中斷監(jiān)測機制，設備通訊中斷后，及時發(fā)出告警。

■ 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)施工部署簡單、方便

所有的監(jiān)測設備都采用RS485總線布線；監(jiān)控管理平臺多種部署方式，針對簡單需求可以實現傻瓜式安裝，非常人性化，界面友好、操作簡單、功能全面，輕松實現監(jiān)控功能及報警的配置。

■ 切合客戶需求的獨有功能

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)結合客戶需求，集成了很多比較實用的功能，也可根據客戶需求，支持定制。從客戶使用的角度出發(fā)，使應用和維護盡可能方便省心。

■ 多平臺遠程管理，功能強大

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)支持電腦PC端、APP移動端、微信公眾號等多種方式遠程查看、管理數據。

第三章項目方案設計

3.1 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)方案設計

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)要由三個工作模塊組成，第一部分：環(huán)境監(jiān)測（溫濕度監(jiān)測、水浸監(jiān)測）；第二部分：設備聯動控制（空調控制）；第三部分：智能環(huán)境監(jiān)控主機與平臺軟件通信。

該系統(tǒng)通過在變電站配置相應的傳感器以RS485布線方式連接環(huán)境監(jiān)控主機將采集到的環(huán)境數據用4G/以太網上傳至環(huán)境監(jiān)控云平臺。通過軟件對每個測點的測量值及其工作狀態(tài)進行連續(xù)采集，如出現異常，系統(tǒng)會自動發(fā)出聲光、短信、語音、郵件告警及時通知相關管理人員，將可能出現的險情消滅在萌芽狀態(tài)，避免造成大的經濟損失及影響變電站設備的正常工作。

3.2 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)拓撲圖

3.3 變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)子系統(tǒng)方案設計

3.3.1 環(huán)境監(jiān)測

3.3.1.1 溫濕度監(jiān)測

監(jiān)測對象：變電站不同區(qū)域的溫度、濕度進行實時監(jiān)測。

監(jiān)測內容：實時監(jiān)測變電站內的溫濕度數據，防止室內溫濕度過高造成設備損壞故障。

監(jiān)測效果：本地液晶屏顯示，實時顯示溫濕度傳感器所在位置的溫度、濕度變化情況，一旦溫濕度超出范圍，即刻啟動報警，提醒管理人員及時調整空調的工作設置值或調整變電站內的設備分布情況。

【設備配置】

設備	款式	技術參數
86殼溫濕度變送器 RS-WS-N01-1-*		直流電源（默認）：10-30V DC 最大功耗：0.4W 探頭工作溫度：-40~+80℃ 探頭工作濕度：0~100%RH 通信協議： ModBus-RTU 通信協議輸出信號：485信號溫度顯示分辨率：0.1℃ 濕度顯示分辨率：0.1%RH

3.3.1.2 火災監(jiān)測

監(jiān)測對象：對變電站環(huán)境中的煙感狀態(tài)進行監(jiān)測。

監(jiān)測內容：實時監(jiān)測室內煙霧濃度，且及時報警，將火災隱患控制在初期，減少可能造成的損失。

監(jiān)測效果：在變電站內的不同區(qū)域布置煙霧報警器，通過RS485布線實時上傳數據至監(jiān)控主機。當監(jiān)測到環(huán)境煙霧時，系統(tǒng)會自動啟動本地聲音報警，監(jiān)控主機觸發(fā)聲光報警,啟動短信、電話等報警類型，幫助管理人員及時發(fā)現火災隱患。

【設備配置】

設備	樣式	技術參數
煙霧報警器 RS-YG-N01		供電電源：10~30V DC 報警聲響：≥80dB 煙霧靈敏度：1.06±0.26%FT 符合標準：GB4715-2005 工作環(huán)境：-10℃~+50℃，≤95%RH（非結露）

3.3.2 設備聯動控制

3.3.2.1 空調控制

工作內容：根據變電站內的實際溫濕度智能調節(jié)空調的運行狀態(tài)，使變電站始終保持恒溫恒濕的狀態(tài)，避免環(huán)境溫濕度過高過低導致配電設備老化受損，降低運營成本。

工作效果：在變電站內安裝學習型紅外空調控制器，實時采集環(huán)境中的溫濕度，當監(jiān)測到溫度、濕度等任一數值超限時，代替空調遙控器自動完成空調的開關功能。

【設備配置】

設備	款式	技術參數
學習型紅外空調控制器 RS-KTC-N01		供電：DC 10~30V 功耗：0.3W 工作環(huán)境：-20℃~+60℃ 0%RH~95%RH 非結露通信接口：RS485 紅外口：紅外發(fā)射延長線可達5m

3.3.3 智能環(huán)境監(jiān)控主機與平臺軟件通信

工作對象：對整個系統(tǒng)進行實時監(jiān)控。

工作效果：自動收集智能環(huán)境監(jiān)控主機上傳的數據，當其中任一參數超過設定值時報警主機觸發(fā)報警，啟動短信、聲光報警，及時通知管理人員緊急處理。

工作內容：數據24h不間斷監(jiān)測、設備運行狀態(tài)監(jiān)測、超限告警、繼電器控制。

【設備配置】

設備	款式	技術參數
環(huán)境監(jiān)控主機	RS-XZJ-100-Y-*
軟件監(jiān)控平臺	www.0531yun.com

第四章綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺介紹

4.1 綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺功能描述

綜合環(huán)境云平臺以先進的信息采集系統(tǒng)、物聯網、云平臺、大數據以及互聯網等信息技術為基礎，各級用戶通過PC端WEB、APP客戶端、微信端等多種渠道訪問平臺數據，實現遠程系統(tǒng)管理功能。用戶可實時對項目上每個重要參數進行實時監(jiān)測、管理，同時實現基于平臺的遠程手動控制。

4.2 綜合環(huán)境監(jiān)控云平臺功能介紹

4.2.1大屏可視化

可滾動顯示變電站各區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測數據，數據清晰、直觀，便于管理員進行系統(tǒng)查看。

【大屏可視化】

4.2.2 數據實時監(jiān)控

變電站環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的數據均由綜合環(huán)境云平臺處理。在軟件頁面中，可從樹狀圖中清晰地找出每個變電站的環(huán)境情況。數據可以通過圖形化界面、列表和曲線的方式反映，圖形化界面的優(yōu)勢在于讓用戶直觀看到數據和傳感器相對位置，列表則更利于用戶對數據進行對比。