配电室环境监控系统 无人值守智能化升改造

（一）提高用户侧安全用电水平，提升城市安全运行能力。配电室智能化运维的自动监控模式，将风险和隐患关口移，由“事后被动补救”转变为“事预警预防”，将各类风险隐患发现处置在萌芽状态，大提升高压电力用户配电室运行安全，减少电气火灾发生概率。例如北京某产业园配电室智能化运维系统，仅2020年就监测并处理事故跳闸报警1次，外电源故障报警1次，回路高负荷预警32次，以及电压偏高预警734次；北京某大学智能化运维系统自2019年2月运维至，共监测获得并处理重要负荷告警合计69次。

（二）减少电力用户用工成本，提升城市精细化管理能力。通过创新的智能运维平台，实现了“无人值班、少人值守”的运维模式，大大减少人工数量，降低企业运营成本，同时解决了当高压配电室运维人员缺失、技术能力不足等问题。例如朝阳某商场，采用配电室智能化运维后，原有14名电工全部调岗，改由附近的业线下运维工作站人员负责运维，并有效开展了3次应急修，整体成本每年也可节省40余万元。

（三）提高用户侧负荷管理水平，提升城市智慧管理能力。智能运维系统可以大提升用户数据获取能力，用户可时时查看用电数据和对近期用电数据进行分析，为用户节能提供数据支持；同时智能运维还可以与需求侧管理、市场化交易、电网运行、节能减碳等有机结合，解决数据流通道“后一公里”问题，助力智慧城市现代化建设。例如北京某医院，通过配电室智能运维系统在线数据监测分析，发现制冷空调电耗占比和单位面积制冷电耗均高于同类水平医院，呈现出“双高”现象。经过现场勘察，发现制冷空调运行方式还有优化空间，通过参数调整和优化控制，空调运行方式更加合理，制冷空调电耗占比降低2%，单位面积制冷电耗降低8%左右，实现“双降”效果。

2系统架构

配电室环境监控系统 无人值守智能化升改造解决方案(局放+温湿度+烟雾水浸+门禁+电气量监测+SF6浓度监测+风机控制等)一体化解决方案。是配电物联网的又一实际应用。方案包括：电气量、环境量、状态量的监测。包括并不仅限于配电房开关柜局部放电及电缆温度监测+环境温湿度+烟雾水浸+门禁+以及各类电气设备的电气量监测+配电房内SF6浓度监测+风机控制等。并可根据设备当监测到SF6浓度异常或者温室度异常时自动启动风机排风等功能。是新一代配电智慧变电站配电房开闭所的综合解决方案。

配电室环境监控系统 无人值守智能化升改造由主站层、通信层和置设备层组成。

（1）主站层完成视频监控、现场环境监控、设备运行统计、APP、远程控制、告警、远程控制、维修管理以及大屏展示等功能。

（2）置设备层由各类监控设备、传感器和HT500环境数据采集单元组成。

智能数据采集终端主要完成运行设备工况监控、安全防范监控、运行环境监控和智能输出控制功能。通过通信信道与主站建立实时通讯机制，定时、实时发送各种设备的状态参数数据、报警信息和接收主站下发的各种参数信息。

实现对开关柜内电缆接头、母排搭接处、开关触头、电缆中间接头等部位实时温度监测；

通过接入红外和超声波探测、烟雾探测、门禁设备模块，配合视频监控、智能轨道机器人等视频设备，实现人员进出监测、火灾报警、门禁管理、安全监控。

通过对电压、温度、湿度、电缆沟积水等参数的监测，配合对照明灯光、水泵、风机、除湿器进行联动控制，实现对现场环境状态的管理。

根据主站下发的命令或根据主控数据采集单元检测到的阈值信号完成相 应控制任务例如控制警号、风机、水泵、照明、智能空调遥控器等。

视频摄像机辅助完成对现场的环境和安全防范的监控，实现对现场环境和现场安全的远程巡检。

轨道机器人利用按轨道移动、水平和垂直多角度旋转的优势，可完成对现场的环境、现场安全、高压运行设备的运行参数、指示状态和位罝状态的远程巡检。

3配电房智能综合监控系统的整体功能

3.1环境状态量的监测

通过对室内环境（温度、湿度）、危险气体（SF6/ 臭氧/氧气）、危险状态（火灾、浸水、非法入侵）等环境状态量的采集和上报，以及空调机、风机等设备的控制管理，配合扩展设备实现预警联动，实现对配电房运行环境的实时在线监控和告警。通过数据监控与分析，逐步实现电房智能巡检。

3.2电气设备工作状态的监测和预警

通过采集室内电气设备(变压器、开关柜、配电柜等）的温度、局放数据，结合预警系统实现电气设备异常状态告警，实现对电气设备的实时在线监测。

3.3实现配电房的智能运维

通过远程视频、远程设备控制等，指导运维人员有针对性地开展配电房运维工作。

4研究创新点

在传统的配电自动化技术基础上，大胆引进并融合新型传感器、云计算、大数据、物联网和人工智能等新技术，使得产品功能更加智能化、网络化与数字化。

4.1实现配电房环境的实时监测与控制，营造良好的电房设备运行环境

利用物联网技术和新型传感器技术，实现了配电房的温度、湿度、运行噪声以及有害气体等环境参数的实时采集，并通过控制环境调控设备，将各项指标控制在标准范围内，实现了配电房环境智能监测与控制，为配电设备创造了一个良好的运行环境，从而确保设备可靠运行

4.2实现配电房各类电气设备的运行状态检测，提发现设备故障隐患

利用局放传感器直接检测+臭氧气体密度间接监测，分析判断设备是否产生绝缘性能下降和局部放电等故障。通过检测房内SF6气体是否泄漏、开关柜或变报器温度是否异常等，全面监测各类设备的运行状态，提发现和排除设备故障隐患,有效防止情况恶化并导致运行故障产生，有效降低设备故障率。

4.3实现入侵监测、身份鉴权、安全帽监测、电子围栏，有效保护运维人员安全

通过视频技术、人工智能识别技术对运维人员的身份进行识别和鉴权，并识别是否做好穿戴安全帽工作服等劳动保护措施。同时，在高压设备附近或其他危险区域设置电子围栏等，对发现的危险操作进行告警，有效防止人身安全事故发生，保护运维人员的生命安全。

4.4实现传感器通信协议的规范化，有效保障各类传感器可靠工作

当市面上的传感器协议众多，给开发和应用造成了大不便。通过调研分析对通信协议进行规范整合，使得不同传感器和物联网网关之间的通信更加简单、协调与可靠。

4.5产品设计标准化、典型化，适于批量化生产、安装和维护

产品设计时需充分考虑不同电房配罝各异、现场环境多样化的特点，在电源、端子排等组成单元均 用典型化、标准化设计，并且充分考虑后续功能扩展等需求，便于现场施工接线和安装调试。

4.6产品环境性能和防护和抗干扰能力强，可靠性高

产品充分借鉴了配电白动化终端的设计要求和经验，有效保证了产品符合恶劣环境下的适应性和电磁兼容特性，确保在现场可长期可靠运行。

5经济效益分析

5.1合理延长设备使用寿命，节约建设成本

传统的配电房巡检方式存在两大问题：一是维护不及时：二是无法评估不同设备的运行状态，只能定期整体保养或整体更换。

电网公司每年通常都要做预防性试验，一般5 年检修、10年大修。检修主要针对锈蚀、老化等设备进行替换。大修主要针对开关柜、变压器等主要设备进行停电检测和关键部件、整机替换。大修不会等到设备完全故障停用才进行，而是按照既定的大修时间（如10年）对设备进行换新。这种换新方式可保障配电房主要设备在下次大修可靠运行，一定程度上消除了事故隐患，但增加了建设成本。

通过配电房智能监控系统，可以从整体上分析设备的运行状态，对设备的使用寿命进行分类，在保证运行讨靠性的同时，延长部分设备的使用寿命，降低建设成本。

5.2由人工定期巡检过渡到智能化监控为主、人工巡检为辅，大幅降低运维成本

目，人工巡检存在问题发现不及时、巡检针对性不强、效率低、巡检质量无法量化等问题。 通过配电房智能监控系统可以实时发现各种隐患并实时上报，并结合数据分析，及时髙效地排査解决隐患并形成记录。