智能配电室环境监控系统

1 配电房安全当前现状

随着现代化进程的推进，城市化的快速发展，小区配电室在保障居民平稳用电的过程中发挥着积极的作用。目前供电公司的配电室一般都采取无人值守，定时巡查制度，这样既浪费人力物力也无法做到对配电室的环境和安全实时监控。而配电室的环境稳定可靠（空调、新风机、温湿度、漏水、消防、保安、门禁等）对变压器的正常运行至关重要；一旦配电室环境出现不利于变压器正常运转的故障时，就会影响变压器系统运行，对保障居民安全、平稳用电的构成威胁；如果没有相应的系统来辅助营销部的配电管理人员，就无法第一时间发现配电室发生危害设备的险情及马上采取避免导致损失扩大的措施，造成最终损坏变压器设备，居民及企事业单位的用电将无法保障。

因些，配电室环境监控系统的应用将势在必行。在进行系统建设时，我们采用系统工程的观点和环境结构、服务需求、设备内容和管理模式四个基本要素以及它们的内在联系进行优化组合，从而提供一个稳定可靠、投资合理、高效方便、舒适安全的环境监控系统。目前配电室环境监控主要包括温湿度、漏水、安防、消防，以及空调等系统监控，实时监测配电室环境内设备的工作状态和运行参数。一旦发现设备故障或运行参数越限，系统立即通过图文、电话语音、声光、短信等报警方式报告管理人员，及时解决故障。系统支持视频传输，管理人员可以在网络内任何位置通过系统，观看流畅的环境内实时视频，其网络传输采用多播方式，允许多台微机同时浏览。一旦检测到有人非法进入或探头报警，即触发录像过程，把整个过程记录下来，以便查看。

配电室环境监控管理平台要能实现四个目标：

n       监测环境内各系统及设备运行提供高度稳定可靠的监控信息资源；

n       节省监测环境运行管理费用，达到短期投资长期受益的目的；

n       确保提高监测环境管理工作效率并提供安全舒适的工作环境；

n       系统软/硬件均采用模块化结构设计，适应发展需要，做到具有可扩展性、可变性，适应环境的变化和工作性质的多样化。

2 智能配电房监控系统

智能配电房监控系统，是以“智能感知”和“智能控制”为核心，通过物联网技术的集成应用，电科恒钛根据配电房实际情况，结合多年的变电站和配电房的运行管理的经验，采用Tip3000核心技术平台和HT500系列配电房监控装置，实现配电房、环网柜、配电房等场所干变绕组温度监测、开关柜母线测温、开关柜局放监测、馈线电量温度监测、环境监测（温湿度、sf6/o2/o3、NO/TVOC、噪声、漏水、水位）、设备控制（空调、除湿机、风机、灯光、水泵、新风机）、视频巡视巡检等一体化监控，实现参数设置、状态监测、设备控制、视频监控、报警记录查询功能。

系统对各种监测及报警数据进行分析，实时反映现场设备运行的环境情况、设备本身运行情况，通过联动控制，保障配电房的电力设备安全运行。防止因环境改变、非授权活动、设备状态变化等引起的事故，满足配电房远程运维的可靠管控要求。为新型现代化配电房的智能化、可视化、自动化、互动化做有效支撑。 

3系统构成

根据《配电房管理制度》、《配电房操作规程》、《电力安全生产条例》以及《视频安防监控系统技术要求》等规范标准及要求，结合电科恒钛实际应用案例，该系统采用分布式和模块化架构，把10-35kV智能配电室环境监控系统分为站端系统和软件平台及移动客户端应用三部分构成。

1）配电房【站端系统】：包含了部署在配电房、配电房等低压侧的环境、设备信息采集设备，通过接入各种类型的物联网环境与设备监测传感器，视频监控装置等。

站端设备以HT500系列配电房监控装置为核心，能够接入开关柜、环网柜、变压器传感器或智能设备，温湿度等环境传感器，在线式红外母线温度传感器，电缆无线测温设备，SF6和O2传感器，H2S传感器以及O3传感器。对射/红外等安防设备、消防主机设备，一路门禁、8-24路灯光/空调以及风机的控制等功能。并可以通过扩展实现图像抓拍、SF6泄露报警、消防报警等功能。

2）云端【软件平台】：主要是配电房各供配电和设备监控管理平台，负责监测、管理及分析感知层获取的整个物联网系统实时数据；实现配电房内设备的状态监测、环境的实时监控、安防监控、火灾消防等信息的检测和控制在内的一整套应用和数据管理平台。

3）客户端应用：是指智能手机、电脑、PC机等，可及时获取系统内设备实时运行数据及故障报警信息等。

4网络拓扑设计

目前，对于智能配电房监控系统通常有以下几种组网方式：（总之，通过各种技术手段，配备以太网为最优化和成本最低的传输方式。）

1）有线光纤组网（已有以太网的配电房）：每个配电房主机需要一个RJ45网口和一个IP地址即可。

2）4G无线组网（没有以太网和光纤的配电房，就近租用电信运营商的以太网或者光纤）：适合于小区内运营商网络连接较为方便的地方。  

3）VPN组网模式（没有以太网和光纤的配电房，租用电信运营商的无线网络）：采用3G、4G路由器接入的方式，可以使用公网或者组成VPN专网。本方案需要向运营商缴纳网络使用费用和购买VPN服务器。

5系统功能设计

HT500配电房监控装置安装在配电房内，通过采集和传输技术，可以实时监测配电房内的重要场所和设备的工作环境（如：温度、湿度、漏水、水位、有害气体(SF6,H2S,O3)、风速风向、烟雾、明火等等）；

当检测到环境量出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信网络将数据上传至系统平台。

站端设备包含各种传感器（温度、湿度、漏水、水位、有害气体等）。系统平台可以直观的显示出被监测量的大小或状态，以及被监测量的实时值或各种故障发生的情况。

n         环境参量超标自动告警及自动排障功能：在监控中心对环境参量超过预设值时发出视听告警，在平台的图形展示界面或者电子地图界面上闪烁显示，以及通过语音、短信方式自动通知值班维护人员，并自动将排障资料打印/存档。

n         警情管控功能：在出现警情时可以按照设置，手动或者自动的控制报警音箱、警示灯、通道门体、风机以及水泵等运行，进行防护和降低危害；

n         链路检测功能，系统通过心跳监测设置，可以实时监控下位机设备以及通信线路，自动诊断设备及链路故障，并实时显示在界面上。

n         环境监测数据、状态监测数据及远程控制数据的历史信息查询

无源无线测温产品由主机和传感器两部分组成，产品为自主研发生产。

主要应用在：开关柜动静触头、母线接头、电缆接头、易过热点等位置的温度检测。

通过在电缆及电缆接头上安装连续测量温度的探头，每台设备可安装8~16个探头，对电缆、电缆头的运行状态实时进行监测,并把测量结果通过无线网络上传到监控中心数据库服务器，通过软件分析能够提前确定电缆的早期过热现象，实现电缆故障的早期预测，防患于未然。

系统接入：系统可集成智能环网柜DTU在线监测系统功能，可支持环网柜的实时状态监测与运动控制。

通过环网柜远动DTU监测子系统的接入与集成，可实现开关分、合。远、近程控制，闭锁、解锁控制。并完成对开关设备的位置信号、电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电能量等数据的采集与计算，实现对馈线开关的故障识别、隔离和对非故障区间的恢复供电。同具备各种通信功能，能够实时的将采集的数据上传主站，从而实现环网柜、开闭所、箱式变电站远方测控的自动化功能。实现环网柜、开闭所、箱变的智能化管控。

通过开关柜数据采集系统或模块单元输出RS485采集信号，与HT502监控主机通信，后端数据采集服务器实时采集各种信号量状态遥测遥信数据，中心软件集成该开关柜实时监测子系统，主要完成配电房动力配电柜、高压开关柜的运行状态、负载参数等数据采集与监测预警，包括电压、电流、触点温度等，以及各种设备的供电情况的监视。

支持实时显示高压开关柜带电数据指标，掌握开关柜的运行情况，主站软件平台中；

支持实时显示开关柜，配电柜等一次设备的电压，电流等负载遥测数据；

支持设置上下限的预警值，实现声光 、语音、短信、视频画面等多种联动提醒方式。

系统平台可以实现对任意指定的监控场所，在任意时间计划内，对任何发生的事件/组合事件（传感设备探测、视频监控图像分析等事件），制定出详细的站端设备、语音、灯光、摄像头等任意设备的关联动作计划，进行智能设备联动。

A空调节能控制功能

手动控制功能：可以通过管理软件或客户端，在监控中心远程控制控制空调开机、关机、升温、降温等，并能够直接调整空调的温度值。

直接远程控制风机的开启和关闭，也可以设置风机的定时开启和关闭，每台风机每天最多可设置五个自动时间段。

自动控制功能：通过设置温湿度上下限以及室内室外温度差，自动控制空调的关闭、开启以及风机的关闭和开启功能。

B 灯光控制系统

手动控制：在监控中心电脑可以远程控制灯光的关闭和打开。

报警自动控制：根据设定的条件，对红外探测器、周界报警以及电子围栏产生的报警信号，自动打开灯光。

灯光信号的布撤防时间组灵活控制（针对统一映射的周界、电子围栏等触警联动灯光，可设定联动时间区段，控制白天触警不联动，减少资源消耗，起到节能效果）。

C 其它控制功能

水泵控制；

加热器控制；

声光报警器控制：远程控制启动和关闭，避免扰民。

其它设备控制 。

防盗报警系统通过灵活配置，实时反映探测器的布、设防、报警及各种状态，对报警信息进行及时提示。在设定的布防时间内，实行入侵监控。并且报警系统可以同时联动该区域的照明系统、闭路电视监控以及门禁等系统 。

u       可手动布撤防和自动布撤防（每个防区可设置5个时间段）

u       结合硬件可控制报警主机每个子系统（用户）的布撤防。

u       可按需求设置分区图、防区图、子防区图

u       可按需要设置报警后弹出相关地图

u       地图上还可设置联动摄像机、门禁等，并直接在地图上控制

u       可自定义的报警后语音提示

u       完善的事件记录，供事后查询

视频监控子系统分为两种方案，第一种在没有以太网的配电房，可以采用串口摄像头，平常不录像，当出现报警等情况时进行联动抓拍，抓拍的图片可以传送至中心平台上。第二种方案是有以太网的配电网，完全可以采用数字监控系统，实现专业监控功能。

(1)  安装安防摄像头，可监视配电房/配电房即时情况；

(2)  支持帧率、码流、分辨率可通过软件操作界面进行参数设定，也可按预先设置的方案自动调整；

(3)  报警联动拍照功能：支持配电房/配电房事故报警、消防报警、防盗报警、防火报警、电力设备水浸报警、门禁报警、非法闯入及画面异动报警等多种报警类别联动拍照上传功能；当发生报警时，能联动相关设备，如启动警笛等，相关设备启动后，在设定的时间内自动关闭；报警发生后，配电房/配电房安防摄像头向客户端和监控中心发送报警信息，并同时启动拍照功能；

(4)  实时图像监视：局域网上的任意监控终端，可实时监视图像信息，可以同屏显示多路（1、4、9、16路）实时图像信息 ；

(5)  可视对讲功能：本地变电站和监控中心值班员工作站之间，可以实现基于IP的语音功能，包括：实时的语音对讲及语音广播功能；变电站端场景录音等；

(6)  本地及远程控制功能；本地变电站或远程的任意监控终端，通过网络视频集中监控系统管理软件，可控制变电站的云台、镜头等监控设备

(7)  录像功能：系统可根据情况进行录像和参数设置。录像的磁盘容量空间可设置，并具备自动覆盖功能。系统录像功能包括实时录像、定时录像、运动检测预触发录像、报警预触发录像以及软件联动录像等。

说明：本子系统支持海康、大华等主流硬盘录像机和数字搞清摄像机系列产品。因此产品不再另外介绍。

Ø       烟雾、明火、主变消防等火灾状态的实时监控。

Ø       报警联动功能：本地声光报警，监控中心计算机报警，以及手机短信告警功能。并且可设置联动视频、门禁、灯光等子系统。

Ø       系统可以直接接入烟雾探测器，也可以通过智能接口集成主流消防厂家设备。

Ø       目前支持海湾、依爱、赋安、利达华信、互易、安吉斯、泛海三江、泰和安、TX3607、NOTIFIER等消防主机协议。

一、系统概述

门禁系统是指基于现代电子与信息技术，在配电所的出入口安装自动识别系统，通过对人（或物）的进出实施放行、拒绝、记录等操作的智能化管理系统。它是利用非接触式智能卡或指纹代替传统的人工查验证件放行、用钥匙开门的落后方式，系统自动识别智能卡上的身份信息和门禁权限信息，持卡人只有在规定的时间和在有权限的门禁点刷卡后，门禁点才能自动开门放行允许出入，否则对非法入侵拒绝开门并输出报警信号。

由于门禁权限可以随时更改，因此，无论人员怎样变化和流动，都可及时更新门禁权限，不存在钥匙开门方式时的盗用风险。同时，门禁出入记录被及时保存，可以为调查安全事件提供直接依据。

HT502站端监控主机包含一路门禁，直接接入读卡器、电锁、按钮即可实现门禁功能。

二、系统详细功能

1)      支持多人授权、多门授权以及复合授权三种模式

2)      支持36个可编程时间组，每个时间组包括5个时间段，每个时间段的起始值任意定义。

3)      系统支持实时监控和脱机运行双模式运行。

4)      系统支持人员进入出去时间人员记录。

5)      系统提供设备或网络故障报警、非法闯入报警、门开超时报警、非法刷卡报警以及胁迫报警等。所有的报警都会在总控制电脑上实时显示红色闪动记录，驱动计算机音箱提醒管理者注意，并且和监控等系统进行联动。

6)      系统支持卡、密码、卡＋密码等多种开门方式。

7)      系统提供通过中心软件进行强制关门和紧急开门功能。

8)      系统支持对所有门或单个门设定门常开时间等。

9)      系统支持多卡认证开门。

10)  系统支持锁开超时报警功能

11)  系统支持电子地图实时监控

12)     系统具备考勤、密码开门、IC卡开门、出门按钮开门、锁开超时告警、开门超时告警、断线告警、非法开门告警以及胁迫告警等多种记录。

1、安防报警联动：中心站及子站的安防子系统，通过监控主机接入安防信号（电子围栏、红外对射，小动物探测器等），一旦有警情发生，系统可以联动图像监控系统，并发送报警信号给中心管理系统，同时，可以根据联动方案自动调用摄像机进行抓拍与录像，并可实时播放告警语音、发送提醒短信等。

2、环境量告警联动：温度量程告警，前端监控主机可通过接入的空调控制器，自动联动对应的空调，进行开机制冷或者制热；湿度探点告警可配置联动相应区域的风机或者除湿器进行除湿联动。

3、有害气体联动：根据现场检测的SF6，H2S,O3,CO等有害气体，可配置联动风机，进行通风，以及联动声光报警器进行报警。

4、告警短信语音联动配置：支持配置各类型告警点报警时的短信提示、语音播报、声光警示以及现场广播威慑等。

5、联动抓拍录像及查询功能：可以根据抓拍类型、记录类型、联动类型、触警条件、抓拍区域以及时间等各种条件，对抓拍录像进行查询。抓拍录像实时存储在中心服务器上，可避免前端被破坏而造成的录像丢失。

6、刀闸动作视频联动：通过智能监控主机，后台监测中心，在监测到刀闸开关动作信号时，主动打开相应位置的照明灯光，自动弹出关联的视频，响应实时画面监控，可观看保护开关的实时闭合状态。

所有的门禁读卡器都可以作为巡视读卡点使用，门禁控制器能记录刷卡信息，连PC后数据下载到电脑上保存。电脑上的巡视软件可以根据这些读卡数据按部门、个人、日期统计各种巡视报表，方便快捷。任意的读卡门禁点都可以设成巡视点，即方便实用，又经济省钱。可以在已使用门禁系统的基础上，不用增加硬件成本，而只需增加一套巡视软件就能实现巡视计算机管理功能，避免了类似于打卡钟等巡视设施带来的人工处理的大量工作量，节约了劳动力资源，更提高了电站管理效率。

l       利用门禁系统现有设备和网络，对电站工作人员对无人职守的变电站进行巡查管理和监督。

l       结合对施工单位工作票管理制度，实现定时、定点、定位、定人以及远程授权操作管理，可以有效的防止无授权人员进入非工作站、非授权作业区，避免复制开门钥匙和领取钥匙者随意进入变电站的安全隐患。

6 系统功能特点

开放性：配电房综合监控系统系统能够对下接入不同厂家/品牌的站端设备、传感器、控制器、摄像头等。

统一性：配电房综合监控系统需要包括通信规约（485/422/232/61850/开关量等）的转换，带有自动对时功能，可以实现不同站端设备的集中和管理，包括环境监测、音视频、照明、安防等的完整集中统一

智能性：配电房综合监控系统可实现针对不同监测场景（开关室、设备室、控制室、地上、地下所等），设定不同监控策略，不同的监控职能部门，任意配置，满足不同的监测需求。

易扩展性：配电房综合监控系统在未来监测场所\设备增加、系统升级扩容时，仅需要完成软件的配置即可。

易用性

Ø       配电房环境监控系统系统采用B/S架构设计；

Ø       从应用角度出发，系统平台的功能应符合实际需要，有良好的可操作性，运维人员通过简单的培训就能掌握系统的操作要领，能够在实际工作中运用系统。

高可靠性

配电房是配网结构中的重要基础场所，智能环境监控系统也是长期处于运行状态，系统的稳定性显得尤为重要。因此：

Ø       站端设备可以脱网独立运行；

Ø       局部所故障不影响整个系统平台的正常工作。

Ø       站端设备采用模块化结构，便于故障排除和替换；

Ø       系统平台有具备处理同时发生的多个事件的能力；

配置清单及预算