0引言
近年来，国家加大了农村低压配电网络改造升级投入，低压配电网供电可靠性及供电质量得到明显提升，但低压配电网络自动化运维水平及农村电网用电安全尚处于较低水平。低压配电变压器、配电台区和配电室数量多，且分布范围广，漏电、过负荷跳闸事故频发，降低了配电网运维水平。本文基于无线通信技术及云端服务平台，实现了对现有10kV配电室的远程自动化监控系统改造。
1 配电室现有监控技术的不足之处
（1）现有配电室无法实现全天候数据信息上传，目前国内配电室除了表计采用远程数据获取方式外，环境温湿度数据、配电室门锁及视频数据均无法实现远程在线监控，配电室存在严重的安全运行隐患。同时，部分配电室未安装电磁门锁及视频监控设备，无法有效预防人为破坏行为；无法监控运维人员作业操作是否符合规范要求。
（2）配电房所处地势较低,每逢汛期,因为排水通道不畅,人手不足等原因,极易出现配电房大量积水或者倒灌等情况,从而给室内电力设备的运行带来严重的威胁。配电房水浸问题轻则引起断电,重则使设备短路造成设备保护跳闸,甚至引起上级配电设备动作从而扩大受灾面积。
2福州连江海峡文化村10kV配电室概况及改造需求
2.1配电室概况
福州连江海峡文化村10kV配电室安装3路高压开关柜，1路进线柜、2路出线柜；10/0.4kV配电变压器两台，0.4kV母线采用双段布置形式；12面低压柜。
2.2 功能需求如下：
（1）针对开关柜，需要配置具有耐高温阻燃硅胶材料，捆绑式的无源无线测温传感器，来确认开关柜母线温度。
（2）针对每一面进线柜，需要配置具有采集精度高、响应速度快的SF6气体监测装置，来确认配电房内环境安全。
（3）针对每一条电缆沟，需要配置水浸传感器，实时监测电缆沟内的水位情况。
（4）针对每一排配电柜，需要配置一个球形摄像机或多个枪型摄像机，实时监视配电室内情况。
（5 针对整个配电室工程配置一台配电室环境检测柜，监控配电室的环境安全，其功能应包含：
u 环境温度、环境湿度、SF6气体浓度、O2气体浓度、电缆沟水位以及烟感传感器等监测信息实时刷新。
u 采用红外检测，防止不明人员或小动物的入侵。
u 对视频监控画面实时显示。
3技术方案
此次配电室改造项目基于智能变电设施云监控平台，包括站端设备采集单元、站端和远端数据显示等组成部分。改造完成后，可通过远程计算机、智能移动终端实时监测配电室设备运行情况，满足配电室运行环境安全及故障隐患的远程在线巡视需求。实现10kV配电室的无人值守、无人巡视。
3.1 环境与非法入侵监测
在高、低压室内各安装一台温湿度监测模块，实现对温湿度数据的实时监控，确保配电室设备的正常运行。无人值守配电室在运行过程中，会受到不明人员或小动物的入侵威胁，为此安装红外双鉴探测器一套，实现入侵自动报警。
3.2 视频监控
在高、低压室各加装360°全景摄像头一台，监控摄像头可自动对焦，用以配电室运行情况的远程监控。遇故障报警时，自动上传现场视频至后台存储，配合运维需求，由后台调取现场情况录像。
3.3设备控制
设备控制主要是对配电房内一些设备进行开关控制，主要控制设备是：照明设备、风机、水泵。具体功能如下：
（1）对配电房的环境和设备进行防盗、防火、防人为事故的监视。通过通信网络通道，将被监视目标的实时图像及报警信号上传到主站，并实现控制功能。
（2）操作人员可通过主站对智能配电房的设备、现场进行监视，可对智能配电房摄像机进行控制（左右、上下、远景/近景、近焦/远焦），对于带预置点云台，操作人员可以直接进行云台的预置和操作。
（3）根据浸水探测器返回的信号或远程控制，主控主机开启或关闭水泵，完成对积水的清除。
（4）根据温湿度探测器返回的信号或远程控制，主控主机开启或关闭风机，完成对室内空气、湿度、温度调节，改善室内空气质量。
（5）根据时间或远程控制，主控主机开启或关闭照明灯，完成对室内光线补充，协助摄像机进行视频采集。
3.4数据转发与视频数据备份
配电室内加装通信机柜一面，内置通信管理单元，建立配电室与云端服务器的4G无线通信链路，实现对高压监控单元的数据、低压监控单元的数据和视频数据的集中管理。配电室配置视频录像机一套，安装于通信机柜内，用于现场视频数据备份，服务于日常设备维护与故障处理。
3.5 云端数据处理分析
云端服务器完成通信管理单元上发数据的整理、分析与转发，将用户需求数据在远端（PC或移动APP）进行展示。
3.6 不同用户权限
云端服务器可设定不同用户权限，分配给不同层级的运维及管理人员，通过PC、移动APP端查看权限指定内容，包括站端的遥测、遥信数据。
4、系统特点
1. 支持本地通过触摸屏进行查看和操作, 移动应用巡检、监控中心电脑端远程运维与操作。
2. 支持多级用户权限，保证系统使用安全；支持声光、短信、移动应用等多种方式报警。
3. 集成温湿度、漏水、空调、SF6、O2、视频、红外、门禁等，进行集中监控。
4. 软硬件高度一体化的解决方案。
5.涵盖动力设备监控、环境监控、安全监控、消防监控、照明控制
6. 监控主机装置内置系统软件、搭配触控屏实现本地监控功能，十分方便管理与升级维护。
7. 电力屏柜、配电单元遵循电源规范化设计，将强弱电进行物理隔离，保证安全性。
8. 监控系统具备完善的数据采集、展示、分析、上传、存储以及管理功能；
9. 支持 IEC61850，IEC104 等电力规约，无缝对接配电自动化电力平台。
10. 既能独立运行也可以组网完成跨地域的多配电所监控。
5系统优势
系统设计属于软硬件高度一体化的解决方案，建设与实施支持多种方案选择，具体如下：
1）存量站点，技术改造：针对存量配电房，开闭所，通过技术改造，保护用户投资成本；完善站端系统数据接入，实现统一运维。
2）新建站点，扩展升级：针对新建的配电房，开闭所站点，可根据现有站端系统建设规范，实施构建无人值守巡检模式。
3）子站厂商，兼容接入：针对第三方厂商实施的配电房站点巡检系统，评估系统构成后，可通过扩展兼容的方式，实现数据接入。
6配置清单
序号 | 设备名称 | 设备参数 | 数量 |
1 | 智能配电一体化监控终端 | HT500-6,1、32位工业级ARM嵌入式CPU，主频可达到100MHz；2、1路RJ45，扩展1路GPRS/CDMA接口，8路RS485。3、同时支持32路温湿度接入和16路空调控制。4、支持硬件联动：在设备上即可以实现报警和灯光、水浸和水泵、SF6和风机、温度和空调、湿度和风机等等的自动联动功能。5、8路4-20mA模拟量输入、16路开关量输入，16路继电器输出。7、实现自动布/撤防的时间段管理，最多每路可支持5个时间段。8、实现报警、联动以及控制管理及记录功能 | 1 |
2 | 智能配电辅助监控综合平台 | 三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。包含环境监控、门禁控制、视频及可视对讲、安防、消防、空调灯光等设备控制、电缆测温、联动配置等模块。实现所有子系统的统一监控和管理，以及和综自系统的联动，属于真正的通信级集成平台。 | 1 |
3 | 站端巡检主机 | CPU：Intel Core i5-4570 (4核/3.20Hz, 84W TDP) | 1 |
4 | 本地运维终端 | 17”液晶显示器、机架式组屏安装 | 1 |
5 | 辅助监控屏柜 | 2260*800*600MM 电力标屏，7035 | 1 |
6 | 组线排及插件 | 电力标准端子排及配件 | 1 |
7 | 综合电源 | 输出：AV24V8A×6 DC24V5A×3;DC12V5A×3 | 1 |
8 | 电源分配单元（PDU） | 8位10A插孔、270度内置绝缘层，功率：最大2500W | |
9 | 数据传输单元 | 24口机架式工业级交换机，通讯速率：10/100/1000Mbps，输入电压:100v-240v AC/50/60Hz | 1 |
10 | 站端视频处理单元 | 嵌入式LINUX系统，16路网络视频接入，16路D1\8路720P\4路1080P | 1 |
视频专用硬盘 | SATA、2T、7200转 2T/块 | 4 | |
11 | 开关柜 | HT-TNCW-02B：无线频率：2.4G、433MHz可选 | 1 |
12 | 高清数字网络球机 | 200万红外防水筒型摄像机，H.265编码可选H.264，1/3" 逐行扫描 CMOS，IP67防护等级，红外距离60M，支持宽动态功能，支持移动侦测、视频遮挡、周界、绊线报警，支持音频输入，镜头4/6/8/12mm可选，电源DC12V | 1 |
13 | 温湿度传感器 | 全数字型，商业级产品，测量范围：﹣10～60°，0-100%RH；精度测量精度：±0.4℃ (25 ℃下)。湿度测量精度：±2%RH (25 ℃下)；<±5%RH (-10-60℃)；规格：86×86×30mm；室内带显示屏，室外防水壳(无屏)。RS485接口,ModBus协议，总线驱动可挂载32个。 | 1 |
14 | 烟雾报警传感器 | 电 源：12～24VDC；工作电流<10mA ； | 1 |
15 | 灯光控制器 | 1路常开/常闭继电器输出；1路可配置输入；每路继电器支持定时开关控制； | 1 |
16 | 空调控制器 | 安装方式：壁挂式/暗藏式；工作温度：-20～60℃工作湿度：10%～95% | 1 |
17 | 风机控制器 | 1路常开/常闭继电器输出；1路可配置输入；每路继电器支持定时开关控制； | 1 |
18 | SF6/O2气体变送器 | 探头检测精度：SF6 ≤ 2%FS 氧气 ≤ 1%FS； | 1 |
19 | 水浸传感器 | 供电电压：DC24V (9V～36V) ； 工作温度：0℃～50℃ ； | 1 |
20 | 水位传感器 | 量程：0-5米，输出4-20mA，精度：0.5%FS；供电：24VDC | 1 |
21 | 门状态传感器 | HT-MC02，不锈钢材质，开关量输入，判断门开合状态。 | 1 |
22 | 红外双鉴探测器 | 探测类型：红外＋微波；外壳：金属抗电磁干扰；探测范围：90°14m×14m； | 1 |
23 | 站点联动管理单元 | 内置智能开闭所辅助监控系统平台统一协议；可实现站端各子系统的不同品牌、不同型号主机的无缝接入及相互联动 | 1 |
24 | 消防联动报警主机 | 海湾报警主机，支持联动报警，报表打印 | 1 |
25 | 消防联动板卡 | 实现消防报警与门禁、视频、风机等系统联动功能 | 1 |
27 | 智能门禁系统 | 1 | |
28 | 无线路由器 | 工业级4G路由器，接入无线公网云平台 | 1 |
29 | 物联网数据卡 | 插入4G无线路由器，提供数据传输信号 | 1 |
