配电室在线监控系统

配电室在线监控系统

王冲

（山东鲁泰化学有限公司山东济宁272300）

摘要：随着我国经济的快速发展，电力系统在人们的生产和生活中发挥着越来越重要的作用。近年来,配电网络发展迅速、供电量日益增加，电力系统供电可靠性、安全性的问题日益突出。配电室作为企业重要的供电设备，保证其安全稳定的运行极为重要。但在日常的巡视工作中发现配电室存在渗漏水、变压器温度过高、非工作人员或猫、鼠进入的情况时有发生。因此，针对以上问题进行相关研究，设计配电室在线监控系统，实现出现问题及时发现，及时处理，减少相应的停电事故。

关键词：配电室；在线监测器；上位机

随着经济水平和科学技术的飞快发展，视频监控系统经历了从无到有、从模拟到数字化、从数字化到网络化的转化。作为安防领域重要组成部分，其可以在一定程度上减少各种各样的经济刑事犯罪的发生，保护企业和个人的生命财产安全，保证各行各业和国家重点部门的正常运转。传统的配电室视频监控系统通常是通过巡逻人员和全天候录像来实现的，在发现财产受到侵害后通过查看录像寻找犯罪证据，其往往会由于视频图像的质量问题无法获取到有用的证据。无人值守配电室视频监控系统可以看作是远程监控报警系统，通过对配电室现场视频的分析处理，在检测到有外来人员入侵到配电室时启动录像功能和报警功能，在必要时可通知相关人员立即到配电室现场进行事件处理。

1配电室在线监控系统及原理

系统由在线监控器与上位机组成，在线监控器又分为监控主机与采集子节点。通过温湿度传感器监测变压器温度与配电室内湿度情况；配电室门口处安装摄像头来监控室内的异动情况，一旦有运动物体出现立即报警。在线监控主机每日将采集温湿度数据中的最大值保存，发往上位机系统，便于上位机系统查询各个配电室的历史监测数据。

2在线监测器设计

2.1主控单元

本文使用phyCORE-i.MX6UL系列核心板进行开发设计，phyCORE-i.MX6UL系列核心板适合用于低功耗、低成本、紧凑型应用的设计中。它采用Cortex-A7低功耗内核，提供最高900MHz的处理主频，可以满足该系统设计要求；同时该核心板支持以太网PHY等核心器件，同时对外提供邮票孔接口，方便无线传输设备连接，省去了额外连接器的空间及成本。

2.2通信单元

配电室中采集子节点需要与监控主机进行通信，监控主机需要与上位机系统进行通信。在采集子节点与监控主机的通信中，采用ZigBee无线通讯方式，使用CC2430通讯模块。该产品是TI公司（德州仪器）生产的一款专用于IEEE802.15.4和Zigbee协议通信的模块。该模块具有3种休眠模式,从休眠模式转换到正常模式仅需54us，特别适合要求电池长期供电的应用场合。监控主机与上位机系统通信方式主要参考配电室中的集中器的通信方式，一般地上配电室，集中器采用4G方式进行通信，而配电室中，采用宽带网络进行通信。因此对于地上的配电室，监控主机也通过增加4G通信模块并安装有流量的电话卡实现与上位机系统的通信；对于地下的配电室，则借用配电室中集中器的网络与上位机系统进行通信。

2.3信息采集单元

2.3.1温湿度传感器的选择

为了精确的获取环境温湿度数据，本文采用DHT91传感器实现环境温湿度采集的功能。DHT91是数字型温湿度传感器，其将传感器和信号处理单元集成到一起，可直接输出数字信号。

2.3.2温湿度传感器的布置

由于配电室内渗水漏水常发生在棚顶或电缆沟内，因此温湿度传感器安置在变压器、高压柜、低压柜的柜顶和电缆沟的沟口处，通过室内照明或其他220V交流电源处取电转成5V直流电源为采集子节点进行供电。

2.4调控单元

当前，部分配电室已实现安装大功率空调，如果没有空调的情况下，当配电室中变压器温度过高，则启动室内排风风机进行通风降温；对于室内湿度过高，则共同启动室内排风风机与除湿器进行相应除湿。配电室内的排风风机与除湿器可根据环境参数自动启动，也可通过上位机系统控制人工启动。

3系统的技术创新性

3.1自主开发数据远程传输装置

系统中采用的数据远程采集传输装置由石家庄公司自主开发，装置支持多种工业协议，具有对下位机的数据采集、暂存、分析、上传功能，同时对下位机通讯进行实时在线分析，设定通讯策略，对通讯超时进行3次通讯尝试，如果仍然通讯超时形成通讯报警。该装置还可以根据设备点检，定制设备的点检计划，对没有点检的设备进行强制点检，没有点检不允许设备运行，另根据用户需求可开发多种形式的运行策略。

3.2源代码设计

独立设计，从系统的整体设计到每一个小数据单元的设计均为自主设计开发。单片机程序、PLC程序、人机界面程序等均具备独立自主知识产权。单片机编程已实现从单片机电路设计、程序设计到具体应用的过程。PLC编程具备对单体设备编程、整条生产线编程的能力。人机界面编程设计已对十几类设备进行了联机实验，效果均达到设计要求。

3.3数据可采用多种传输方式，实现统一管理

针对配电设备独立开发的子站服务器和通信管理机通信完全网络化，采用现场总线技术，实现数据共享；具有良好的开放性，支持多种规约；单元独立、分布式安装，集中监控，可扩展性强。

3.4功能模块简洁、直观、易操作

在总画面中设置了电流、电压、负荷等历史曲线查询选项。在历史曲线中可以查询所选对象一年中任何时间段的历史数据并能计算出该时间段内的最大值、最小值、平均值；从曲线的平稳度分析供应情况，进一步反应出该时间段内的生产状况。

3.5系统运行的人性化

通过移动鼠标到控制主界面各回路开关位置，系统可提供回路声音提示并弹出回路控制明细，防止误操作。为了便于设备管理，在每条回路的控制菜单增加设备明细表供用户查询，包括互感器的变比、开关型号、仪表地址等。

4经济效益及社会效益

系统可实现配电室的无人值守，降低企业能源运行管理成本，节约人力资源，提升企业能源、装备、安全管理水平，完善企业内部的成本考核，降低运营和维修成本；同时可以对潜在的事故进行预报警，便于及时处理以避免事故或隐患的出现，减少损失；可以及时了解到有关故障信息（故障原因、性质、地点及发生时间）来指导维修，减少故障的处理时间及停机时间，提高工作效率；同时通过数据分析和曲线分析，可以很直观的分析出各单位的实际用能情况，从而为合理的组织生产提供可靠依据，并且为工艺部门进行工艺调整提供可靠的理论数据，减少投资浪费。

结语

目前,视频监控系统在各行各业的应用十分广泛，无人值守配电室视频监控系统能够提高监控系统的安全性及可靠性，改善目前配电室视频监控系统无效视频录像过多的现状。本文针对配电室内的渗水漏水、变压器温度过高、室内非工作人员进入或小动物进入等无法及时发现的问题进行相关研究，该系统开发成本低廉，便于推广，可以投入到现实的工作中，实现配电室少巡视或免巡视。

参考文献

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