1 引言

黨的二十大報告提出“推進(jìn)教育數(shù)字化,建設(shè)全民終身學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)型社會、學(xué)習(xí)型大國”——我國高校基礎(chǔ)建設(shè)將進(jìn)一步充分提升規(guī)模和建設(shè)水平,其中,配電房是校園建設(shè)過程中必不可少的主要電氣設(shè)備場所。多年來,配電房因系統(tǒng)運(yùn)行管理工作較為薄弱,經(jīng)常出現(xiàn)因跳閘、短路、超溫等問題,這些問題既影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,也造成了生產(chǎn)和人身的安全隱患。

為了解決這些問題,無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計是將先進(jìn)的信息技術(shù)與電力配電系統(tǒng)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備實(shí)時監(jiān)控、故障診斷和智能化管理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用傳感器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了對高校電力設(shè)備的全方位監(jiān)測和控制,提高了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和安全性。

針對目前我國高校日益復(fù)雜的變電站機(jī)房布局以及配電類型,需要進(jìn)一步加大資金和人力投入力度才能夠?qū)崿F(xiàn)維護(hù)。無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)異常則可以第一時間報警,將損失降到最低。無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)可以大大減少電力設(shè)備故障和停電時間,提高電力供應(yīng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2 無人值守智能配用電系統(tǒng)設(shè)計

2.1 無人值守智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)拓?fù)?/p>

無人值守智能監(jiān)控系統(tǒng)有著一定的專業(yè)性和復(fù)雜性,為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)在高校建設(shè)中的運(yùn)用,本文主要從終端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層展開實(shí)踐內(nèi)容分析。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計思路

2.2.1 變壓器智能監(jiān)控

(1)通過配置智能網(wǎng)關(guān)以及具備遠(yuǎn)傳通信功能的變壓器溫度控制器,實(shí)現(xiàn)各變電所變壓器遠(yuǎn)程安全監(jiān)控。

(2)通過配置拾音器(通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)接入平臺),實(shí)現(xiàn)各變電所變壓器噪聲遠(yuǎn)程監(jiān)測。

2.2.2 母排溫度智能監(jiān)控

通過配置無線測溫傳感器、無線溫度采集器,實(shí)現(xiàn)高低壓母排溫度實(shí)時在線安全監(jiān)測。

2.2.3 變電所環(huán)境安防以及視頻聯(lián)動監(jiān)控

通過在各變電所高壓配電室、低壓配電室等處安裝軌道式智能巡檢裝置、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、硬盤錄像機(jī)、溫感、煙感、紅外、水浸、溫濕度等探測器,實(shí)現(xiàn)所有變電所的視頻移動巡檢和配電系統(tǒng)聯(lián)動監(jiān)控、環(huán)境及安防智能監(jiān)控。

2.2.4 變電所空調(diào)及風(fēng)機(jī)智能監(jiān)控

通過在各變電所配置智能插座,實(shí)現(xiàn)已有空調(diào)、風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

2.2.5 門禁管理及聯(lián)動

通過在各變電所配置門禁系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)刷卡入戶,出入記錄可查,提高安全性;通過配置照明控制終端對房間內(nèi)照明進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,可與門禁、視頻聯(lián)動,當(dāng)監(jiān)測到有人且照度不夠時自動開燈,人走后自動關(guān)燈。

2.2.6 智能移動運(yùn)維

通過智能移動運(yùn)維手機(jī)App軟件,實(shí)現(xiàn)線上智慧配電及運(yùn)維云平臺7×24 h遠(yuǎn)程集中監(jiān)控,并幫助線下專業(yè)運(yùn)維團(tuán)隊(duì)定期巡檢與故障定位,實(shí)現(xiàn)聯(lián)合閉環(huán)智能運(yùn)維管理。

3 硬件架構(gòu)和主要特點(diǎn)

3.1 硬件架構(gòu)

在設(shè)計一個配電站的時，確保安全、可靠和高效的運(yùn)行是非常重要的。下面是配電站硬件架構(gòu)的各個組成部分及其功能描述：

3.1.1. 視頻監(jiān)控設(shè)備

功能：視頻監(jiān)控設(shè)備主要負(fù)責(zé)24小時不間斷地監(jiān)控配電站的內(nèi)部和外部環(huán)境。高清攝像頭可以提供更為清晰的圖像，有助于在細(xì)節(jié)上捕捉任何異常情況。

設(shè)備：包括監(jiān)控攝像頭、錄像機(jī)、顯示屏等。

3.1.2. 環(huán)境監(jiān)控設(shè)備

功能：實(shí)時監(jiān)測配電站內(nèi)的環(huán)境參數(shù)，確保電力設(shè)備的正常運(yùn)行和人員的安全。

設(shè)備：包括溫濕度傳感器、煙霧探測器、空氣質(zhì)量檢測器和門禁系統(tǒng)。

傳感器：

溫濕度傳感器：監(jiān)測配電站內(nèi)部的溫度和濕度，防止因環(huán)境變化導(dǎo)致的設(shè)備故障。

煙霧探測器：及時發(fā)現(xiàn)火情，避免火災(zāi)事故的發(fā)生。

空氣質(zhì)量檢測器：檢測有害氣體的濃度，如硫化氫等，保障人員健康和設(shè)備安全。

門禁系統(tǒng)：控制和管理配電站的出入，確保配電站的安全性。

3.1.3. 數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備

功能：確保監(jiān)控數(shù)據(jù)與環(huán)境參數(shù)能夠安全、穩(wěn)定地傳輸至控制中心。

設(shè)備：包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

3.1.4. 控制與管理設(shè)備

功能：對整個監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行集中控制和管理，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

設(shè)備：包括控制箱和管理服務(wù)器。

控制箱：現(xiàn)場控制中心，用于接收和處理各種監(jiān)控信號。

管理服務(wù)器：用于存儲監(jiān)控數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和備份，同時對整個系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程管理。

3.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

3.2.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控、統(tǒng)一管理

無人值守智能配電系統(tǒng)將能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控統(tǒng)一管理的特征,這樣就避免了人員在值班巡視過程之中可能會產(chǎn)生的疏漏以及安全隱患。由于當(dāng)今高校現(xiàn)代化基礎(chǔ)建設(shè)要求專業(yè)性以及高效性,單純的人工值班模式即使做到24 h不間斷監(jiān)測,也難以避免因人工監(jiān)測出現(xiàn)的疏漏問題。采取該系統(tǒng)則能夠?qū)崿F(xiàn)智能運(yùn)營維護(hù),所獲取的信息也更加精準(zhǔn),為專業(yè)人員的判斷和決策提供更加具有參考價值的數(shù)據(jù)。同時,遠(yuǎn)程的監(jiān)控模式可以統(tǒng)一進(jìn)行配電室管理,集中性更強(qiáng),減少人工成本。

3.2.2 異常報警,快速搶修

無人值守智能配電系統(tǒng)對數(shù)據(jù)不間斷實(shí)時監(jiān)測,比如出現(xiàn)了溫度異常、超負(fù)荷運(yùn)行等常見的問題,可以第一時間通過系統(tǒng)報警,為專業(yè)人員及時到達(dá)現(xiàn)場搶修爭取時間。該系統(tǒng)擁有三維地圖查詢功能,能夠以最快的速度了解到距離最近檢修人員的實(shí)時位置信息并智能派單,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)快速搶修,也使后期的長期運(yùn)維實(shí)現(xiàn)高速智能化。

3.2.3 合理規(guī)劃、定期巡檢

根據(jù)設(shè)備所反映的具體情況能夠通過系統(tǒng)判斷出合理的巡檢周期以及巡檢方式。這些數(shù)據(jù)能夠通過系統(tǒng)及時上傳到云端,供專業(yè)人員進(jìn)行決策。如果巡視過程之中出現(xiàn)了一些不能及時解決的問題,也能夠在第一時間反饋問題,讓服務(wù)中心進(jìn)行處理。

3.3 系統(tǒng)智能聯(lián)動功能

無人值守智能配電房監(jiān)控終端單元與執(zhí)行設(shè)備具備系統(tǒng)聯(lián)動功能,可以更加智能、自動化地保障配電設(shè)施的穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

3.3.1 門禁與紅外布防/撤防、照明、風(fēng)機(jī)聯(lián)動

(1)電子鑰匙如果在擁有合法權(quán)限的情況下,那么開門可以實(shí)現(xiàn)自動撤防,避免了因非法開門帶來的安全隱患。

(2)在任意一扇門打開的時候,室內(nèi)自動照明、自動打開風(fēng)機(jī)。關(guān)門則自動關(guān)閉,進(jìn)一步節(jié)約能耗。

(3)紅外報警在被觸發(fā)之后,會產(chǎn)生入侵報警時間;撤防紅外失效,觸發(fā)紅外報警時,不產(chǎn)生入侵報警時間。

3.3.2 溫濕度與空調(diào)設(shè)備聯(lián)動

(1)在超過額定濕度的情況下,空調(diào)除濕功能自動啟用。正常情況下則自動關(guān)閉空調(diào)節(jié)約能耗。

(2)在超過額定溫度的情況下,空調(diào)制冷功能自動啟用。正常情況下則自動關(guān)閉空調(diào)節(jié)約能耗。

3.3.3 視頻與門禁、紅外、水浸、煙感聯(lián)動

(1)實(shí)時監(jiān)控功能的攝像頭在監(jiān)測過程之中,如果出現(xiàn)了非法入侵等異常行為,則攝像頭會及時記錄相關(guān)畫面信息并發(fā)送上報,在關(guān)門狀態(tài)下,攝像頭則處于默認(rèn)位置。

(2)如在紅外探測器出現(xiàn)異常警報的情況下,攝像頭也會在同一位置進(jìn)行畫面拍攝。

(3)如出現(xiàn)了室內(nèi)被水浸泡,攝像頭則會在水浸探測器同一位置進(jìn)行畫面拍攝。

(4)如出現(xiàn)煙霧,攝像頭會在煙霧探測器同一位置開始攝像。

3.3.4 煙霧與消防設(shè)備、視頻、主站報警聯(lián)動

在出現(xiàn)煙霧的情況下,除了進(jìn)行攝像頭的畫面錄制以外,還將自動啟用風(fēng)機(jī),監(jiān)控主站將在第一時間報警至數(shù)據(jù)中心,通知專業(yè)人員搶修處理。

審核編輯 黃宇