基于泛在物联网的配电站房状态检修智能辅助系统

基于泛在物联网的配电站房状态检修智能辅助系统一、配电站房一般概况、应用场景：配电站房一般设置在地上建筑物内或建筑物的地下部分。、配电站房概况：配电站房的环境对配电站房内设备的正常运行有重大影响。温州地区春夏季天气炎热、湿度较大，冬季湿冷，用电负荷重，配电站房各分室内容易出现由于湿度大、温差大、温湿度分布不均匀等多种因素引起的凝露、局部放电等异常现象，导致故障高发；同时，电缆沟、电缆井也容易进水引起故障；电缆接头、开关触电温升情况、局放、变压器状态也是判断配电站房内部故障的重要因素；开关现实状态也是运检部门需要了解的重要状态参数。因此，急需一种能够将配电站房环境、安防、消防、设备工况进行实时监控的在线监控系统，同时辅以设备健康管理、故障预警报价、智能巡检等功能，降低设备故障率，提高工作和管理效率，更大程度实现对配电站房设备的状态检修，保障配电站房各类设备的正常运行。二、本系统的目的及意义1、本系统可以加强无人值守配电站房设备的安全管理，提高设备管理水平和劳动生产率，减少维修费用和各种物料损耗，实现设备的经济运行。2、本系统使事故隐患得到及时的处理，可以有效的提高事件反应能力，迅速定位故障点，减少事故处理时间和设备停运时间、避免扩大事故范围，减少事故损失。3、本系统将技术手段应用于管理实践，通过智能巡检，及时了解无人值守设备的运行情况，消除设备故障隐患，减轻巡检人员的劳动强度，有效地提高企业的经济效益。三、本系统解决的问题1、解决目前无法实现状态检修的问题：运检部的检维修部门无法知道设备的运行状态，只能被动值守，以应急抢修为主，本项目可以在线实时监控配电站房内各类参数，分析出设备的健康状态，根据健康状态安排对应的检维修计划，可以解决这个问题，可以在更大程度上实现状态检修。2、解决故障停电时间长，重复工作问题：目前，出现电力故障，需要用户报修或运行部门通知检维修部门，且因无法了解具体故障情况和无法预知故障原因，造成处理故障时，人力物力的浪费，停电时间长。本项目可以设置预警及报警机制，在设备存在故障隐患时预警，设备出现故障时即时报警，使检维修部门第一时间清楚故障状态，辅助定位故障点，可以有的放矢地安排检维修计划或应急预案。3、解决各类监控系统无法统一和数据浪费问题：近年来，部分重点部位配电站房也安装了一些试点监控设备，但因为厂家多、设备杂、通讯复杂，数据或无法上传，造成数据孤岛，或者数据上传后无法纳入统一管控平台，无法发挥数据的作用。本项目建立状态检修辅助平台后，各类数据统一管理，统一纳入算法，数据潜力得以充分发挥。4、解决各类监控系统维护量大问题：各类试点监控系统由于安装时间跨度长、厂家多而杂、规格型号较多、备品备件缺乏、数据格式不一，不但不能给运检部门解决问题，反而增加了故障点，给运检部门增加了额外的维护负担。本项目硬件鲁棒性极强，且可以自助注册，免调试即插即用，免维护，不给运检部门增加维护负担。5、解决备品备件库存问题：运检部门确定备品备件库时，只能按照经验来配置库存，无法根据大数据分析来确定备品备件数量，无法与需求匹配。建立统一的状态检修辅助平台后，根据大数据模型，可以预知每种备品备件的现实需求和未来需求，可以科学匹配有效库存，避免浪费。四、系统主要功能本系统采用34U智慧机柜安装方式，标准化、模块化设计，可以方便地安装与扩展。智慧机柜内置空调系统、柜内动环监控及微环境调理系统，自带在线式UPS，可以在恶劣环境下正常工作。系统采用各类物联网传感器，注重配电站房动力、环境、工况、安防、消防监控，全面监控故障点。本系统利用了泛在物联网、互联网、人工智能、大数据、边缘计算、现代通讯技术等先进技术，采用智能巡检机器人，搭载视频摄像头、全向特高频局放传感器、红外全局摄像，辅以三合一局放传感器、电缆接头无线测温传感器、电缆仓温度传感器、对地铁芯电流传感器、振动传感器等，对配电站房内的电控柜、电缆、配变等设备工况进行全面感知；采用标准消防系统，支持七氟丙烷、二氧化碳、S型气溶胶等灭火方式，感知消防状态；采用视频监控系统、红外对射传感器、红外移动传感器、门禁系统等，感知配电站房安防状态；采用温湿度、水位、凝露、有害气体、噪声等传感器，感知配电站房环境状态。在状态全面感知的条件下，数据通过本地物联网网关设备，汇入本地前端控制器，由物联网智能通讯模块传递到后台，利用系统平台，对数据进行展示、分析、计算，给出设备健康状态，合理安排检维修计划，更大程度实现状态检修，保障供电安全。本系统硬件即插即用，免调试、免维护，不额外增加配电检修部门的负担，前端设备安装（除柜内设备安装调试外）不需要停电。系统配电站房端由设置在配电站房内的站端设备、多功能通讯模块、各类传感器及环境治理装置等组成。系统局端由智能维保后台设备及状态检修智能辅助系统软件组成。、标准化、模块化的站端控制设备1、主控模块机架式1U设计输入输出控制通信控制显示控制存储控制时钟等内置黑匣子内置超级电容电源支持模块2、输入模块机架式1U设计32路开关量输入16路模拟量输自带常见各类传感器变送模块可级联3、输出模块机架式1U设计16路输出控制模块支持远程控制支持本地多变量闭环控制支持联合控制配合内置配电箱，可以控制16个大功率设备4、通讯模块机架式1U设计1000M以太网通信模块、光模组2G/3G/4G无线通讯模块，支持5G扩展433MHz/470MHz/现场总线无线自适应组网智能通讯模块。WIFI方式与与智能巡检终端通讯5、视频模块机架式2U设计8-16路视频录像机1-4块硬盘视频控制单元（带视频识别功能）6、安防模块机架式1U设计门禁信息、红外防入侵信息、电围栏、双鉴探头采集的信息统一处理7、消防模块国标消防系统，支持七氟丙烷、二氧化碳、S型气溶胶等灭火装置。消防多防区控制器各类消防传感器变送接口8、局放监测模块机架式2U设计三合一TEV传感器输入接口全向特高频传感器输入接口局放监测仪9、配变监测模块机架式1U设计变压器铁芯地电流传感器输入接口变压器绕组温度传感器输入接口变压器异常振动噪声传感器输入接口变压器检测仪10、智慧机柜19吋机柜标准配置，～米高度可选24口交换机，千兆带光口物联网智能网关自带UPS，在线式，12小时柜内微环境监测系统柜内火灾监测及自动灭火系统柜内微环境恒温恒湿调理系统柜内电源监测系统标准端子排/配线架内置电控柜，配合闭环控制系统，控制大功率设备10吋触摸屏:现场显示数据/鉴权/参数配置防护等级：IP55、环境监控环境温度监测环境湿度监测漏水监测设备表面结露监测电缆沟实际水位监测电缆沟入口水浸监测SF6浓度监测氧含量监测臭氧浓度监测运行噪声监测。各类传感器数量均可以根据现场情况灵活配置。、安防监控门禁部分：门禁控制器电磁锁/电插锁门禁发卡主机多种方式鉴权，支持双鉴开门红外双鉴入侵检测红外对射传感器门禁报警机制：合法进入不报警，非法闯入报警门禁联动机制：通过闭环自动控制系统，可以联动摄像头、灯光等各类设备门禁数据存储：记录所有进出时间、事件等、消防监控四线离子式烟雾探测器红外明火探测器各类探测器按照消防需求数量及位置布置火探管触发器二氧化碳或七氟丙烷自动灭火装置自动消防系统按照消防规范要求配置数量及位置手动报警装置本地声光报警器、工况监控超声、暂态地电压、温度三合一传感器：设置在各电控柜缆仓正表面上特高频智能传感器：设置在每列开关柜后侧墙壁或站房中心位置，或智能巡检机器人移动平台电缆头温度传感器：无源/有源无线电气接点温度传感器，设置于电缆接头处，免中继设计电缆仓沟温度传感器：无线测量电缆沟内或电缆温度柜内微环境治理装置：每个柜子一套，设置于电缆进线仓内3M封堵：每个柜子一套主变绕组温度传感器：需原主变带有远传接口主变铁芯对地电流传感器：不需停电安装，吸附式主变异常震动监测：不需停电安装，吸附式、视频监控微光高清固定枪式摄像机高清微光球机，可自动巡航硬盘录像机，可堆栈式存储3个月图像智能事件触发报警人工控制主动全室智能巡检智能图像/视频识别图像/视频识别结果联动控制各类设备、多变量智能闭环控制1、强排风机控制：利用前端控制器闭环控制输出模块，采用多变量智能闭环控制，在SF6超标、出现烟雾、室内温湿度异常等情况下，启动强排风装置。2、新风风机控制：利用前端控制器闭环控制模块，采用多变量智能闭环控制，在氧含量不足、室内温湿度异常等情况下，启动新风装置。根据不同情况，算法可联动新风与强排风装置，在特定情况下，达到一鼓一引主动式对流目的。3、除湿控制：可将除湿机控制纳入前端控制器闭环控制模块，由系统自动控制除湿机启停。4、排水控制：利用前端控制器闭环控制模块，采用多变量智能闭环控制，在电缆沟水位达到一定值时，自动启动水泵向外排水，排水完毕自动停机。5、空调控制：根据室内温湿度设置，自动启停空调机，保持动态恒温恒湿6、灯光控制：可以与门禁、视频识别等各类传感器监测结果联动、与非法闯入事件联动或远程控制。、智能巡检机器人系统轨道自带DC48V，免拖缆。平台搭载高清微光摄影相机、红外热成像仪、局部放电传感器或其他仪器设备等。可设置自动巡航智能巡检，可预设256个固定巡检点位。控制中心可主动操作机器人做主动巡检。仪表示数智能识别。开关各类状态参数智能识别。局放监测。红外温度场分布监测。、现场展示系统现场智慧机柜触摸屏现场显示可配置65吋4K显示屏，配合工控机做现场展示工控机：配置在智慧机柜内可扩展部分1、柜内微环境调理装置：可自动控制柜内微环境调理装置，控制柜内湿度，采用半导体主动露点式除湿2、开关状态指示器接入3、SF6浓度/压力、氧气含量等各类其他传感器4、智能巡检：基于有限范围专用WIFI热点的智能巡检系统，将智能巡检、工作流程管理、前端设置合为一体。五、配电站房状态检修智能辅助平台、智能维保后台：设置智能维保服务器，配置于局端，同时在需要的工位，设置若干客户端，可同时供多个部门或多个维保监控人员使用。在多个配电站房监控时，各配电站房的主站前端控制器采用自主注册技术，不需要现场设置，不需要局端软件平台组态，即插即用。配置短信报警模块，发送报警信息。、智能维保软件平台：直观显示：所有配电站房各分室内的各类监控量均在界面上直观显示，有列表、图形两种显示方式，支持地理信息系统，支持分层显示。数据分析：数据可以查询、检索、统计、分析、报表。预警报警：遇超限事件，系统可以在监控计算机或智能手持终端上实时发送预警信息；遇故障事件，系统自动在监控计算机或智能手持终端上发送报警信息，同时支持向相关责任人发送报警短信。智能维保：系统软件开放式支持专家诊断系统和检维修辅助系统。可联动物料管理、备品备件管理等系统。智能巡检：智能巡检终端接收巡检指令，到位后自动智能巡检，记录巡检信息，并可与设备台帐、地理信息、巡检维修信息、工作票有机结合，可上传巡检信息进入数据库。数据积累到一定程度，可增配专家辅助诊断子系统、检维修预案子系统、工作过程管理子系统等。六、系统主要特点、扩展性强双总线设计，方便随时添加各种类型的传感器，扩展性强；理论上可以添加任何类型的传感器，便于扩展。、鲁棒性强智慧机柜一体化设计，生存能力超强；低功耗设计，前端主控制器功耗小于5W，适合长时间恶劣环境工作；防护等级：IP65；电磁兼容性4级；、监控量全面监控量全面涵盖了运行环境、消防、安防和设备工况，基本覆盖了配电站房常见故障的90%以上范围；、多方式智能巡检除智能巡检机器人及视频定时巡检外，本系统具有基于有限范围专用WIFI热点的智能巡检系统，将智能巡检、工作流程管理、前端设置合为一体；数据安全基于哈西散列算法的数据加密传输，多级鉴权机制，保护数据安全；多功能智能通讯模块既包括现场无线通讯433MHz/470MHz/,也包括远程通讯以太网/2G/3G/4G/GSM/WIFI，智能切换；同时预留5G接口，可以升级到5G通信系统。、预警报警机制完善的预警报警机制，正常运行对应智能巡检，带缺陷运行对应状态检修，故障状态对应应急抢修辅助系统。、个性化定制适合多种应用场景，按形式分：有电控柜壁挂式、机柜式及智慧机柜一体化式。软件硬件