李愛鋒

摘 要：基于2020年年初“新冠疫情”的爆發(fā)，為了同時滿足配電室安全運(yùn)行和執(zhí)行“新冠疫情”防控方案，該公司在對目前配電室視頻監(jiān)控系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一種配電室智能監(jiān)控系統(tǒng)的研究方向。該智能監(jiān)控系統(tǒng)由智能監(jiān)控終端 / 客戶端2個部分組成，智能監(jiān)控終端安裝在各配電室室內(nèi)，由紅外線監(jiān)控器和智能三合一常閉式并聯(lián)集成電路組成。客戶端則分別安裝在后期保證辦公室和應(yīng)急處理辦公室內(nèi)，由報(bào)警器、客戶端服務(wù)器和應(yīng)急配用電路啟動開關(guān)組成。該公司研發(fā)的智能監(jiān)控系統(tǒng)既能準(zhǔn)確把握配電室應(yīng)急突發(fā)情況，又能減少看管配電室的選配人員，以此來減少人工成本，無人監(jiān)控又能防控突發(fā)事件，保證正常工作進(jìn)行的同時又符合目前防控“新冠疫情”的要求。

關(guān)鍵詞：配電室;智能監(jiān)控;常閉式并聯(lián)集成電路

中圖分類號：TM76? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 研發(fā)意義分析

1.1 配電室的重要性

1.1.1 電力中轉(zhuǎn)

配電室是連接配電端和供電端的樞紐，是上級配電和下級供電的終端。廠區(qū)、辦公綜合樓、學(xué)校、醫(yī)院等公共場所，都必須先將電力輸送到配電室后，再通過配電室將電力送到需要用電的場所。

1.1.2 電力控制

發(fā)電廠給廠區(qū)、辦公綜合樓、學(xué)校、醫(yī)院等公共場所輸送過來的電力電壓普遍是幾十萬伏。配電室通過變壓器將上級的高壓調(diào)變成穩(wěn)定的正常工作電壓（220 V）或者其他工作電壓。

1.1.3 電力保護(hù)

配電室的電力保護(hù)主要分為上級供電的電力安全保護(hù)功能和下級配電的電力安全保護(hù)功能。

上級供電的電力保護(hù)就是要保護(hù)外部供電電路的安全穩(wěn)定，部分特殊場合，要求24 h不間斷供電，比如醫(yī)院等。所以這個時候?yàn)榱吮Ｗo(hù)供電安全，還需要選配備用電源以及發(fā)電機(jī)等設(shè)備[1]。外部供電和備用電源分別連接在電路的雙電源開關(guān)上，當(dāng)外部電源突然停電或者出現(xiàn)其他故障時，備用電源就能及時供電。

下級配電的安全保護(hù)主要是靠電氣元件完成的。首先是電源隔離，這個時候需要用隔離開關(guān)，然后是熔斷器組，之后一般情況下就可以配塑殼斷路器等部件，然后根據(jù)要求，直接配電給外部用電設(shè)備。

1.2 現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

近年來隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國的用電需求越來越大。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示2019年全社會用電量總規(guī)模達(dá)到了66 873億KWh。在用電規(guī)模急速擴(kuò)充的狀況下，用供電線路老化、變電設(shè)備配電布局不合理、專業(yè)電力維護(hù)人員短缺等諸多不利因素也逐漸浮出水面。由于配電室引發(fā)的觸電、火災(zāi)等安全問題也不計(jì)其數(shù)。傳統(tǒng)的解決方案就是分別安裝環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)柜、變壓器等監(jiān)測設(shè)置，以及報(bào)警、視頻以及環(huán)境監(jiān)控等系統(tǒng)等[2]，但是這些系統(tǒng)有3個問題。1）諸多設(shè)備不發(fā)達(dá)地區(qū)配電室沒有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，只能進(jìn)行本地監(jiān)測和控制。2）配電室警報(bào)各系統(tǒng)之間獨(dú)立運(yùn)行，形成監(jiān)控“孤島”現(xiàn)象，無法有效進(jìn)行管理，達(dá)不到安全管理的效果。3）多系統(tǒng)并存不但增加了投資成本，而且后期的維護(hù)成本也大大增加，并且多個廠家的設(shè)備同時運(yùn)行，也會產(chǎn)生扯皮現(xiàn)象，浪費(fèi)業(yè)主的時間和精力。在降低效率的同時產(chǎn)生不必要的資源浪費(fèi)。

該公司研發(fā)的智能監(jiān)控系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在市級、縣級供電公司所管轄的，具備信息通信條件的配電室的運(yùn)行管理上，為配電室的運(yùn)維管理提供一個統(tǒng)一的、集中的智能環(huán)境與安全綜合監(jiān)控平臺。無疑是“互聯(lián)網(wǎng)+電力”推進(jìn)電力工作安全運(yùn)行的敲門磚，同樣在這種社會背景下，市場迫切需要專業(yè)、高效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)維模式替代當(dāng)前的粗放管理模式。

2 智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

圖1 所示為該公司研發(fā)的智能配電室監(jiān)控裝置示意圖，由防盜防碰撞預(yù)警系統(tǒng)、防煙霧有害氣體報(bào)警裝置、防火災(zāi)溫控報(bào)警裝置和紅外線監(jiān)控組成監(jiān)控終端。由計(jì)算機(jī)帶動報(bào)警處理器和應(yīng)急配電室組成客戶端。

配電室正常工作時，由紅外線監(jiān)控系統(tǒng)執(zhí)行24 h監(jiān)控并存儲功能。如果配電室出現(xiàn)猛烈撞擊（判定為偷盜）、煙霧和火光等異常情況中的一種或多種，都會使常閉式并聯(lián)開關(guān)閉合，閉合后電路信息通過客戶端傳遞信息到報(bào)警器，從而發(fā)出警報(bào)，此時應(yīng)急人員可以通過電腦監(jiān)控查看配電室的情況，從而判斷出危險(xiǎn)預(yù)警等級，決定是否啟用應(yīng)急配電室等設(shè)備。

智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)中，常閉式并聯(lián)開關(guān)的開啟與閉合是控制整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，常閉式并聯(lián)開關(guān)示意圖如圖2所示。

當(dāng)配電室防盜門發(fā)生猛烈撞擊后，壓力作用到感應(yīng)面板，產(chǎn)生瞬時壓強(qiáng)Pa，當(dāng)瞬時壓強(qiáng)Pa超過額定數(shù)值時，S1開關(guān)閉合，形成完整通路，報(bào)警器發(fā)出防盜警報(bào)。

當(dāng)配電室中有煙霧和有害氣體（SF6、CO、H2S、O3等）時，煙霧顆粒進(jìn)入煙感裝置內(nèi)，使發(fā)射管發(fā)出的紅外光發(fā)生散射，散射的紅外光的強(qiáng)度與煙霧濃度有一定線性關(guān)系，達(dá)到預(yù)定濃度后，S2開關(guān)閉合，形成完整通路，報(bào)警器發(fā)出煙霧警報(bào)。

配電室火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是由分析設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警設(shè)備、聯(lián)動輸出設(shè)備以及具有其他輔助功能的設(shè)備組成的，經(jīng)大量數(shù)據(jù)分析，在配電室火災(zāi)誘發(fā)原因中，外界物理因素導(dǎo)致火災(zāi)概率38%，內(nèi)部負(fù)荷過量，功率超標(biāo)導(dǎo)致內(nèi)部電路短路因素，最終導(dǎo)致火災(zāi)的概率為62%。所以該公司研發(fā)的防火報(bào)警也分為外界因素引發(fā)方案和內(nèi)部因素引發(fā)方案2種。當(dāng)外部因素產(chǎn)生的火光折射到控制器后，控制器將首先感知室內(nèi)溫度上升速率，然后通過分析燃燒產(chǎn)生的煙霧、熱量、火焰等物理量后，S3開關(guān)閉合，形成完整通路，報(bào)警器發(fā)出火災(zāi)警報(bào)。該公司研發(fā)的智能控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)配電室高壓開關(guān)柜帶電顯示、電流電壓等負(fù)載運(yùn)行監(jiān)控、母線測溫檢測、電纜測溫監(jiān)控。如果因?yàn)殡娏麟妷号R近額定數(shù)據(jù)時，火災(zāi)分析裝置同樣會閉合S3開關(guān)，形成完整通路，報(bào)警器發(fā)出火災(zāi)報(bào)警。

3 智能監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢分析

3.1 視頻與現(xiàn)場實(shí)時結(jié)合

智能配電監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能在于全方位實(shí)時信息監(jiān)控。此時視頻監(jiān)控系統(tǒng)和其搭載的音頻監(jiān)控系統(tǒng)，是對配電室實(shí)時信息監(jiān)控的一種完善和補(bǔ)充。其主要是通過安裝紅外監(jiān)控器、監(jiān)聽器以及對講系統(tǒng)等來實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。只有智能監(jiān)控終端和客戶端實(shí)時與相關(guān)工作人員進(jìn)行通信，提供更加直觀的環(huán)境信息，以便進(jìn)行及時有效控制。同時，對于配電室出現(xiàn)的異常情況，也能夠及時判斷異常情況的誘導(dǎo)因素，及時處理，從而實(shí)現(xiàn)無人值守配電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

3.2 對緊急情況進(jìn)行精準(zhǔn)分析

該公司研發(fā)的智能監(jiān)控系統(tǒng)打破了配電室監(jiān)控系統(tǒng)中的信息孤島問題，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各采集數(shù)據(jù)的互相傳輸。首先提高了數(shù)據(jù)利用率，提升了系統(tǒng)診斷配電室運(yùn)行狀態(tài)的精確性。其次提升了系統(tǒng)的智能化水平，設(shè)備間相互通信，可以自主調(diào)節(jié)工作模式和參數(shù)。最后由于使用統(tǒng)一規(guī)范化的平臺，因此易于兼容擴(kuò)展更多其他設(shè)備，提高了實(shí)用性和使用率。

3.3 智能系統(tǒng)帶來的人性化特征表現(xiàn)突出

3.3.1 開放性

智能監(jiān)控系統(tǒng)能夠接入不同廠家/品牌的站端設(shè)備、傳感器、控制器、攝像頭等。

3.3.2 統(tǒng)一性

智能監(jiān)控系統(tǒng)需要包括通信規(guī)約（RS-485/RS-422/RS-232

/IEC61850/開關(guān)量等）的轉(zhuǎn)換，帶有自動對時功能，可以實(shí)現(xiàn)不同站端設(shè)備的集中和管理，包括環(huán)境監(jiān)測、音視頻、照明、安防等的完整集中統(tǒng)一管理。

3.3.3 易用性

智能監(jiān)控系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，從應(yīng)用角度出發(fā)，系統(tǒng)平臺的功能應(yīng)符合實(shí)際需要，有良好的可操作性，操作人員通過簡單的培訓(xùn)就能掌握系統(tǒng)的操作要領(lǐng)，能夠在實(shí)際工作中運(yùn)用系統(tǒng)。

4 結(jié)語

該公司研發(fā)的智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)避免了防盜、防碰撞、煙霧、火災(zāi)以及各種有害氣體吸入可能會危害監(jiān)控人員安全的問題出現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)監(jiān)控環(huán)境最優(yōu)化，避免由于運(yùn)行環(huán)境失控，導(dǎo)致配電設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行故障。不僅保證了維護(hù)人員的安全，而且可以延長設(shè)備的使用壽命，降低成本，同樣實(shí)現(xiàn)了配電動力環(huán)境的分布式遠(yuǎn)程管理，是配合當(dāng)下“疫情防控”預(yù)案的最佳方案。

參考文獻(xiàn)

[1]段雨梅.人工智能背景下視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2019（29）：2.

[2]王瑞軍.智能配電監(jiān)控系統(tǒng)在配電工程中的應(yīng)用[J].民營科技，2017（10）：255，264.