摘要：配用電系統(tǒng)及設備的數(shù)字化與智能化發(fā)展，使配電系統(tǒng)的自動監(jiān)測和無人值守具備了技術上的可行性，實現(xiàn)了變電所無盲區(qū)無人值守可靠運行。這一技術對于我國高校建設而言，有著重要的實踐意義。由于我國高校規(guī)模的擴大和現(xiàn)代化建設的進一步推進，高校電力配電系統(tǒng)正面臨著越來越多的挑戰(zhàn)，無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)能夠確保高校電力供應的穩(wěn)定性和安全性。文章對新建和改造配電系統(tǒng)時變電所無人值守管理存在的問題進行了研究并提出一體化解決方案，深入分析了無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)設計對高校建設的實踐意義，并探討其在高校電力配電中的作用和影響。

關鍵詞：無人值守；智能配用電監(jiān)控系統(tǒng)；高校建設

中圖分類號：TP277文獻標志碼：A

0 引言

黨的二十大報告提出“推進教育數(shù)字化，建設全民終身學習的學習型社會、學習型大國”［1］——我國高?；A建設將進一步充分提升規(guī)模和建設水平，其中，配電房是校園建設過程中必不可少的主要電氣設備場所。多年來，配電房因系統(tǒng)運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)應運而生。無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)設計是將先進的信息技術與電力配電系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)對電力設備實時監(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)采集設備和遠程監(jiān)控技術，實現(xiàn)了對高校電力設備的全方位監(jiān)測和控制，提高了電力供應的穩(wěn)定性和安全性。針對目前我國高校日益復雜的變電站機房布局以及配電類型，需要進一步加大資金和人力投入力度才能夠?qū)崿F(xiàn)維護。無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測電力設備的運行狀態(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備故障和停電時間，提高電力供應的可靠性和穩(wěn)定性。

此外，無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)可以實時采集設備運行數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析和預測，提前發(fā)現(xiàn)設備故障的可能性，并進行相應的維護工作，提高維護效率，延長設備的使用壽命。依托工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云平臺、人工智能等先進技術，打造數(shù)字化、信息化、智慧化的智慧配電及運維云平臺，配套供配電運維服務管理體系，從而在保障供配電系統(tǒng)運行安全的前提下，精簡現(xiàn)有人力成本，能夠大大提高校園內(nèi)的供配電系統(tǒng)整體運維管理水平。

1 高校變電所設備及管理存在的問題及解決措施

1.1 存在的問題

通過對校園內(nèi)的變配電系統(tǒng)現(xiàn)場進行調(diào)研勘察，發(fā)現(xiàn)目前在開閉所、變電所基礎設施及供配電運維管理方面，普遍存在以下問題：

（1）目前由于難以招聘到專業(yè)的運維人員，導致運維管理工作長期存在難度，甚至出現(xiàn)疏漏。由于目前的硬件設施發(fā)展速度比人員的專業(yè)能力更新速度更快，相關運維人員對薪酬待遇的要求也開始日益增高，但是人員的專業(yè)能力和搶救及時性仍有待考究。能滿足專業(yè)運維管理需求的人員甚少、招聘成本高。

（2）部分變電所建設年代久遠，部分配電系統(tǒng)的配電柜、電氣設備等老舊且功能單一，運行維護成本高，普遍缺乏高低壓智能斷路器及配套電操機構等設備配置。除少量單位原有的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高低壓配電系統(tǒng)配電回路的全面監(jiān)控，大部分單位普遍存在原有的配電監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控覆蓋不全面或無配電監(jiān)控系統(tǒng)的問題，無法對所有的高低壓配電回路進行遠程實時、連續(xù)、完整的數(shù)據(jù)監(jiān)測，包括所有回路的用電參數(shù)監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、用電安全監(jiān)測、電能計量等，這就無法實現(xiàn)對配電回路狀態(tài)信息進行全面實時動態(tài)掌握，變電所供配電系統(tǒng)的監(jiān)控管理水平受到影響。

（3）供配電系統(tǒng)智能化程度較低。供配電系統(tǒng)主要依賴于工作人員的日常巡視，變電所未采取無人值守化的智能化監(jiān)管措施，高低壓回路運行的安全系數(shù)較低。供配電系統(tǒng)未實現(xiàn)全面的遠程自動化監(jiān)控，包括各個變電所的高壓用電設備、高壓綜保遠程監(jiān)控、變壓器遠程監(jiān)控、低壓配電回路（含電操機構的）遠程分合閘控制；供配電系統(tǒng)運行狀態(tài)、故障和保護信息不能及時被電氣運行管理人員掌握，無法實現(xiàn)故障快速定位、故障快速隔離、自愈聯(lián)鎖控制、異常報警管理等功能；部分變電所未實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控，更無法實現(xiàn)與配電系統(tǒng)的視頻聯(lián)動監(jiān)控。

（4）供配電系統(tǒng)缺少完善的電力運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、能耗報表及審計、智能分析及診斷、能源流向及負荷預測、設備運維管理、報警管理、移動終端等軟件功能，無法通過大數(shù)據(jù)分析預測，合理調(diào)度電力系統(tǒng)，優(yōu)化運行策略。

1.2 解決措施

針對高校變電所設備及管理存在的問題，筆者認為應采取以下措施：

（1）借助技術設備和系統(tǒng)，建立校園供配電系統(tǒng)運維保障服務體系，通過協(xié)調(diào)機器與人工的搭配來實現(xiàn)配電房的基本運維管理。

（2）通過整合互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)，在專業(yè)電力監(jiān)控系統(tǒng)加持下采用先進、可靠、集成和環(huán)保的智能電氣參量采集設備，全方位監(jiān)視配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)。

（3）以全站信息數(shù)字化，通過實時監(jiān)控等高級功能，能夠在第一時間完成相關的信息采集工作，并且在線上形成及時的決策，這樣能夠快速定位、隔離故障，為后期維修工作的開展奠定基礎。

（4）系統(tǒng)配合專業(yè)團隊的運維人員，能夠讓運維工作實現(xiàn)“集中監(jiān)控、事故預防、快速搶修、經(jīng)濟運行”的目標，在提升供配電系統(tǒng)信息化、自動化水平的同時，也避免因人工運維導致盲區(qū)的出現(xiàn)，進一步降低隱患，同時也增強了信息傳遞的精準性，減少人員的成本支出。

2 無人值守智能配用電系統(tǒng)設計

2.1 無人值守智能配電室監(jiān)控系統(tǒng)拓撲

配電智能化系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構如圖1所示。

無人值守智能監(jiān)控系統(tǒng)有著一定的專業(yè)性和復雜性，為了進一步實現(xiàn)該系統(tǒng)在高校建設中的運用，本文主要從終端數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)傳輸層展開實踐內(nèi)容分析。

2.1.1 終端數(shù)據(jù)采集層

高低壓柜和母聯(lián)上安裝多功能電力監(jiān)控終端，完成開關柜電壓、電流、功率、功率因素、頻率、諧波等相關數(shù)據(jù)的采集工作，工作人員在系統(tǒng)采集了精準的信息之后，只需要對這些信息展開分析，就能夠為系統(tǒng)的操作提供依據(jù)。把連續(xù)、高密度采集的電能輸入相關平臺之后，監(jiān)控平臺就可以代替人工對后續(xù)的控制工作進行專業(yè)化管理。此外，相關環(huán)境參數(shù)，例如煙感、溫感、水浸、異常入侵、環(huán)境濕度等信息，也可以配置相關傳感器進行數(shù)據(jù)采集和傳輸。

2.1.2 數(shù)據(jù)傳輸層

分析數(shù)據(jù)傳輸層需要兩種不同的通信方式。第一種是常見的以無線4G/5G網(wǎng)絡傳輸為主，通過網(wǎng)絡傳輸相關數(shù)據(jù)，云服務器將采集到的相關信息傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。第二種通信方式是有線傳輸模式。本地敷設專用光纖，跨區(qū)域單位通過DDN專線，通過網(wǎng)絡控制器使整個系統(tǒng)和監(jiān)控中心產(chǎn)生連接。

第一種方案的優(yōu)勢在于避免出現(xiàn)過多的線路布局，通過無線網(wǎng)傳輸不僅便捷，同時也能夠便于用戶查看實時信息，但是由于通信流量費用較高，還需設置一根寬帶才能夠?qū)崿F(xiàn)手機物聯(lián)卡、云服務器空間內(nèi)、監(jiān)控室三者的連接［2］。第二種方案的優(yōu)勢在于一次性的線路布局，便能夠滿足終身需求。但是由于網(wǎng)線布局、敷設量較大，會增加更多的施工成本和后期維護成本，同時想要掌握相關信息，只能通過監(jiān)控中心來完成傳輸，獲取信息渠道不夠直接。

2.2 系統(tǒng)設計思路

2.2.1 變電所高壓側(cè)回路智能監(jiān)控

（1）通過配置智能網(wǎng)關，將各變電所高壓、中壓回路上的微機綜合繼保裝置納入系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)綜保遠程監(jiān)控。

（2）可借助高壓配電回路上綜合繼保裝置對現(xiàn)有的線路進行控制。

（3）通過配置多功能電力監(jiān)控終端并配置互感器，實現(xiàn)各變電所高壓側(cè)配電回路的電力運行參數(shù)監(jiān)測。

2.2.2 變壓器智能監(jiān)控

（1）通過配置智能網(wǎng)關以及具備遠傳通信功能的變壓器溫度控制器（現(xiàn)場無遠傳功能的溫控儀需更換），實現(xiàn)各變電所變壓器遠程安全監(jiān)控。

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

2.2.3 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，實現(xiàn)高低壓母排溫度實時在線安全監(jiān)測。

2.2.4 低壓側(cè)回路智能監(jiān)控

（1）通過不同的變電所低壓總進線、母聯(lián)回路、低壓出線回路，配置多功能電力監(jiān)控終端，實現(xiàn)對應回路的電力參數(shù)監(jiān)測、電能質(zhì)量監(jiān)測、線纜溫度、漏電流實時監(jiān)測。

（2）多功能電力監(jiān)控終端可結(jié)合已有的低壓電操機構等電氣裝置，實現(xiàn)各低壓總進線、母聯(lián)回路和帶電操機構低壓出線回路的遙測、遙信、遙控功能。

2.2.5 電容柜聯(lián)動智能監(jiān)測

通過配置智能網(wǎng)關，實現(xiàn)對電容柜無功補償控制器運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控。

2.2.6 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)絡攝像機、硬盤錄像機、溫感、煙感、紅外、水浸、溫濕度等探測器，實現(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。

2.2.7 變電所空調(diào)及風機智能監(jiān)控

通過在各變電所配置智能插座，實現(xiàn)已有空調(diào)、風機的遠程監(jiān)控。

2.2.8 門禁管理及聯(lián)動

通過在各變電所配置門禁系統(tǒng)，實現(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)照明進行遠程監(jiān)控，可與門禁、視頻聯(lián)動，當監(jiān)測到有人且照度不夠時自動開燈，人走后自動關燈。

2.2.9 直流屏智能監(jiān)控

通過各個變電所已有的直流屏或配置UPS電源，實現(xiàn)系統(tǒng)現(xiàn)場監(jiān)控設備的可靠供電；配置智能網(wǎng)關，實現(xiàn)對直流屏/UPS的遠程智能監(jiān)控。

2.2.10 智能移動運維

通過智能移動運維手機App軟件，實現(xiàn)線上智慧配電及運維云平臺7×24 h遠程集中監(jiān)控，并幫助線下專業(yè)運維團隊定期巡檢與故障定位，實現(xiàn)聯(lián)合閉環(huán)智能運維管理。

3 系統(tǒng)功能和主要特點

3.1 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)功能包含供配電系統(tǒng)運行監(jiān)控、智能巡檢、智能運維、報警管理、手機App應用等方面的內(nèi)容，實現(xiàn)對各變配電室24 h實時在線無人值守，有效保障電力供應的安全可靠，同時平臺連通線上及線下電力運維業(yè)務工作，提高運維的效率和質(zhì)量，減少人力開支，提升經(jīng)濟效益（見表1）。

3.2 系統(tǒng)特點

3.2.1 遠程監(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。由于當今高校現(xiàn)代化基礎建設要求專業(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)智能運營維護，所獲取的信息也更加精準，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，遠程的監(jiān)控模式可以統(tǒng)一進行配電室管理，集中性更強，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)不間斷實時監(jiān)測，比如出現(xiàn)了溫度異常、超負荷運行等常見的問題，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，也使后期的長期運維實現(xiàn)高速智能化。

3.2.3 合理規(guī)劃、定期巡檢

根據(jù)設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，讓服務中心進行處理。

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施的穩(wěn)定可靠運行。

3.3.1 門禁與紅外布防/撤防、照明、風機聯(lián)動

（1）電子鑰匙如果在擁有合法權限的情況下，那么開門可以實現(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、自動打開風機。關門則自動關閉，進一步節(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］。

3.3.2 溫濕度與空調(diào)設備聯(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畫面信息并發(fā)送上報，在關門狀態(tài)下，攝像頭則處于默認位置。

（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 煙霧與消防設備、視頻、主站報警聯(lián)動

在出現(xiàn)煙霧的情況下，除了進行攝像頭的畫面錄制以外，還將自動啟用風機，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。

4 結(jié)語

無人值守智慧配電監(jiān)控系統(tǒng)在高校中具有重要的實踐意義，它可以幫助高校實現(xiàn)電力設施的有效管理、能源的節(jié)約利用、安全的運行和數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持，提升高校的整體管理水平和可持續(xù)發(fā)展能力。未來，研究人員還可以進一步研究系統(tǒng)的優(yōu)化和改進，以更好地滿足高校建設的需求。建設無人值守智能配電系統(tǒng)，可以以信息化促進用戶科學用電、安全用電、節(jié)約用電，不僅為高校校園用電提供“可調(diào)、可控、在控”的工具價值，還實時掌握用電情況，保障用電安全，以自動化提高用電效率，提高運營管理水平。

參考文獻

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［3］周夢淵.海島智能配電房設計方案研究［J］.自動化應用，2018（12）：125-126.

Design of unmanned intelligent power distribution monitoring system in university construction

LiJian

（Jiangsu Open University， Nanjing 210036， China）

Abstract：The digital and intelligent development of power distribution systems and equipment has made automatic monitoring and unmanned operation of distribution systems technically feasible， achieving reliable operation of substations without blind spots and unmanned operation. This technology has important practical significance for the construction of universities in China. Due to the expansion of the scale of universities in China and the further promotion of modernization construction， the power distribution system in universities is facing more and more challenges. The unmanned intelligent power distribution monitoring system can ensure the stability and safety of power supply in universities. The article studies the problems of unmanned management in substations during the construction and renovation of distribution systems， proposes integrated solutions， and deeply analyzes the practical significance of the design of unmanned intelligent distribution monitoring systems for university construction， and explores their role and impact in university power distribution.

Key words： unattended; intelligent power distribution monitoring system; university construction