一、行業背景

配電網是國民經濟和社會發展的重要公共基礎設施。近年來，我國配電網建設投入不斷加大，配 電網發展取得顯著成效，但用電水平相對國際先進水平仍有差距，城鄉區域發展不平衡，供電質星有待 改善。為貫徹落實中央“穩增長、防風險”有關力峨配電網建設改造，推進轉型升級，服務經濟 社會發展，國家能源局于2015年7月31日印發了《配電網建設改造彳詢計劃（2015?2020年）》。

配電網在電網中起分配電能的作用，是電力系統中二次降壓變電站低壓側直接或者降壓后向用戶 供電的網絡，由饋線、配電變壓器、斷路器、補償電容器、各種開關等配電設備構成。在我國110kV 電壓等級以下電網稱為配電網：大于等于35kV屬于高壓配電網；小于35kV,大于等于1kV屬于中 壓配電網；380/220V屬于低壓配電網。

隨著現代化進程的推進，城市化的快速發展，開閉站、環網柜、配電室、箱式變壓器分布在城市 的每個角落，在保障企業、居民可靠用電的過程中發揮著積極的作用。配電設施的穩定運行至關重要， 而配電設施一般為無人值守模式，需要定期派專人巡檢。一旦出現不利于設備正常運行的故陣時，就會 影響配電系統正常運行，對企業、居民的安全可靠用電的構成威脅，如安全隱患不能及時獲知并立即處 理時，就有可能損壞電氣設備，造成嚴重后果。

二、需求分析

近幾年，針對配電設施的盜竊行為時有發生，同時老舊設備用電過負荷過熱易引發火災，防盜、 防火就成為了配電網管理的重心。在與供電局及設計院交流后，同時結合近年來電科恒鈦在全國的配網項目，需求匯總如下：

大多數配電室都屬于供電局代為管理，并沒有部署光纖傳輸網絡，需要通過3G/4G信號進行傳輸； 甶于采用3G/4G信號傳輸，考慮到資費問題，傳統的視頻監控實時監控并不適用，需采用實時錄像本 地存儲現場調閱、定時抓圖本地存儲遠程調閱、報曾抓圖本地存儲上傳中心相結合的應用模式；考慮到現場電氣柜會阻擋視線，需要在兩排 電氣柜中間部署一個攝像機，在電氣 拒后方各部署一個攝像機；通過對之前發生的多起電纜及變壓器偷盜事件 的分析發現，不法分子都是通過鑿墦 進入，需要在配電室四周墻面上部署振動傳感器；為了管理進出配電室的人員，需在配電室門口部署門禁，同 時大門上方部署紅外雙鑒，一旦有人開門進入，就能實現聯動抓圖上傳；同時為了避免檢修情況下，人員頻繁進出而導致頻繁抓圖上傳造成資費浪費，需要現場具備撒防功能，一旦通過按鈕撖防，紅外雙鑒將不產生報警及聯動；為了實現現場的火情早提醒，還需部署煙感，當出現火災時能夠 時向中心報警；為了確保配電室失電時的電源供應，配電室的安全防范設備需采用現場UPS電源進行供電； 為了現場的環境監控，還需部署溫濕 度傳感器、水浸傳感器、AC220V 電控制器（控制燈光、風機）。

三、系統設計

(一）技術路線

電科恒鈦智能配電網綜合輔助系統是集硬件、軟件、網絡于一體的聯網監控系統，以TIP3000平臺軟件為核心，實現聯網及跨區域監控， 在調控中心即可對前端系統集中監 控、統一管理，為城鄉配電保駕護骯。 系統通過物聯網技術對配電室進行全局管控，除了實現配電室運行環境的圖像可視化，還能實現環境數據 的可視化。對于入侵、火災、環境異常等報警，實現可視化圖片復核，并實現相關預案（開啟開燈、排風）。

(二）總體架構

1?系統拓撲（見下圖)

2.系統組成

智能配電網綜合輔助系統由前端系統（配電室）、傳輸網絡、監控平臺（電力調控中心、檢修工區、手持終端）這三個相互銜接、缺一不可的部分組成。

前端系統：前端系統通過對配電室的運行環境進行采集、控制，保障配電室的穩定運行。物聯網智能主機對攝像機、溫濕度傳感器、水浸傳感器、 振動傳感器、紅外雙鑒、煙感、燈光、風機、門禁等設備進行了整合，負責對配電室現場遙視、遙測、遙信 數據進行采集、編碼、存儲及上傳，并接受監控平臺的遙控，而門禁負責對配電室出入口進行管控。同時，通過HT500物聯網智能主機的預置規則，設備間可實現智能聯動。

傳輸網絡：智能配電網綜合輔助系統通信網絡，用于前端與平臺之間通信。實現 遙測、遙信可上傳至平臺，調用查看，并實現遠程遙控。

通過電力調控中心的網絡安全隔 離裝置并經過身份認證后，在運營商的3G/4G網絡，檢修人員也可隨時隨地在手持終端査看現場工況。

監控平臺：監控平臺由電力調 中心、檢修工區、手持終端三部分組成，根據使用者不同，功能各不相同。

電力調控中心部署有監控平臺的服務端及客戶端，可管理轄區配電室 的所有設備，接收由配電室上報的環 境和報警信息，滿足調控中心值班人 員現場圖像、環境及報警信息管理的 需求；檢修工區部署有監控平臺的客 戶端，滿足維護中心值班人員現場圖 像、環境及報警信息查看、設備遙控的需求；手持終端部署有監控平臺的移動客戶端，滿足檢修人員現場圖像、 環境及報警信息查看的需求。

3.系統組網

由于智能配電網綜合輔助系統部署在運營商公網，為了保障前端設施與平臺的信息安全，需在運營商處申請虛擬專網（VPN)的服務。VPN 是通過公網建立一個臨時的、安全的 連接，可以對數據進行加密，達到安全使用互聯網的目的。VPN是對企 業內網的擴展，可以幫助遠程用戶與 公司內網建立起可信的安全連接。

(三）智能配電房的總體技術研究

3.1智能配電房總體架構

智能配電房是以堅強智能電網為堅實基礎，以智能配電房組織管理及標準和智能配電房關鍵技術及裝備為堅強支撐，以通信與安全保障體系為可靠保證，以智能配電信息通信平臺為信息交換途徑，通過智能配電房技術支持平臺和智配電房一體化監控服務系統，為電力客戶及供電局人員提供智能化、多樣化的用電服務和運維服務，實現與電力客戶進行能量流、信息流、業務流的友好互動，提升供電質量和運維水平。

3.2視頻環境監控系統

智能環境監控系統分為配電房站端及主站系統共兩個部分組成。

配電房站端系統對站內的視頻監控、環境監測、安全防范、火災報警、智能控制、門禁系統、保障系統及SF6泄漏報警系統進行了整合，主要負責對配電房內視頻、音頻、環境量、開關報警量等信息進行采集、編碼、存儲及上傳，并根據制定的規則進行自動化聯動；

主站系統可管理地區下屬配電房的所有設備，接收由所轄配電房上報的環境、告警等信息，滿足地區級主站用戶視頻、環境信息查看、配電房設備控制的需求，同時也提供相關的視頻、環境等信息給省級主站。

智能配電房視頻監控系統應具備如下功能：

（1）實時視頻監視：通過視頻監視可以實時了解配電房內所有設備的信息。

（2）環境數據監測：實時對溫度、濕度、水浸、SF6濃度等環境信息進行采集、處理和上傳，生成曲線和報表。

（3）遠程控制：上級主站通過客戶端和瀏覽器可對所轄配電房的任一攝像機進行控制，實現遙控云臺的上/下/左/右和鏡頭的變倍/聚焦，對門禁、照明、語音的開啟進行控制。

（4）系統聯動：可以對各子系統進行關聯。

（5）語音對講：通過對講設備呼叫遠方值班人員開啟門禁。

（6）錄像回放：對監控視頻進行實時存儲，通過網絡調用回放錄像，為事故分析和事故處理提供幫助。

（7）配置維護：管理員不必到達設備現場，就可修改設備的各項參數。

（8）B/S方式訪問：用戶通過B/S（Brower/Server）方式訪問站端系統，通過標準的IE瀏覽器，領導和值班人員可根據不同的權限對站端系統進行配置及控制。

3.3配電設備狀態監測系統

基于配電網設備狀態在線監測技術的發展水平和應用效果以及配網設備的重要程度，建議在線監測裝置的配置原則如下：

（1）配電變壓器繞組溫度在線監測；

（2）開關柜、電纜分支箱可在關鍵接點部位配置溫度在線監測裝置及環境濕度在線監測裝置；

（3）配電室可配置SF6氣體濃度、環境溫度、濕度、煙霧、水位、門禁等在線監測裝置；

（4）電纜通道可配置煙霧、水位、氣體（O2、CH4、CO、CO2、H2S等）濃度、溫度、濕度、井蓋、視頻/圖像等在線監測裝置；

3.4電纜溝綜合治理

（1）電纜溝狀態監測。電纜狀態監測系統包含電纜溫度監測、局部放電監測等部分。

（2）電纜溝環境監測。電纜溝環境監測系統對電纜溝內的溫度和火災情況、水位情況和氣體成分與濃度進行監測，保障電纜安全運行，避免檢修人員被毒氣所傷，保護電纜溝內設備安全。電纜溝環境監測包含電纜溝溫度、水位監測、有毒氣體監測等環境量的監測。

3.5安全報警系統

安全報警設備主要由電子圍欄、紅外對射、紅外雙鑒等設備組成。各探測器通過報警線纜直接與報警主機連接。電子圍欄具有不同的防區，當檢測到入侵事件時，報警主機輸出相應防區的報警信息到環境監控主機。環境監控主機可根據預制規則聯動相應功能：報警信息上傳中心，相關人員可以迅速來到事發地點，觸發聲光報警器，震懾非法闖入者；聯動相應的燈光照明，調用預制位，啟動報警錄像等。紅外對射作為周界防范的有效補充，主要應用于距離比較遠的圍墻、樓體等建筑物，特別適合無人值守變電站。紅外雙鑒可以對已進入室內人員進行管控，同時可對小動物進行有效防范。

3.6門禁系統

門禁系統的普及給出入口帶來了全新的管理模式。門禁系統屬于智能弱電系統中的一種安防系統，作為一種新型現代化安全管理系統，集自動識別技術和現代安全管理措施為一體。網絡化門禁系統的應用更是大大提高無人場所的實時監控能力和出入權限的管理能力、數據的自動存儲、問題分析的水平，提高運行維護的效率和大大降低成本。同時門禁系統與視頻監控系統的整合，可以有效的杜絕管理漏洞。門禁系統主要由門禁控制器、讀卡器（包括鍵盤讀卡器）、電控鎖、門磁和門禁電源等組成。通過安裝在建筑物的主要出入口、重要區域的通道口，從而實現對出入口的控制。

3.7智能控制系統

變電站內的相關輔助控制設備較多，許多設備都只能在前端進行控制，實現無人值守后，需要在某些情況下實現遠程的控制功能，如遠程打開現場燈光、風機、水泵、空調、門禁等，通過智能控制系統將變電站輔助控制設備集中、整合后能夠遠程手動、聯動控制。

現場控制設備分為2大類：智能設備、開關設備。變電站內的燈光和空調需要通過協議控制，因此屬于智能設備；其它如風機、水泵屬于開關控制。

4 結語

本文通過對智能配電房的視頻環境監控、設備狀態監測、電纜溝綜合治理等的關鍵技術研究，展示了未來智能配電房的總體技術發展方向。隨著智能電網應用的不斷成熟和推進，將在配電房狀態監測建設的基礎上，配合輸電線路，變、配設備線狀態監測和分析，建設涵蓋輸、變、配設備狀態的完整監測體系，促進技術監督水平再上一個新臺階，最終建成基于電網模型的在線監測、智能診斷處理、應急指揮、“電力流、信息流、業務流”高度一體化融合的綜合監控運行中心。

智能配電房是智能電網建設過程中智能配電研究成果實際應用的綜合性工程，對智能配電技術的發展和完深化配網自動化的作用，具有十分重要的意義。善具有重要的促進作用，對提高供電可靠性和供電質量

審核編輯 黃宇