解决方案

SOLUTION

智慧变配电

需求分析

    配电间存在于园区、企事业单位、公共建筑和商业综合体等各种场景中,为各类场所提供稳定的动力电。配电间主要包括进线柜、计量柜、出线柜、PT柜等关键设备,还包括供电系统、制冷系统、消防系统、监控系统等基础设施,是保障人们日常用电必不可少的部分。

    山东泰物信息技术有限公司提出的智能配电监控系统解决方案,针对企业园区内的配电间在运行维护中影响稳定的因素,包括动力、环境和安全等方面进行集中一体化的监控,大大的提高了运维效率,有效保证企业的安全生产。

方案背景

1、配电间安全隐患

    配电间存在意外断电、温湿度过高过低、漏水断路等隐患,传统监测手段难以提前发现和预警。

2、配电间远程运维困难

    因环境改变、非授权活动、设备状态变化等引起的事故,难以满足配电房远程运维的可靠管控要求。

3、配电房改造成本高

    原有监测设备更新改造成本高,亟需新型现代化配电房监测,更具智能化、可视化、扩展性、互动性。


解决方案

系统架构

    智能配电监控系统是以泰物动力环境综合监控装置为基础,以“智能感知和智能控制”为核心,通过前端传感器和执行器的安置,经过开关量和R485/R232协议方式传输,最后通过TP/TCP接入到企业内网,与智能监控主机进行通讯,实现本地管理和远程控制,并且能够实现配电机房状态在客户端、指挥中心端和APP端的多端呈现。



    系统采用分布式和模块化架构,分为站端系统和软件平台及移动客户端应用三部分构成。

1)站端系统 

    包含了部署在配电机房等低压侧的环境、设备信息采集设备,通过接入各种类型的物联网环境与设备监测传感器,视频监控装置等,利用数据采集设备通过光纤或4/5G无线网络将数据上送到软件平台

2)软件平台

    软件平台设计基于PC WEB提供变配电站所内设备的状态监测、环境的实时监控、安防监控、火灾消防等信息的检测和控制在内的一整套应用和数据管理平台。 

3)移动客户端 

    移动客户端应用保护提供了基于移动WEB、移动APP在内的终端应用界面 。

四、终端装置—核心设备

    TW配电房监控装置是一款集模拟量采集、485通讯、开关量报警输入输出、视频浏览于一体的多功能网络辅助控制主机。具有实时视频浏览、环境温湿度监测和动力设备控制等功能。


五、功能模块



1、配电柜监测模块

1配电监测

    监测各配电柜的输出三相相电压、线电压、电流、频率、功率因素、电能统计并在可视化界面中显示相电压和线电压的实时波形图。

    意义:实时显示并保存配电柜的各项参数并设定电压电流限值(电压高低限值、电流高限值),当监测参数发生越限,系统将自动诊断报警事件的发生,同时进行记录存储,并第一时间发出报警信息。

2配电测温

    开关柜测温模块由传感器、接收主机组成,接收主机通过RS485连接到一体化监控装置。通过软件实现实时数据采集、定温报警、温升报警、历史数据显示。

    意义:配电柜动静触头、母线接头、电缆接头、易过热点等的温度在线检测。提供运行设备在线检测、降低人力成本、自动化程度高、减少停电检修的盲目性为设备维护提供科学依据,符合设备“状态检修”目标。

3通断监测

    通过开关监测模块,采集配电开关的强电通断信号,模块以Modbus-RTU协议通过模块的RS485接口接入数据采集模块,最终将数据汇聚至监控主机,由监控平台软件进行开关状态的实时监测。

    意义:实时监测配电开关的通断电状态,当监测状态发生变化,系统将自动诊断报警事件的发生,同时进行记录存储,并第一时间发出报警信息。

2、电缆沟在线检测模块

    电缆沟在线检测模块主要由电缆温度传感器(含测温主机),环境温湿度传感器,水浸传感器组成。

    意义:检测电缆沟内电缆绝缘材料老化、电缆负荷增加、泄漏电流等导致的电缆温度升高。由于不良沉积物变质挥发和外界入侵因素导致的电缆构内淤积有害气体。检测到的电缆沟内环境信息以及有害气体超标时能自动报警和联动通风设备。检测到电缆沟有水浸入后通过报警主机自动发出报警信息。

3、蓄电池在线监测模块

    针对机房内的蓄电池做集中监控管理,利用电池监测模块,采集每节电池的电压、内阻及极柱温度,对每一块电池安装电压、电阻监测模块,模块数据通过RS-485接口接入转换器或采集主机,数据通过以太网交换机接入监控主机,由监控平台软件进行蓄电池的实时监测。

    意义:配电室直流系统所用蓄电池,由于运行时间过长,蓄电池老化等因素导致直流系统不能对直流负载进行正常的电源供给,所以需要定期对其进行检测,在线检测系统能完全替代目前的人力定期检测,实现全天候的在线检测,实时发现故障电池,消除因直流供给不正常造成的断路器拒动,继电保护装置失电等重大隐患。蓄电池在线监测模块完成对蓄电池的电压、温度,内阻的测试工作。

4、环境监测模块

1有害气体监测

    使用气体检测变送器进行气体检测。经过相应气体检测变送器,将模拟量数据转为RS-485接口输出,经数据采集模块TW-PCE将信号接入以太网交换机,最终汇聚至监控主机,实时监视机房内各区域气体浓度值。

    意义:

在系统中设置相应气体浓度的上下限,若传感器检测到的相应气体浓度超标,系统会诊断出报警事件,并通过相应的报警方式通知相关负责人员。

2温湿度监测

    通过温湿度传感器的RS-485通讯接口,经数据采集模块TW-SDS08将信号接入以太网交换机,最终汇聚至TW-MH-600工控主机,由监控平台软件进行温湿度的实时监测。

    意义:实时显示机房内各区域的温度以及湿度参数的数值,设定温湿度的上下限,当监控到的温度意义湿度不在规定的范围之内,系统会诊断出有报警事件,并通过相应的报警方式通通知相关的负责人员。

3漏水监测

    依据机房环境需要配备漏水监测系统,由漏水检测绳检测到漏水情况,通过漏水控制器将模拟量信号转换成数字量信号,经过数据采集模块TW-DI/DO将信号传入交换机,并最终汇聚在监控主机上,由监控平台软件进行漏水的实时监控。

    意义:可通过系统设置漏水报警方式,当水浸检测绳检测到有漏水情况时,系统会自动诊断出报警事件,并通过相应的报警方式通知相关负责人。

功能模块—消防监测模块

4烟感监测

    配备烟雾传感器,一旦某一个区域的烟雾浓度到达上限时便会触发烟雾报警,同时通过TW-DI/DO控制器j将信号经由以太网传入交换机,并最终汇聚在监控主机上,有监控平台软件进行烟雾浓度的监测。

    意义:实时监测机房内的烟雾传感器信号,一旦烟雾浓度超出上限,将触发烟雾报警信号,动环主机将发出报警,通过相应报警方式通知相关负责人。

5接地电阻监测

    配电机房总接地极处采用三线法或二线法测试接地电阻,采用平均值整流法测试接地电压,在线检测、实时监测。可以选择RS232或RS485通讯,并可根据提供的MODBUS通讯协议进行二次开发、组建网络、实现远程多点在线监测。

    意义:实时显示机房机房接地数值,设定接地电阻对的上下限,当监控到的接地电阻实时数值不在规定的范围之内,系统会诊断出有报警事件,并通过相应的报警方式通通知相关的负责人员。

5、设备控制模块

    系统提供空调、风机、灯光以及水泵等设备的控制功能。系统的自动联动功能全部在一体化监控装置上实现,在网络断线、服务器故障、软件关闭等情况下不影响系统的报警、联动以及记录等功能。控制方式:手动控制功能和远程控制功能

6、安全防范模块

1配电柜门状态监测

    配电机柜门的开关状态监测(后期可扩展增加限时授权开门功能。)

    意义:保证配电柜的安全,提前预警相关风险,一旦发生非授权开门时可发送报警信息至管理人员。

2安全防范监测

    包括配电机房视频监控监测。

    意义:安全防范要是通过各种探测和传感技术的综合应用,针对配电房的周界等场所,实现在电力设备等破坏前的预警作用。在设定的布防时间内,实行入侵监控,并且可联动照明、监控以及门禁等系统。 

7、机器视觉模块(预留功能)

    AI魔盒是泰物自主研发的一款,基于机器视觉技术为核心的前沿产品,内置的多项泰物自主建模并加以训练的AI算法,包括烟火识别算法、安全帽佩戴识别算法、反光衣穿戴识别算法和值班人员离岗识别算法等。

    前端可采用市面上全品牌全型号摄像机,可通过接入配电监控管理系统平台,针对配电室环境进行AI检测,以及对人员行为进行智能分析研判,规范相关人员行为,保证系统的稳定运行。



8、可视化平台

1可视化综合展示平台

    “TW- 三维可视化系统”基于 irrlicht3D 引擎,运用 HTML5 和 WebGL 技术开发,真实还原配电机房三维场景,浏览端无需安装任何插件即可在浏览器中流畅展示配电机房等三维场景,系统提供了与各类系统对接的接口,以3D图标的形式直观呈现设备监控数据、动环监控数据、IT 资产数据、视频监控画面以及各类操作和告警数据信息画面,实现了资产、设备、动环、视频、告警等数据和信息的可视化、流程化、标准管理。

2可视化分控平台

    可用于配电室现场或配电室入口处,对单个配电室进行可视化的操作,支持安卓、IOS的手机和平板进行监控,软件内置3D引擎,可以实现3D配电机房场景的数据监控和漫游,辅助运维人员立体三维管理配电机房。

3监控数据信息可视化

    与“TW- 智能监控管理系统”接口对接,将配电柜、变压器、精密空调、温湿度、漏水、IT设备、门禁、安防等实时运行状态和主要参数集成到三维可视化系 统中做集中展示,点击设备,可查看设备的相应参数,或者跳转至对应的系统监控界面。

4资产信息可视化

    预留用户对信息进行编辑和修改的功能,可以调取资产管理、IT 设备监控、运维管理等各类管理系统中 的相关数据,进行集中展示,实现与“TW- 三维可视化系统”的自动同步。


方案亮点

核心技术

1、智能识别算法及预警技术

    基于模糊逻辑、神经网络和进化计算等理论与方法,结合自适应控制、变结构控制等现代控制理论,我公司与浪潮合作研发研发了智能识别和控制算法。

2、深度定制的以太网协议栈、以太网模块存储器管理技术

    保证了代码的通用性和结构的稳定性,并具有抗网络风暴的功能。设备可以提供两个网络接口,实现不同网络分区的通信功能,保障系统的安全性。 

3、嵌入式组件架构技术

优良的跨平台嵌入式组件架构技术,支持多种操作系统和CPU平台;划分组件,面向接口开发,提高开发效率;组件重用,实现积木式的系统开发方法;提供各种强大的子系统,以不断丰富产品特性;可以实现分布式应用。

4、4G模块化通信技术和通信模块

短信、电话、邮件、微信、钉钉反向监听、动态报警多系统共用、任意位置、Openwrt系统

5、iTWBS智能软件总线技术

独创的iTWBS软件智能总线技术把各个进程之间的通信协议标准化、规范化,可以实现进程间每秒可达数万次的服务调用,适合用于大型系统内部的消息总线,是巨量级的并发量的技术保证。

优势

系统功能强大

突破传统配电间动力环境监测系统,搭载资产管理、3D展示等功能,打通了与机器视觉等AI技术的链接,为客户呈现一个强大的智能管理系统。

高度集成&脱机式工作

TW变配电系列,能够兼容并利用现有绝大部分设备,有效保护客户的已有投资。能够实现大部分的传感器解析和设备控制,以及设备内部的联动控制,脱机实现联动、报警以及记录等功能。

集中监控&统一调度

统一界面下视频、门禁、环境、SF6/O2、火灾消防、安全防范所有状态的监控。统一的设备配置管理、故障调度。

   



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