監測器在無(wú)人值守的地區工作，主要完成多個(gè)數據的采集、處理與傳輸，要求整個(gè)系統功耗低、低成本維護運行。在線(xiàn)監控器由主控單元、溫濕度傳感器組、4G 模塊、有線(xiàn)通信模塊、Zigbee 通信模塊、調控單元組成。其結構如圖 2 所示。
2.1 主控單元
本文使用 phyCORE-i.MX6UL 系列核心板進(jìn)行開(kāi)發(fā)設計，phyCORE-i.MX6UL 系列核心板適合用于低功耗、低成本、緊湊型應用的設計中。它采用 Cortex-A7 低功耗內核，提供高900MHz 的處理主頻，可以滿(mǎn)足該系統設計要求；同時(shí)該核心板支持以太網(wǎng) PHY 等核心器件，同時(shí)對外提供郵票孔接口，方便無(wú)線(xiàn)傳輸設備連接，省去了額外連接器的空間及成本。
2.2 通信單元
配電室中采集子節點(diǎn)需要與監控主機進(jìn)行通信，監控主機需要與在上位機系統進(jìn)行通信。在采集子節點(diǎn)與監控主機的通信中，采用 ZigBee 無(wú)線(xiàn)通訊方式，使用 CC2430 通訊模塊。該產(chǎn)品是 TI 公司（德州儀器）生產(chǎn)的一款專(zhuān)用于 IEEE 802.15.4和 Zigbee 協(xié)議通信的模塊。該模塊具有 3 種休眠模式 , 從休眠模式轉換到正常模式僅需 54us，特別適合要求電池長(cháng)期供電的應用場(chǎng)合。
監控主機與上位機系統通信方式主要參考配電室中的集中器的通信方式，一般地上配電室，集中器采用 4G 方式進(jìn)行通信，而在地下配電室中，采用寬帶網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信。因此對于地上的配電室，監控主機也通過(guò)增加 4G 通信模塊并安裝有流量的電話(huà)卡實(shí)現與上位機系統的通信；對于地下的配電室，則借用配電室中集中器的網(wǎng)絡(luò )與上位機系統進(jìn)行通信。
2.3 信息采集單元
2.3.1 溫濕度傳感器的選擇
為了準確的獲取環(huán)境溫濕度數據，本文采用 DHT91 傳感器實(shí)現環(huán)境溫濕度采集的功能。DHT91 是數字型溫濕度傳感器，其將傳感器和信號處理單元集成到一起，可直接輸出數字信號。
2.3.2 溫濕度傳感器的布置
由于配電室內滲水漏水常發(fā)生在棚頂或電纜溝內，因此溫濕度傳感器安置在變壓器、高壓柜、低壓柜的柜頂和電纜溝的溝口處，通過(guò)室內照明或其他 220V 交流電源處取電轉成 5V直流電源為采集子節點(diǎn)進(jìn)行供電。
圖 3 采集子節點(diǎn)布局圖
2.4 調控單元
配電室中對于變壓器溫度過(guò)高，啟動(dòng)室內排風(fēng)風(fēng)機進(jìn)行通風(fēng)降溫；對于室內濕度過(guò)高，則共同啟動(dòng)室內排風(fēng)風(fēng)機與除濕器進(jìn)行相應除濕。配電室內的排風(fēng)風(fēng)機與除濕器可根據環(huán)境參數自動(dòng)啟動(dòng)，也可通過(guò)上位機系統控制人工啟動(dòng)。
3、上位機軟件設計
系統的監測與控制通過(guò)上位機軟件實(shí)現，軟件包括站房查找、室內狀態(tài)監測、歷史數據查看、環(huán)境調控控制等功能。軟件是在 QT 環(huán)境下進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)對 PC 網(wǎng)絡(luò )端口的操作實(shí)現數據的傳輸功能，軟件界面如圖 4 所示。
圖 4 上位機軟件設計
4、試驗測試與分析
在線(xiàn)監控器的試驗，選取存在滲漏水的 92 號配電室進(jìn)行，該配電室下雨時(shí)墻體滲水嚴重。本實(shí)驗按上述設計安裝溫濕度傳感器，同時(shí)在配電室門(mén)口頂部安裝異動(dòng)監控攝像頭。每日觀(guān)察該配電室內變壓器溫度、室內濕度和異動(dòng)情況。
5、安科瑞配電室環(huán)境監控系統
5.1概述
配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環(huán)境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風(fēng)機、水泵）、門(mén)禁監控子系統（讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。
5.2應用場(chǎng)所
適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統工程設計、施工和運行維護。
5.3系統結構
5.4系統功能
5.4.1實(shí)時(shí)監測
能夠顯示配電室設備的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測配電室環(huán)境參數信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。
5.4.2數據查詢(xún)
在人機界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設備的運行數據。
5.4.3曲線(xiàn)查詢(xún)
可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。
5.4.4運行報表
查詢(xún)配電室內設備的運行數據報表。
5.4.5實(shí)時(shí)告警
具有實(shí)時(shí)告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。
5.4.6歷史事件查詢(xún)
能夠對產(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶(hù)對系統事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統計、事故分析。
5.4.7用戶(hù)權限管理
設置了用戶(hù)權限管理功能，可以定義不同級別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權限。
5.4.8網(wǎng)絡(luò )拓撲圖
支持實(shí)時(shí)監視并診斷各設備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )結構。
5.4.9遙控功能
可以對整個(gè)配電系統范圍內的設備進(jìn)行遠程遙控操作。
5.5系統硬件配置
6、結語(yǔ)
本文針對配電室內的滲水漏水、變壓器溫度過(guò)高、室內非工作人員進(jìn)入或小動(dòng)物進(jìn)入等無(wú)法及時(shí)發(fā)現的問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)研究，通過(guò)設計在線(xiàn)監控器實(shí)現對配電室內滲漏水、變壓器溫度過(guò)高、室內異動(dòng)的情況及時(shí)發(fā)現及時(shí)報警。同時(shí)，該系統開(kāi)發(fā)成本低廉，便于推廣，可以投入到現實(shí)的工作中，實(shí)現配電室少巡視或免巡視。
參考文獻：
（1）王君明.電力工程安裝的相關(guān)安全技術(shù)措施分析[J]. 科技創(chuàng )新導報,2017(34).
（2）時(shí)啟凡,孫洲同.配電室在線(xiàn)監控系統.
（3）安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.05版.
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