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摘 要：为了提升高速公路运维工作质量和效率，支撑技术发展向数字化、精益化、智能化转型，在大量的配电房现状问题分析以及最新监测技术调研的基础上，重点讨论了高速公路配电房监控系统的智能化方案及应用现状，并着重从环境、安防、视频等多个系统功能出发，分析智能化、可视化、自动化及互动化新型现代化配电房的可行性发展。
关键词：高速公路;配电房;监控系统;智能化
0 引言
作为配电网中的重要供电节点，配电房分散布置在高速公路的各个收费站、服务区和隧道中，由于配电房之间的距离较远，单独采用巡视的方式，效率低、成本高，且难以及时发现及解决问题，这就给电力系统成效带来了一定的负面影响。高速公路配电房的作用是为高速路段提供电源，进而确保高速路段的安全稳定运营，确保路段收费、通风及照明等系统的正常使用，其一旦出现严重问题，后果不堪设想[1]。
交通行业基于实际现状调研分析，提出了“智慧配电房”的理念，旨在推进配电房智能化建設，实现配电房可控、可测及可观，降低运维管理成本，提升运维质量和安全管理水平[2]。
智慧配电房监控系统是采用现代自动化技术，并结合传感器技术、通信技术和电气技术，在电力系统中对电能进行分配与监控的整套智能化系统[3]。它可以针对高速公路的特点，采用数字化技术合理地开发设计配电房智能监控系统，以实现配电房的有效管控[4]。
经过近几年的研究和发展，目前市场上已有几种技术比较成熟的智慧配电房监控系统。
1 一体化远程监控系统
该系统以动环监控一体化主机为核心，采用ARM架构和B/S模式以及Web服务方式，通过系统数据采集、存储，并与上级管理平台相连实现监控功能。在监控系统与主机相接时，采用RS485、RS232等方式，简化了中间环节，且性能可靠性较好，性价比更高。一体化远程监控系统结构图如图1所示。
功能特点：（1）实现配电站环境监控系统的监管;（2）实现配电柜电压、电流的智能仪表监测;（3）监测重要开关状态，发现异常时自动报警并记录;（4）监测六氟化硫、臭氧、甲烷等浓度值，超阈值告警;（5）监测温湿度，过高或过低时自动报警;（6）监测入侵环境人员的状态信息，进出数据可历史查询;（7）区域配置视频监控，支持多画面浏览、录像回放、触发报警、设备联动等功能;（8）消防控制箱的报警信号由开关量采集模块进行传送，主要将它传送至监控服务器，对机房消防报警情况进行实时监测。
一体化远程监控系统的应用，可以实现配电房数据的实时监控以及远程管理，且具有故障预警功能，可及时查询历史数据，实现无人值守目标。另外，利用监控室可及时掌握配电房设备的运行情况和环境数据，实现用电设备的集中管理，减少不必要的工作量，进而大大提高系统的运维效率，确保系统的安全稳定运行。
2 智能综合监控系统
智能综合监控系统采用先进的在线监测技术、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术以及分层分布式系统结构和模块化设计，利用多种传感器和监测装置对电力设备的运行状态进行监测，以及时了解设备的运行状况，如果发生设备故障，包括短路、高温等，可利用装置进行信息的自动采集，并发送语音、数据、视频等信息，使工作人员及时掌握设备的运行状态，实现设备的有效监控。智能综合监控系统结构图如图2所示。
系统功能：
（1）值班监控功能：值班人员可通过监控中心24 h远程实时掌握配电房运行情况，并可远程控制设备启停。
（2）实时数据查询：实时查询当前配电房温湿度、O2/SF6浓度、水浸状况等环境数据以及各设备电流、电压、功率等电力参数。
（3）历史数据查询：可查询到配电房以往的环境监控数据、电气设备电力参数、报警信息、人员进出信息、设备启停等历史数据。
（4）报警预警功能：对于开关变位、保护动作、遥测越限、门禁安防异常、环境异常、通信异常、终端设备运行异常等，系统将自动进行报警预警。
（5）统计报表分析：对历史数据进行统计、分析、计算，以便直观了解某段时间内数据的变化趋势，有助于对配电房各设备整体状况的了解以及对形势的预估。
（6）设备联动设置：通信监控主机可自动对采集的数据进行分析判断，当发生数值越限时可自动联动开启相应的设备，及时处理告警事件。
智能综合监控系统结合了互联网、物联网、云平台、大数据以及智能电网等先进技术，通过建立配电房综合监控平台，配电房的电力信息、环境信息、安全门禁信息、视频监控信息可由监控主机经监控室实现远程监控，工作人员有事外出时，也可通过手机实时了解配电房情况，实现真正意义上的配电房“无人值守”，有效降低因工作人员值班不到位所带来的风险。
3 新型智能化监控系统
新型智能化监控系统（图3）包括AMX模块、温湿度传感器、臭氧气体传感器、烟雾传感器、红外双鉴探测器、门状态传感器、母排测温、视频监控等，由监控终端单元收集配电房的各项数据，通过智能网关将数据传输到智能监控平台，用户在路段监控中心可实时查看配电房的数据和运行状态。
系统特点：（1）运用全面云端化的监测，实时掌握设备安全运行状况，及时发现电气故障隐患;（2）实时状态监测与网络视频监控，实现配电房的无人值守;（3）快捷查询电气参数（电流、电压、功率等），并以曲线、柱状图和表格等形式显示;（4）按小时、日、月、年等时间间隔统计数据，并开展同比、环比分析对比;（5）准确定位报警区域，自主添加巡检、维保、报警工单，提醒运维人员及时处理;（6）管理所属设备资产台账，查看维保时间、维保项目，定期维护，通过线上线下相结合实现设备全生命周期的运维管理。
新型智能化监控系统具备对配电房环境、安防、视频设备状态等信息的监测和控制功能，可以定时自动采集数据，分析负荷变化过程，实现24 h远程在线监管，有利于进一步推进配电房的无人值班、少人值守，减少了人力和资源的投入，提升了供配电系统的管理能力和日常监控水平，达到了实时远程监控与现场管理相结合的目的。
4 结语
综上所述，智慧配电房监控系统与传统的配电房运行模式相比，无须对配电房设备作出大的改变，只需增加一些系统设备，包括监控平台、数据传输系统、传感器等，即可对环境、设备状态、视频安防等信息进行控制及监测，并通过系统内部的联动控制，有效保障配电房的安全运行，预防因设备状态变化、非授权活动等引起的事故发生，实现对配电房的全面态势感知、设备运行等状况的全维度在线巡视，极大地简化了设备运检流程，减少了人工巡检的工作量，真正实现了变电所配电房的无人巡视，提高了管理效率，节约了运营成本，同时可提前预估事故隐患，降低了事故风险。
本文阐述的3种智慧配电房监控系统在配电房建设过程中得到了广泛应用，能够更好地规范智慧配电房的建设，为今后配电房建设提供有益的参考。
[参考文献]
[1] 宋光华.智能配电房监控系统的技术研究[J].通信电源技术，2018，35（2）：82-84.
[2] 陈相豪.基于开放式体系的智能配电房监控系统研究[J].中国新技术新产品，2019（10）：20-21.
[3] 陈咨鑫.基于物联网技术的隧道配电房智能监控管理系统设计[J].机电信息，2020（23）：108-109.
[4] 陈锦滨.高速公路智能配电房监控物联网系统应用浅析[J].中国交通信息化，2020（8）：134-135.
收稿日期：2021-05-25
作者简介：朱修权（1981—），男，广东韶关人，工程师，研究方向：智能交通。
关键词：高速公路;配电房;监控系统;智能化
0 引言
作为配电网中的重要供电节点，配电房分散布置在高速公路的各个收费站、服务区和隧道中，由于配电房之间的距离较远，单独采用巡视的方式，效率低、成本高，且难以及时发现及解决问题，这就给电力系统成效带来了一定的负面影响。高速公路配电房的作用是为高速路段提供电源，进而确保高速路段的安全稳定运营，确保路段收费、通风及照明等系统的正常使用，其一旦出现严重问题，后果不堪设想[1]。
交通行业基于实际现状调研分析，提出了“智慧配电房”的理念，旨在推进配电房智能化建設，实现配电房可控、可测及可观，降低运维管理成本，提升运维质量和安全管理水平[2]。
智慧配电房监控系统是采用现代自动化技术，并结合传感器技术、通信技术和电气技术，在电力系统中对电能进行分配与监控的整套智能化系统[3]。它可以针对高速公路的特点，采用数字化技术合理地开发设计配电房智能监控系统，以实现配电房的有效管控[4]。
经过近几年的研究和发展，目前市场上已有几种技术比较成熟的智慧配电房监控系统。
1 一体化远程监控系统
该系统以动环监控一体化主机为核心，采用ARM架构和B/S模式以及Web服务方式，通过系统数据采集、存储，并与上级管理平台相连实现监控功能。在监控系统与主机相接时，采用RS485、RS232等方式，简化了中间环节，且性能可靠性较好，性价比更高。一体化远程监控系统结构图如图1所示。
功能特点：（1）实现配电站环境监控系统的监管;（2）实现配电柜电压、电流的智能仪表监测;（3）监测重要开关状态，发现异常时自动报警并记录;（4）监测六氟化硫、臭氧、甲烷等浓度值，超阈值告警;（5）监测温湿度，过高或过低时自动报警;（6）监测入侵环境人员的状态信息，进出数据可历史查询;（7）区域配置视频监控，支持多画面浏览、录像回放、触发报警、设备联动等功能;（8）消防控制箱的报警信号由开关量采集模块进行传送，主要将它传送至监控服务器，对机房消防报警情况进行实时监测。
一体化远程监控系统的应用，可以实现配电房数据的实时监控以及远程管理，且具有故障预警功能，可及时查询历史数据，实现无人值守目标。另外，利用监控室可及时掌握配电房设备的运行情况和环境数据，实现用电设备的集中管理，减少不必要的工作量，进而大大提高系统的运维效率，确保系统的安全稳定运行。
2 智能综合监控系统
智能综合监控系统采用先进的在线监测技术、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术以及分层分布式系统结构和模块化设计，利用多种传感器和监测装置对电力设备的运行状态进行监测，以及时了解设备的运行状况，如果发生设备故障，包括短路、高温等，可利用装置进行信息的自动采集，并发送语音、数据、视频等信息，使工作人员及时掌握设备的运行状态，实现设备的有效监控。智能综合监控系统结构图如图2所示。
系统功能：
（1）值班监控功能：值班人员可通过监控中心24 h远程实时掌握配电房运行情况，并可远程控制设备启停。
（2）实时数据查询：实时查询当前配电房温湿度、O2/SF6浓度、水浸状况等环境数据以及各设备电流、电压、功率等电力参数。
（3）历史数据查询：可查询到配电房以往的环境监控数据、电气设备电力参数、报警信息、人员进出信息、设备启停等历史数据。
（4）报警预警功能：对于开关变位、保护动作、遥测越限、门禁安防异常、环境异常、通信异常、终端设备运行异常等，系统将自动进行报警预警。
（5）统计报表分析：对历史数据进行统计、分析、计算，以便直观了解某段时间内数据的变化趋势，有助于对配电房各设备整体状况的了解以及对形势的预估。
（6）设备联动设置：通信监控主机可自动对采集的数据进行分析判断，当发生数值越限时可自动联动开启相应的设备，及时处理告警事件。
智能综合监控系统结合了互联网、物联网、云平台、大数据以及智能电网等先进技术，通过建立配电房综合监控平台，配电房的电力信息、环境信息、安全门禁信息、视频监控信息可由监控主机经监控室实现远程监控，工作人员有事外出时，也可通过手机实时了解配电房情况，实现真正意义上的配电房“无人值守”，有效降低因工作人员值班不到位所带来的风险。
3 新型智能化监控系统
新型智能化监控系统（图3）包括AMX模块、温湿度传感器、臭氧气体传感器、烟雾传感器、红外双鉴探测器、门状态传感器、母排测温、视频监控等，由监控终端单元收集配电房的各项数据，通过智能网关将数据传输到智能监控平台，用户在路段监控中心可实时查看配电房的数据和运行状态。
系统特点：（1）运用全面云端化的监测，实时掌握设备安全运行状况，及时发现电气故障隐患;（2）实时状态监测与网络视频监控，实现配电房的无人值守;（3）快捷查询电气参数（电流、电压、功率等），并以曲线、柱状图和表格等形式显示;（4）按小时、日、月、年等时间间隔统计数据，并开展同比、环比分析对比;（5）准确定位报警区域，自主添加巡检、维保、报警工单，提醒运维人员及时处理;（6）管理所属设备资产台账，查看维保时间、维保项目，定期维护，通过线上线下相结合实现设备全生命周期的运维管理。
新型智能化监控系统具备对配电房环境、安防、视频设备状态等信息的监测和控制功能，可以定时自动采集数据，分析负荷变化过程，实现24 h远程在线监管，有利于进一步推进配电房的无人值班、少人值守，减少了人力和资源的投入，提升了供配电系统的管理能力和日常监控水平，达到了实时远程监控与现场管理相结合的目的。
4 结语
综上所述，智慧配电房监控系统与传统的配电房运行模式相比，无须对配电房设备作出大的改变，只需增加一些系统设备，包括监控平台、数据传输系统、传感器等，即可对环境、设备状态、视频安防等信息进行控制及监测，并通过系统内部的联动控制，有效保障配电房的安全运行，预防因设备状态变化、非授权活动等引起的事故发生，实现对配电房的全面态势感知、设备运行等状况的全维度在线巡视，极大地简化了设备运检流程，减少了人工巡检的工作量，真正实现了变电所配电房的无人巡视，提高了管理效率，节约了运营成本，同时可提前预估事故隐患，降低了事故风险。
本文阐述的3种智慧配电房监控系统在配电房建设过程中得到了广泛应用，能够更好地规范智慧配电房的建设，为今后配电房建设提供有益的参考。
[参考文献]
[1] 宋光华.智能配电房监控系统的技术研究[J].通信电源技术，2018，35（2）：82-84.
[2] 陈相豪.基于开放式体系的智能配电房监控系统研究[J].中国新技术新产品，2019（10）：20-21.
[3] 陈咨鑫.基于物联网技术的隧道配电房智能监控管理系统设计[J].机电信息，2020（23）：108-109.
[4] 陈锦滨.高速公路智能配电房监控物联网系统应用浅析[J].中国交通信息化，2020（8）：134-135.
收稿日期：2021-05-25
作者简介：朱修权（1981—），男，广东韶关人，工程师，研究方向：智能交通。