摘要：為了提升高速公路運維工作質量和效率，支撐技術發展向數字化、精益化、智能化轉型，在大量的配電房現狀問題分析以及較新的監測技術調研的基礎上，主要討論了高速公路配電房監控系統的智能化方案及應用現狀，并著重從環境、安防、視頻等多個系統功能出發，分析智能化、可視化、自動化及互動化新型現代化配電房的可行性發展。

關鍵詞：高速公路；配電房；環境監控系統；智能化

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引言

作為配電網中的重要供電節點，配電房分散布置在高速公路的各個收費站、服務區和隧道中，由于配電房之間的距離較遠，單獨采用巡視的方式，效率低、成本高，且難以及時發現及解決問題，這就給電力系統成效帶來了一定的負面影響。高速公路配電房的作用是為高速路段提供電源，進而確保高速路段的安全穩定運營，確保路段收費、通風及照明等系統的正常使用，其一旦出現嚴重問題，后果不堪設想。

交通行業基于實際現狀調研分析，提出了“智慧配電房”的理念，旨在推進配電房智能化建設，實現配電房可控、可測及可觀，降低運維管理成本，提升運維質量和安全管理水平。

智慧配電房監控系統是采用現代自動化技術，并結合傳感器技術、通信技術和電氣技術，在電力系統中對電能進行分配與監控的整套智能化系統。它可以針對高速公路的特點，采用數字化技術合理地開發設計配電房智能監控系統，以實現配電房的管控。經過近幾年的研究和發展，目前市場上已有幾種技術比較成熟的智慧配電房監控系統。

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整體化遠程監控系統

該系統以動環監控整體化主機為核心，采用ARM架構和B/S模式以及Web服務方式，通過系統數據采集、存儲，并與上級管理平臺相連實現監控功能。在監控系統與主機相接時，采用RS485、RS232等方式，簡化了中間環節，且性能可靠性較好，性價比更高。整體化遠程監控系統結構圖如圖1所示。

功能特點：

（1）實現配電站環境監控系統的監管；

（2）實現配電柜電壓、電流的智能儀表監測；

（3）監測重要開關狀態，發現異常時自動報警并記錄；

（4）監測六氟化硫、臭氧、甲烷等濃度值，超閾值告警；

（5）監測溫濕度，過高或過低時自動報警；

（6）監測入侵環境人員的狀態信息，進出數據可歷史查詢；

（7）區域配置視頻監控，支持多畫面瀏覽、錄像回放、觸發報警、設備聯動等功能；

（8）消防控制箱的報警信號由開關量采集模塊進行傳送，主要將它傳送至監控服務器，對機房消防報警情況進行實時監測。整體化遠程監控系統的應用，可以實現配電房數據的實時監控以及遠程管理，且具有故障預警功能，可及時查詢歷史數據，實現無人值守目標。另外，利用監控室可及時掌握配電房設備的運行情況和環境數據，實現用電設備的集中管理，減少不必要的工作量，進而大大提高系統的運維效率，確保系統的安全穩定運行。

圖1整體化遠程監控系統結構圖

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智能綜合監控系統

智能綜合監控系統采用先進的在線監測技術、傳感器技術、數字處理技術、無線通信技術以及分層分布式系統結構和模塊化設計，利用多種傳感器和監測裝置對電力設備的運行狀態進行監測，以及時了解設備的運行狀況，如果發生設備故障，包括短路、高溫等，可利用裝置進行信息的自動采集，并發送語音、數據、視頻等信息，使工作人員及時掌握設備的運行狀態，實現設備的監控。智能綜合監控系統結構圖如圖2所示。

系統功能：

（1）值班監控功能：值班人員可通過監控中心24h遠程實時掌握配電房運行情況，并可遠程控制設備啟停。

（2）實時數據查詢：實時查詢當前配電房溫濕度、O2/SF6濃度、水浸狀況等環境數據以及各設備電流、電壓、功率等電力參數。

（3）歷史數據查詢：可查詢到配電房以往的環境監控數據、電氣設備電力參數、報警信息、人員進出信息、設備啟停等歷史數據。

圖2智能綜合監控系統結構圖

（4）報警預警功能：對于開關變位、保護動作、遙測越限、門禁安防異常、環境異常、通信異常、終端設備運行異常等，系統將自動進行報警預警。

（5）統計報表分析：對歷史數據進行統計、分析、計算，以便直觀了解某段時間內數據的變化趨勢，有助于對配電房各設備整體狀況的了解以及對形勢的預估。

（6）設備聯動設置：通信監控主機可自動對采集的數據進行分析判斷，當發生數值越限時可自動聯動開啟相應的設備，及時處理告警事件。智能綜合監控系統結合了互聯網、物聯網、云平臺、大數據以及智能電網等先進技術，通過建立配電房綜合監控平臺，配電房的電力信息、環境信息、安全門禁信息、視頻監控信息可由監控主機經監控室實現遠程監控，工作人員有事外出時，也可通過手機實時了解配電房情況，實現配電房“無人值守”，大大降低因工作人員值班不到位所帶來的風險。

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新型智能化監控系統

新型智能化監控系統由監控終端單元收集配電房的各項數據，通過智能網關將數據傳輸到智能監控平臺，用戶在路段監控中心可實時查看配電房的數據和運行狀態。

系統特點：

（1）運用云端化的監測，實時掌握設備安全運行狀況，及時發現電氣故障隱患；

（2）實時狀態監測與網絡視頻監控，實現配電房的無人值守；

（3）快捷查詢電氣參數（電流、電壓、功率等），并以曲線、柱狀圖和表格等形式顯示；

（4）按小時、日、月、年等時間間隔統計數據，并開展同比、環比分析對比；

（5）準確定位報警區域，自主添加巡檢、維保、報警工單，提醒運維人員及時處理；

（6）管理所屬設備資產臺賬，查看維保時間、維保項目，定期維護，通過線上線下相結合實現設備全生命周期的運維管理。新型智能化監控系統具備對配電房環境、安防、視頻設備狀態等信息的監測和控制功能，可以定時自動采集數據，分析負荷變化過程，實現24h遠程在線監管，有利于進一步推進配電房的無人值班、少人值守，減少了人力和資源的投入，提升了供配電系統的管理能力和日常監控水平，達到了實時遠程監控與現場管理相結合的目的。

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安科瑞產品介紹

（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）、環境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、風機、水泵）、門禁監控子系統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

（2）應用場所

適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

（3）系統結構

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系統功能

實時監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關故障、告警等信息。

數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室中各個設備的運行數據。

曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表。

實時告警

具有實時告警功能，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出告警。

歷史事件查詢

能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

用戶權限管理

設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

網絡拓撲圖

支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

遙控功能

可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

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系統硬件配置

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結語

綜上所述，智慧配電房監控系統與傳統的配電房運行模式相比，無須對配電房設備作出大的改變，只需增加一些系統設備，包括監控平臺、數據傳輸系統、傳感器等，即可對環境、設備狀態、視頻安防等信息進行控制及監測，并通過系統內部的聯動控制，有效保障配電房的安全運行，預防因設備狀態變化、非授權活動等引起的事故發生，實現對配電房的整體態勢感知、設備運行等狀況的全維度在線巡視，大大地簡化了設備運檢流程，減少了人工巡檢的工作量，實現了變電所配電房的無人巡視，提高了管理效率，節約了運營成本，同時可提前預估事故隱患，降低了事故風險。本文闡述的3種智慧配電房監控系統在配電房建設過程中得到了廣泛應用，能夠更好地規范智慧配電房的建設，為今后配電房建設提供有益的參考。