小区配电设备智能化升级方案项目.docx

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小区配电设备智能化升级方案项目
一、项目背景
随着社会经济的快速发展，大面积的社区建设越来越多，商用建筑和民用建筑中，配电房、开关站、电缆井的数量也越来越多，这些小区供电设备的安全关乎着千家万户的日常生活。
目前，各个供电公司对小区供电设备的管理方式比较粗狂，大多依赖巡检人员的简单巡视。小区供电设备的数量众多，分布范围广，不易集中管理，巡检人员也不具备多种设备的测试手段，往往出现了事故隐患，巡检人员也发现不了，导致小事故可能会演变成大事故，所以近年来，全国小区供电设备的事故频频发生，影响了供电公司的经济效益和社会形象。
目前存在的问题主要有以下几类：
1、配电房、开关站内应用了大量的SF6气体绝缘的高压柜，一旦设备发生气体泄漏，不但会影响设备安全运行，而且会危及巡检人员的生命安全。安规明确规定了人员在进入SF6配电装置室时必须先通风15分钟，对空气中的SF6浓度及氧气含量进行监测，而现在大多数配电房、开关站都没有安装应用SF6气体泄漏在线监测装置，这对巡检人员带来极大的不安全。
2、配电房、开关站内应用了大量的变压器、高压柜、电缆等电力设备，这些设备在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热的部位因为大部分是封闭的，在带电的情况下巡检人员无法采用常规办法测温，从而不了解设备的发热变化情况，发展到一定阶段后，则会造成严重的故障，破坏供电的安全可靠。
3、配电房、开关站各自设计有多个进出门，目前没有视频监视系统，无法记录巡检人员是否进入配电房、开关室进行巡视；如果有非法人员进入配电房、开关站进行偷盗，也无法了解事情的进展情况。设备运行中出现事故或故障，也无法记录事故过程。
4、配电房、开关站内应用了大量的电力设备，这些设备在运行时产生大量的热量，配电房、开关站的体积本身狭小，内部环境过热后，对设备的安全运行产生危害。同理，当配电房、开关站因为阴天下雨导致环境湿度过大时，也会对设备的安全运行产生危害。
5、小区内，配电房、开关站周围地下大多都铺设了天燃气管道，配电房、开关站内的电缆大部分都通过电缆沟进入到各个单元楼，电缆沟和天然气管道的铺设有时候非常近，如果天然气泄漏，很容易渗透到电缆沟内，并蔓延到配电房，配电房内应用了大量的变压器、高压柜、低压柜等电力设备，这些设备在运行时，可能会产生电火花，这样会容易产生爆炸事故。
6、配电房、开关站内应用了大量的电力设备，这些设备容易发生过热事故，事故初期部分设备燃烧会产生烟雾，如果能够及时知晓，并采取合适的方法，能够降低事故的损坏程度和减少损失。
7、配电房、开关站内电缆沟的铺设低于配电房的地面，这样一旦配电房、开关站内一旦进水，则大部分会流入电缆沟；同样，小区内的电缆工井也容易积水；电缆长时间浸水，降低了其绝缘性能，提高了故障发生的机率。
8、配电房、开关站内之间大多是铺设10kV的电力电缆互相连接，电缆运行是否正常，关系到整个小区的供电安全。电缆运行中，往往因为产品质量问题、施工工艺问题、环境恶劣问题或者外力破坏问题，造成电缆的绝缘水平下降、电缆金属护层多点接地、电缆中间头过热爆炸等故障。
9、小区电缆工井上，一般铺盖工井井盖，不法分子有时偷盗这些井盖，有时下到电缆工井内偷盗电缆，给供电设备的安全运行带来了极大的麻烦。

二、如何应用先进的技术手段解决目前存在的问题
基于以上原因，目前供电公司的配电管理部门急需开发应用一套高可靠性的小区供电设备智能监控系统，对现有的小区供电设备进行智能化升级改造，使小区内的供电设备能够实现智能化自我监测，发生事故隐患时，可以及时报警，通知运检人员进行消缺，或者与自动化设备联动进行自我修复，使供电设备恢复到安全运行的标准。
针对以上存在的几类问题，监测系统要具备以下功能：
1、 监测系统具备SF6气体泄漏在线监测的功能
监测装置显示主机安装在配电房、开关站门外，在进口处悬挂式安装，便于巡检人员查看和操作；气体采集终端安装在SF6高压柜底部的电缆沟内，便于测SF6气体的泄漏；当风机控制单元和风机控制箱采用壁挂式安装在配电房风机控制电源箱旁边，便于和风机联动。当环境中SF6气体含量超标或缺氧时能进行报警，同时自动开启风机进行通风。当空气中的微量SF6气体泄漏发生微小变化时都能及时的反应出。能够检测分辨率到达1000uL/L（可设定），及时报警，稳定性高、使用寿命长，采用MODBUS通讯协议，通过RS-485支持测量数据远传输出。
2、监测系统具备电力设备温度在线监测的功能
对配电房、开关站内的高压柜的A、B、C、三相电缆头进行温度监测，对变压器的高压侧、低压侧的各3个母线接点进行温度监测，每个监测点1支无线测温传感器，每面高压柜3支测温传感器；每台主变6支测温传感器；装置采用先进的无线通讯技术，传感器和接收装置之间的通讯采用2.4GHz频率波段的无线传输，ZigBee技术，符合lEEE802.15.4标准。所有数据都可以传输到汇控柜，统一分析判别。
在10个具有电缆中间头的工井内，安装特制的测温带，当中间头温度过高时，立即通过无线方式报警。
3、监测系统具备视频监视的功能
每间配电房和开关站内各自安装3支带云台的球机，平时镜头对着门口，监视进入的人员；需要时，可以远程操作，可360°旋转调整监视角度和范围；具备夜市功能，夜间能见度不低于5米，对内部设备可以进行可视化管理。
4、监测系统具备环境温湿度在线监测的功能
在配电房和开关站内各自安装2支环境温湿度传感器，当室内温度过高时，或者湿度过大时，可以和配电房、开关站内的空调和风扇联动，带动空调或风扇来控制室内的环境温湿度，可以把环境的温湿度控制在理想状态。
5、监测系统具备可燃气体在线监测的功能
在配电房和开关站的电缆沟内各安装1支可燃气体变送器，量程范围在0～100％lel之间，精度≤3%lel，如果监测到有可燃气体，立即报警，或者可以跟风扇联动进行排风。
6、监测系统具备烟雾含量在线监测的功能
在配电房、开关站顶部位置平均分成6个区安装烟感传感器，每个传感器探测范围为25m2即可满足整个房间的火灾及时报警。
7、监测系统具备水位在线监测的功能
在每个配电房、开关站的电缆沟内安装水位监测装置；在10个具有电缆中间头的工井内，也安装水位监测装置。水位监控装置采用三级报警形式的水位开关，可以实现水位的高度在达到报警阀值时，立即报警，并自动启动水泵排水。
8、监测系统具备电缆绝缘在线监测的功能
每一面高压柜内都有一回电缆终端，电缆终端在高压柜内将电缆金属护层做了接地处理，电缆绝缘监测装置的测量单元就安装在高压柜内，将金属护层接地线穿过测量互感器之后再进行可靠接地，这样我们就能够实时的监测电缆金属护层的接地电流了。电流测量范围50µA～700mA之间，电流测量精度0.5级，所有监测数据传输到汇控柜，统一分析判别。
9、监测系统具备工井井盖开闭在线监测的功能
在10个具有电缆中间头的工井上，安装工井井盖开闭监测装置，采用MODBUSRTU通讯协议，GPRS远程数据，通实施监控井盖状态，接线简单，组网灵活，自带电源，采用实施监控方式，对于非法进出、破坏和盗窃及外井盖开闭状态和丢失行为进行有效监控，能有效的打击非法进入电力工井偷盗和破坏电力实施行为。
综上所述，目前采用现代的高科技手段，可以成功的完成监测系统的开发应用。应用后，提高了配电设备的运行可靠性；缩短了居住区由于故障造成的停电时间；可以使配电管理部门的人员实时掌握配电设备的运行情况，防患于未然。
三、实施方案
扬州环球金融城项目，位于扬州市文昌东路文昌大桥东侧，地处广陵新城中央，六心之地核心，京杭大运河畔，是扬州唯一的商务中合体项目，占地总面积：85171.1m2。
扬州环球金融城项目中，建设有3座配电房、2个开关站和10个带电缆中间头的电缆工井，应用了大量的变压器、高压柜、电缆等设备，因此计划在此项目中试点应用智能监控系统，积累运行经验，观察应用效果，以便后期进行系统的改进升级，以及技术革新。
方案支持各个配电房、开关站单独采用无线3G上网，可以远程浏览和管理；每个配电房和开关站配置一面汇控柜，为监测装置提供电源和通讯通道，汇集所有监测装置的数据；各个功能的监控终端安装在配电房、开关站、电缆工井等不同位置，有的挂壁式安装，有的安装在电缆沟内，有的在汇控柜内，监控终端和汇控柜管理单元采用标准的MODBUS协议进行通讯，采用RS-485的通讯方式，稳定可靠，便于监测终端的维护和升级换代。这种设计模式，能够适应各种配电房、开关站、电缆工井的实际情况，可以按照不同的需求，进行“搭积木式”组合，灵活简便

1、原有配电房内部的设备布局图（如图一），3个配电房的设计是统一的，所以图纸都一样。

2、对配电房进行智能化升级后的图（如图二）

配电房内智能化设备配置表：

3、原有开关站内部的设备布局图（如图三）

4、对开关站进行智能化升级后的图（如图四）

开关站内智能化设备配置表：

四、项目预算
（1）1座配电房内的设备配置及价格
设备名称
功能、作用及主要参数
单价（元）
数量
总价（元）
汇控柜
每个配电房安装1套，为所有的监测装置提供电源和通讯通道，汇控柜内包括所有监测装置的主机，软件显示主机、无线3G上网路由器等设备
120000/面
1面
120000
SF6设备气体泄漏监控装置
主机安装在配电房外，进门口处，便于巡检人员操作。采集终端安装在SF6高压柜的底部的电缆沟内。
50000/套
1套
50000
电力设备温度监测装置
按照一面高压柜安装3支传感器计算，配电房有10面高压柜，4台变压器，每个配电房共计安装54支传感器。
600/支
54支
32400
电缆绝缘监测装置
每一回电缆在终端安装一套测量单元，所有数据汇总到汇控柜。每个配电房安装10套。
3000/套
10套
30000
视频监视装置
每个配电房内安装3支带云台的球机，平时对着门口，需要时可以远程操作，调整监视角度和范围
6000/支
3支
18000
环境温湿度监测装置
每个配电房内分别安装2支环境温湿度监测传感器，把环境参数传输至汇控柜。
1500/支
2支
3000
可燃气体含量监测装置
安装在配电房电缆沟内，监测电缆沟内的可燃气体的含量，每个配电房安装1支。
3000/支
1支
3000
水位监测装置
监测配电房内水位报警的三级状态，每个配电房安装1套。
2000/套
1套
2000
烟雾含量监测装置
每个配电房分别安装6支烟感传感器，开关量输出。
1000/支
6支
6000
总价
264400元

（2）1座开关站内的设备配置及价格
设备名称
功能、作用及主要参数
单价（元）
数量
总价（元）
汇控柜
每个配电房安装1套，为所有的监测装置提供电源和通讯通道，汇控柜内包括所有监测装置的主机，软件显示主机、无线3G上网路由器等设备
120000/面
1面
120000
SF6设备气体泄漏监控装置
主机安装在配电房外，进门口处，便于巡检人员操作。采集终端安装在SF6高压柜的底部的电缆沟内。
50000/套
1套
50000
电力设备温度监测装置
按照一面高压柜安装3支传感器计算，开关站有40面高压柜。
600/支
120支
72000
电缆绝缘监测装置
每一回电缆在终端安装一套测量单元，所有数据汇总到汇控柜。
3000/套
40套
120000
视频监视装置
开关站内安装3支带云台的球机，平时对着门口，需要时可以远程操作，调整监视角度和范围
6000/支
3支
18000
环境温湿度监测装置
开关站内分别安装2支环境温湿度监测传感器，把环境参数传输至汇控柜。
1500/支
2支
3000
可燃气体含量监测装置
安装在开关站电缆沟内，监测电缆沟内的可燃气体的含量，每个开关站安装1支。
3000/支
1支
3000
水位监测装置
监测开关站内水位报警的三级状态，每个开关站安装1套。
2000/套
1套
2000
烟雾含量监测装置
每个开关站分别安装6支烟感传感器，开关量输出。
1000/支
6支
6000
总价
394000元

（3）1个带电缆中间头的电缆工井内设备配置及价格
设备名称
功能、作用及主要参数
单价（元）
数量
总价（元）
电缆中间头温度监测装置
监测主机在工井墙壁上安装，保证数据的接收准确，可以同时监测3个电缆中间头的温度。GPRS通讯，自带电源。
6000/套
1套
6000
电缆工井水位监测装置
监测电缆工井内水位报警的三级状态
开关量输出。GPRS通讯，自带电源。
5000/套
1套
5000
工井井盖开启监测装置
监测电缆工井井盖的开闭状态
开关量输出。GPRS通讯，自带电源。
5000/套
1套
5000
总价
16000

（4）总体成本
设备名称
价格（元）
数量
总价（元）
配电房监测装置
264400
3
793200
开关站监测装置
344000
2
688000
电缆工井监测装置
16000
10
160000
总价
1641200元

保定华电电气有限公司
联系人：谭先生
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