CN110262317A - 基于大数据的配电房环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于大数据的配电房环境监测系统，包括站端处理设备，无线通讯设备，离站设备，环境监控设备，环境反馈设备，其中：环境监控设备采集环境信息并发送给站端处理设备；站端处理设备接收并处理环境信息，生成控制指令并发送给环境反馈设备，同时将环境信息和/或控制指令通过无线通讯设备发送给离站设备；环境反馈设备接收控制指令并执行相应的操作；离站设备接收环境信息或控制指令，进行显示和/或储存。

Description

基于大数据的配电房环境监测系统

技术领域

本发明涉及配电设备技术领域，尤其涉及一种基于大数据的配电房环境监测系统。

背景技术

供电公司配电房由于数量较多、分布较广等原因，具有分散、地理环境情况变化多端、覆盖面广、用户众多，容易受用户增容和城市建设影响等特点。配电房的监控对配电自动化管理、线损分析、负荷预测、电力需求管理具有重大意义。

目前在行业内，传统的解决方案就是分别安装环网柜、开关柜、变压器等监测设置，以及报警、视频以及环境监控等系统等，但是这些系统具有如下问题：

1、很多装置没有联网，只是在本地监测和控制；

2、联网的各系统之间独立运行，形成监控“孤岛”现象，无法进行有效的管理，也达不到安全管理的效果。

3、多系统并存不但增加了投资成本，后期的维护成本也大大增加，并且多个厂家的设备同时运行，也会产生扯皮现象，浪费业主的时间和精力。

另外，传统变电站或者配电房通常采用空调与排风扇(或者轴流风机)组合降温的措施，这种通风降温措施导致在电气设备周围产生大量的空气涡流，空气涡流在电气设备周围打转，却始终无法排到室外，将其携带的热能保留在室内，以致传统的通风降温措施消耗了大量的能量，却无法有效地降温。同时强力的通风带来了大量的灰尘和漂浮于空气中的酸性物质，它们附着于设备或绝缘体的表面形成污垢，腐蚀设备甚至构成放电通道。并且，大型排风扇(或者轴流风机)的运行带来很大的噪音。

由此可见，传统通风措施效率低、噪音大，且与电气设备的防尘、防污需要相矛盾。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于大数据的配电房环境监测系统，便于在线实时监控、统一管理、安全稳定。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于大数据的配电房环境监测系统，包括站端处理设备，无线通讯设备，离站设备，环境监控设备，环境反馈设备，其中：

所述环境监控设备采集环境信息，并将所述环境信息发送给所述站端处理设备；

所述站端处理设备接收并处理所述环境信息，生成控制指令，将所述控制指令发送给所述环境反馈设备，并将所述环境信息和/或控制指令通过所述无线通讯设备发送给所述离站设备；

所述环境反馈设备接收所述控制指令并执行相应的操作；

所述离站设备接收来自所述站端处理设备的所述环境信息或控制指令，进行显示和/或储存。

本发明中，和/或表示两者可以同时进行或者分别单独进行操作。

进一步的，所述离站设备具备生成强制指令的能力，所述强制指令通过无线通讯设备发送给所述站端处理设备，所述站端处理设备根据所述强制指令生成控制指令，并将所述控制指令传送给所述环境反馈设备。

进一步的，所述用于配电房的控制系统还包括视频装置，所述视频装置记录配电房现场和/或周边的实时景象，生成视频文件，所述视频文件通过所述无线通讯设备传送给所述离站设备，所述离站设备接收所述视频文件，进行显示和/或储存。

进一步的，所述环境监控设备包括电气设备监测装置、空气监测装置、烟雾传感器、水浸传感器、入侵探测器、智能门禁中的一种或多种。

进一步的，所述空气监测装置监测空气的温度、湿度、SF₆浓度、O₂浓度、H₂S浓度、O₃浓度中的一种或多种。

进一步的，所述环境反馈设备包括空气循环装置、警报装置、排水设备、照明设备中的一种或多种。

进一步的，所述空气循环装置包括进风口、风机和出风口，所述风机安装在出风口上，所述进风口和出风口之间具有高度差和对流空间，且所述进风口的位置低于所述出风口的位置。

进一步的，所述进风口设在配电房的低部且朝向电气设备，所述出风口设在配电房的高部，所述进风口和出风口相对设置，根据所述控制指令控制所述风机的转速。

进一步的，所述空气循环装置还包括毒气排放口，所述毒气排放口设在配电房的低部，与进风口相对设置，根据所述控制指令控制所述毒气排放口的开合。

进一步的，所述空气循环装置具有内循环和外循环两种工作模式，根据所述控制指令切换所述工作模式。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、本发明中，通过站端处理设备，将配电房的环境信息进行统一处理，通过内置的控制逻辑，进行整体控制，从而摆脱了监控“孤岛”的现象，使整个控制过程更准确、高效。

2、通过无线通讯设备连接站端处理设备和离站设备，实现了远程监控，不但可以远程获取配电站的实时数据，了解其运作情况，还可以根据需要远程下达指令，对配电站采取远程控制。

3、通过对空气循环装置中进风口和出风口位置的设计，最大限度地形成和利用空气浮升力驱动的自然对流，对空气加以智能导向和控制措施实现对气流的有效组织，使其形成一种横向螺旋环绕、纵向单向可控、包覆热源体表面的对流形态，通过自然对流与强制对流共同作用的复合换热过程对电气设备等热源体进行散热降温。使空气对流的散热效果最大化，能耗损失最小化，热交换效率远远大于排风扇或者其他通风方式，具有安全、高效、节能、低噪的特点。

4、通过在低处开设毒气排放口，保证比空气密度高的有毒气体可以顺利地排出配电房，保障进入人员安全。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的基本结构示意图。

图2为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的扩展结构示意图。

图3为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的空气循环装置安装示意图。

图4为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的离线设备实时数据显示图。

图5为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的离线设备历史数据显示图。

图6为本发明所述一种基于大数据的配电房环境监测系统的离线设备历史曲线显示图。

图中所标各部件名称如下：

100、站端处理设备；200、无线通讯设备；300、离站设备；310、服务器；320、电脑客户端；330、移动手机端；400、环境监控设备；410、电气设备监测装置；411、电流；412、电压；413、母线温度；414、电缆温度；420、空气监测装置；421、空气温度；422、空气湿度；423、SF₆浓度；424、O₂浓度；425、H₂S浓度；426、O₃浓度；430、烟雾传感器；440、水浸传感器；450、入侵探测器；460、智能门禁；470、视频装置；500、环境反馈设备；510、空气循环装置；511、进风口；512、风机；513、出风口；514、毒气排放口；520、警报装置；530、排水设备；540、照明设备；600、电气设备。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图1至3所示，本发明提供一种基于大数据的配电房环境监测系统，包括站端处理设备100，无线通讯设备200，离站设备300，环境监控设备400，环境反馈设备500，其中：

所述环境监控设备400包括电气设备监测装置410、空气监测装置420、烟雾传感器430、水浸传感器440、入侵探测器450、智能门禁460。可以理解的，以上环境监控设备400可以根据实际需求选择其中的一种或多种。

具体的，环境监控设备400采集以下环境信息：电气设备监测装置410负责采集电气设备600的电流411、电压412等负载数据、母线温度413，电缆温度414等参数，可以理解的，以上参数可以根据实际需要选择其中的一种或多种；空气监测装置420采集空气温度421、空气湿度422、SF₆浓度423、O₂浓度424、H₂S浓度425、O₃浓度426等参数，其中，采集的空气温度421和空气湿度422包括室内和室外的参数，可以理解的，以上采集的参数可以根据实际需要选择其中的一种或多种；烟雾传感器430监测室内烟雾的浓度，及时发现失火的险情；水浸传感器440监测电缆沟是否有积水；入侵探测器450采用主动红外入侵探测器，探测配电房是否发生非法入侵；智能门禁460支持读卡器独立接入，支持门禁控制继电器输出功能，具备独立的伟根接口，可实现门禁系统刷卡权限设置、认证、开门/关门，及人员进出记录、显示及查询。环境监控设备400将以上采集到的环境信息通过GPRS数据传输模块将环境信息实时发送给所述站端处理设备100。

视频装置470作为一种获取环境信息的采集装置，具有其特殊性，由于目前视频信息的处理能力较低，准确度与一般的环境监控设备400相比具有较大的差异，需要人工处理，只能作为一种辅助手段使用。因此视频装置470目前无需接入站端处理设备100，直接将视频文件通过无线通讯设备传送给离站设备300，所述离站设备300接收所述视频文件，进行显示和/或储存。可以理解的，当未来视频信息的处理能力提高之后，可以从中获得准确的环境数据信息，视频装置470可以作为环境监控设备400之一，与站端处理设备100连接并提供环境信息，站端处理设备100可以根据视频装置470提供的环境信息直接做出反应，发送控制指令给环境反馈设备500。

所述站端处理设备100采用SPT-PDHJ100系列智能监控终端，接收并处理所述环境信息，生成控制指令，将所述控制指令发送给所述环境反馈设备500，并将所述环境信息和/或控制指令通过所述无线通讯设备200发送给所述离站设备300。具体的，所述控制指令根据其控制的环境反馈设备在表现形式上有所不同，这是本领域技术人员公知的，在此不做赘述。

所述环境反馈设备500包括空气循环装置510、警报装置520、排水设备530、照明设备540，可以理解的，以上环境监控设备500可以根据实际需求选择其中的一种或多种。

具体的，所述空气循环装置510包括进风口511、风机512和出风口513，所述进风口511设在配电房的低部且朝向电气设备600，所述风机512安装在所述进风口511处，所述出风口513设在配电房的高部，所述进风口511和出风口513相对设置，根据所述控制指令控制所述风机512的转速。这里所述的低部，指的是配电房整体靠下的位置，通常进风口511的下边沿接近地面，进风口511的上边沿低于电气设备600的上表面；这里所述的高部，指的是配电房整体靠上的位置，通常出风口513的下边沿高于电气设备600的上表面；这里所述的相对设置，指的是在较远的两面墙，或较长的一面墙的两边分别设置。这样的布置方式，使进风口511和出风口513之间形成高度差和对流空间，较冷空气经电气设备600到出风口513之间形成一种单向可控的气流通道，使空气对流的散热效果最大化，同时减少或消除紊流和涡流的负面影响，因此，所述空气循环装置只需要弱气流即可满足空气循环的需求，比常规系统节能降耗90％以上，产生的噪音也有显著减小。由于大部分有毒气体如SF6的密度较大，高部的出风口513不利于排放这些有毒气体，因此需要在配电房的低部另外开设一个毒气排放口514，与进风口511相对设置，根据所述控制指令控制所述毒气排放口的开合。所述空气循环装置510具有内循环和外循环两种工作模式，根据控制指令切换所述工作模式。所述空气循环装置510具有空气过滤器，去除空气中的灰尘和酸性物质，防止产生积灰。所述空气循环装置510具有制冷压缩机，在外界环境温度较高时开启，保证室内处于合适的温度范围。

所述警报装置520当环境信息处于异常值或监测到环境反馈设备出现故障时，为防止引发安全事故，警报装置520会发出警报，以警报声、短信、手机APP提示等近程或远程方式提醒相关人员注意，采取必要措施。

所述排水设备530支持高水位启泵、低水位停泵功能，当电缆沟水位探测处于高水位时，输出报警并输出继电器控制水泵运行，自动启动水泵进行排水作业，当处于低水位时，自动停止水泵排水作业。

所述照明设备540在接收到控制指令后，自动打开，进行照明。

所述离站设备300接收来自所述站端处理设备100的所述环境信息或控制指令，进行显示和/或储存；并且所述离站设备300具备生成强制指令的能力，所述强制指令通过无线通讯设备200发送给所述站端处理设备100，所述站端处理设备100根据所述强制指令生成控制指令，并将所述控制指令传送给所述环境反馈设备500。

具体的，离站设备300包括服务器310、电脑客户端320、移动手机端330，离站设备300上安装有运行环境智能调控系统，所述运行环境智能调控管理系统组建为开放式的数字组网方式，即数字信号和控制信号完全通过数据网进行传输。有极大的工程施工优势。

如图4至6所示，可实现现场实时监视、控制、数码硬盘录像存储的全数字化(智能、双向、多变量、多点站)分布式网络模式。所述运行环境智能调控管理系统具有开放性、融合性和互联性。

开放性：系统设备是按照国际标准进行数据的采集和存储。所有影像实现数字化，采用现场总线，用户可以自由集成不同制造商的通信网络，既可与同层网络互连，也可以与不同层网络互连。

融合性：监控工作站可在任何时候介入网上每一点的远端界面和组态工作，也可以以客户服务器的方式支持监控。允许用户通过网络在任何时间、地点监视和控制现场的设备和情况。将集中监控和分散监控融为一体。

互联性：系统可以与其它计算机联网，网络控制灵活。

接下来具体展开描述所述一种基于大数据的配电房环境监测系统具有的以下应用场景：

应用场景一

系统实时检测室外温度和湿度，当室外温度低于预设值并且室外湿度同时低于预设值，系统自动打开风机512，进行外循环运行。新风经过高效过滤器除尘后替换室内空气；当室外温度和湿度其中一个参数不满足条件，系统关闭风机512，进行内循环运行。

当室内温度超过预设值时，系统启动压缩机进行制冷，降低室内温度；当室内湿度超过预设值时，系统启动压缩机进行降温除湿，很好的控制了室内温度和湿度。

当冬季低温高湿气候条件下，系统自动从空调模式切换到除湿机工作模式，采用全热回收方式快速控制湿度。

通过上述控制策略，一方面降低了设备的运行电能消耗，同时彻底解决了站内既要安装空调，又要安装除湿机的问题，实现整体智能解决方案。

应用场景二

当智能门禁460未录入来访人员，侵入探测器450却发现有入侵物，便会引发警报装置520，并启动视频装置470进行拍摄，在夜间还会自动打开照明装置530，方便视频的拍摄，找到入侵人员，固定证据。

可以理解的，所述的一种基于大数据的配电房环境监测系统可以整合多个环境监控设备采集到的环境信息，并做出整体上的统筹安排，控制多个环境反馈设备动作，以应对突发状况，这种控制方式更加高效、准确，与以往的一对一的监控模式完全不同。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.基于大数据的配电房环境监测系统，包括站端处理设备，无线通讯设备，离站设备，环境监控设备，环境反馈设备，其中：

所述环境监控设备采集环境信息，并将所述环境信息发送给所述站端处理设备；

所述站端处理设备接收并处理所述环境信息，生成控制指令，将所述控制指令发送给所述环境反馈设备，并将所述环境信息和/或控制指令通过所述无线通讯设备发送给所述离站设备；

所述环境反馈设备接收所述控制指令并执行相应的操作；

所述离站设备接收来自所述站端处理设备的所述环境信息或控制指令，进行显示和/或储存。

2.如权利要求1所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述离站设备具备生成强制指令的能力，所述强制指令通过无线通讯设备发送给所述站端处理设备，所述站端处理设备根据所述强制指令生成控制指令，并将所述控制指令传送给所述环境反馈设备。

3.如权利要求2所述的基于大数据的配电房环境监测系统，还包括视频装置，所述视频装置记录配电房现场和/或周边的实时景象，生成视频文件，所述视频文件通过所述无线通讯设备传送给所述离站设备，所述离站设备接收所述视频文件，进行显示和/或储存。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述环境监控设备包括电气设备监测装置、空气监测装置、烟雾传感器、水浸传感器、入侵探测器、智能门禁中的一种或多种。

5.如权利要求4所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述空气监测装置监测温度、湿度、SF₆浓度、O₂浓度、H₂S浓度、O₃浓度中的一种或多种。

6.如权利要求1-3中任意一项所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述环境反馈设备包括空气循环装置、警报装置、排水设备、照明设备中的一种或多种。

7.如权利要求6所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述空气循环装置包括进风口、风机和出风口，所述风机安装在出风口上，所述进风口和出风口之间具有高度差和对流空间，且所述进风口的位置低于所述出风口的位置。

8.如权利要求6所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述空气循环装置包括进风口、风机和出风口，所述进风口设在配电房的低部且朝向电气设备，所述风机安装在所述进风口处，所述出风口设在配电房的高部，所述进风口和出风口相对设置，根据所述控制指令调节所述风机的转速。

9.如权利要求7或8所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述空气循环装置还包括毒气排放口，所述毒气排放口设在配电房的低部，与进风口相对设置，根据所述控制指令控制所述毒气排放口的开合。

10.如权利要求7或8所述的基于大数据的配电房环境监测系统，所述空气循环装置具有内循环和外循环两种工作模式，根据所述控制指令切换所述工作模式。