一、项目背景

在传统的配电网管理中，配电房主要通过人工值班确保设备正常运行，成本高，安全可靠性差，实时性低，长期存在由于环境因素导致设备处于非正常工作状态、浸水、易爆气体超标、盗窃、高温引起设备绝缘损坏等问题。

特别是在春季湿度较大的地区，配电房内电气设备内外温差较大，凝露严重，导致电气设备内部场强分布不均，易引起局部放电。特别是早期运行的半绝缘开关柜，受产品设计、潮湿环境、粉尘污染等因素影响，极易产生局部放电，严重时发生闪络击穿现象，严重影响供电可靠性和运行人员安全。

二、配电室智能运维项目-远程智能巡视集中监控系统

配电室智能运维项目-远程智能巡视集中监控系统分为站端系统、主站系统共二个部分组成。

站端系统对配电室内的视频监控、环境监测、安全防范、火灾报警、智能控制、门禁系统、保障系统及SF6泄漏报警系统进行了整合，主要负责对配电房内视频、音频、环境量、开关报警量等信息进行采集、编码、存储及上传，并根据制定的规则进行自动化联动；

主站系统可管理地区下属配电房的所有设备，接收由所辖变电站上报的环境、告警等信息，满足地区级主站用户视频、环境信息查看、配电房设备控制的需求，同时也提供相关的视频、环境等信息给省级主站。

三、配电室智能运维项目-远程智能巡视集中监控系统功能

3.1 智能巡检机器人

通过在主控室布置轨道机器人，可以实现对开关柜面板上各类表计、开关、指示灯状态等关键设备进行实时预览和巡视。轨道机器人可以通过前后上下移动，同时高清摄像机还可以360度旋转，为实现这一功能提供了支持。

3.2 自动控制配电房的通风系统

可以利用手机进行远程操作，控制空调和排风扇。

当配电房的环境出现异常时，可以利用手机远程调节空调的工作状态。

当有害气体超出安全标准时，联动通风系统会自动启动排风扇进行通风。

定时通风是一种系统，可以设定每天风机启动和停止的时间，以确保配电房每天至少进行一次通风。

3.3 空调可以自动调节室内的温度和湿度

根据配电房内实际的温湿度情况，智能地调节空调的运行状态，确保配电房一直保持恒定的温度和湿度。

为了延长空调使用寿命并降低运营成本，应该尽量避免长时间运行空调。

3.4 使用手机进行远程开门操作

当管理员不在场时，其他人员需要进入配电房，管理员可以使用手机远程开启门禁。同时，管理员还可以通过手机实时观看配电房的视频监控。

配电房在开门的同时，会自动触发摄像机进行抓拍（可以根据自己的需求进行配置联动规则）。这样管理员可以随时得知配电房何时、何地、何人进出的情况。

3.5  视频监控

使用手机进行视频巡视；在报警时通过手机查看视频；通过手机远程控制摄像头进行视频监控。

可以监控站内各设备的运行状况，实现远程监控，并与环境检测相互配合，实现摄像头自动预置位控制。

可以通过在高处布置全景拼接摄像机来实现360度/180度的监控范围，并与球机进行关联，从而实现自动/手动的联动功能。

3.6 漏水监测

为了及时发现配电房的漏水情况，我们需要在关键位置和空调机的加湿管、抽湿管和本体等部位下方安装漏水传感器。一旦发生漏水，传感器会立即触发漏水报警。

3.7 监测和报警SF6气体泄露情况

在室外电缆地沟、35kV箱式配电装置、10kV箱式配电装置、二次设备室等区域安装SF6气体泄露检测传感器，并设置接口可传输SF6气体泄露预警信息。

当SF6气体的浓度超过1000ppm（上下限可根据需要进行设定），系统将显示浓度超标的信息，并发出警报。

当氧气浓度低于18%时（上下限可自行设定），屏幕将显示浓度过低的警告信息，并且进行报警。

3.8 火警预报

在室外电缆地沟、35kV箱式配电装置、10kV箱式配电装置、二次设备室等地区，需要放置温度传感器和烟雾传感器，并预留接口用于上传火警预警信息。

当消防主机发出警报时，系统将自动启动并切换到摄像机，如果摄像机具备预置功能，则会自动转向相应的预置点。同时，系统还可以与现场灯光和其他设备协同工作，进行联动操作。此外，系统还会发出报警声音，启动数字录像，录像时间可以事先由用户设定。

当发生消防等重要信号时，声光报警器会自动启动并发出警报。

3.9 超温预警开关柜

为了保证高压设备的安全运行，在10千伏的高压开关柜内，需要对隔离开关触头、母线接头和电缆接头等连接点进行温度监测。为此，我们将布置无线温度传感器，以防止连接点发热引发事故的发生。

通过安装无线无源电缆测温传感器等前端设备，在线监控开关柜的动静触头、母线接头、电缆接头以及易过热点的温度情况。如果发现温度过高，可以及时发出预警。

3. 10 手机可以清楚地显示安防无死角和配电房的状态

当联动配电房的红外、门磁、窗磁和门锁等系统自动检测到非法进入者时，

使用手机可以远程查看配电房现场，实现自动抓拍并发送告警。

误报警情可以通过远程处理来解决，远程关闭误报设备，无需派员现场处理。

当红外报警触发时，系统会立即启动并自动切换到摄像机模式，对于具备预置功能的摄像机，系统还能自动选择相应的预置点。

3.11 智能灯控系统

可以使用远程管理来控制各个房间的灯具，从而提高节能效率。同时，还可以配合视频监控系统，解决因为光线不足而导致房间内视频画面不清晰的问题。

根据设定的条件，当探测器、摄像头等站端设备产生报警信号时，系统会自动打开灯光。

3.12超温预警是指在变压器超过工作温度限制时发出的警示信号

对变压器绕组温度和风机运行状态的监测；

该设备可以进行变压器三相绕组温度的监测，同时也能监测风机的运行状态和震动情况。它支持设置告警值的上下限，并可以通过语音播放、发送短信等方式实现联动提醒。

3.13 漏电检测

配电站室内的设备长时间使用后容易出现老化和漏电的问题，而这些问题很难通过肉眼察觉，是一个潜在的风险。为了避免不必要的损失，我们可以使用AI变配电辅助监控终端搭载局放传感器，对老化设备进行检查，并及时发出预警。

四、HT500-AI变配电辅助监控终端功能设计

作为配电房智能感知系统的边设备，配电物联网关必须具备以下功能：

（1）传感器接入功能：网关应具备有线和无线传感器的接入接口。

（2）控制器接入功能：网关应具备有线和无线控制器的接入功能。

（3）视频接入功能：通过以太网可以接入摄像机，对视频进行采集、处理和协议转换。

（4）安防接入功能：可以接入智能门禁、红外双鉴探测器等安全防护设备。

（5）数据处理功能：可以对采集的各种数据进行格式标准化、存储和展现。

（6）规约转换功能：将不同规约的数据转换为统一规约的数据。

（7）本地联动控制功能：通过“采集-控制-采集”进行本地环境闭环控制，或异常情况下的安全控制或验证识别。

（8）人工智能分析功能：通过图像和视频识别对人员安全或设备安全进行告警、纠偏以及数字化采集、操作二次确认等。

（9）数据上传功能：采用统一的通信协议实现数据上传到平台。

（10）远程控制功能：接收来自平台的控制命令，实现站房设备的远程控制。

五、研究创新点

在传统的配电自动化技术基础上，大胆引进并融合新型传感器、云计算、大数据、物联网和人工智能等新技术，使得产品功能更加智能化、网络化与数字化。

5.1 实现配电房环境的实时监测与控制，营造良好的电房设备运行环境

利用物联网技术和新型传感器技术，实现了配电房的温度、湿度、运行噪声以及有害气体等环境参数的实时采集，并通过控制环境调控设备，将各项指标控制在标准范围内，实现了配电房环境智能监测与控制，为配电设备创造了一个良好的运行环境，从而确保设备可靠运行

5.2 实现配电房各类电气设备的运行状态检测，提前发现设备故障隐患

利用局放传感器直接检测+臭氧气体密度间接监测，分析判断设备是否产生绝缘性能下降和局部放电等故障。通过检测房内SF6气体是否泄漏、开关柜或变压器温度是否异常等，全面监测各类设备的运行状态，提前发现和排除设备故障隐患，有效防止情况恶化并导致运行故障产生，有效降低设备故障率。

5.3 实现入侵监测、身份鉴权、安全帽监测、电子围栏，有效保护运维人员安全

通过视频技术、人工智能识别技术对运维人员的身份进行识别和鉴权，并识别是否做好穿戴安全帽工作服等劳动保护措施。同时，在高压设备附近或其他危险区域设置电子围栏等，对发现的危险操作进行告警，有效防止人身安全事故发生，保护运维人员的生命安全。

5.4 实现传感器设备电源智能化管理，保障各类传感器设备长期稳定运行

电源管理单元具备完善的输入过压、抗接地故障、输出过流或短路、过压、温度异常等效保护功能，备用电源具备无缝切换、智能监测管理等功能，可保障各类传感器设备长期稳定运行。

5.5 实现传感器通信协议的规范化，有效保障各类传感器可靠工作

当前市面上的传感器协议众多，给开发和应用造成了极大不便。通过调研分析对通信协议进行规范整合，使得不同传感器和物联网网关之间的通信更加简单、协调与可靠。

5.6 产品设计标准化、典型化，适于批量化生产、安装和维护

产品设计时需充分考虑不同电房配置各异、现场环境多样化的特点，在电源、端子排等组成单元均采用典型化、标准化设计，并且充分考虑后续功能扩展等需求，便于现场施工接线和安装调试。

5.7 产品环境性能和防护和抗干扰能力强，可靠性高

电力自动化设备由于工作在恶劣的工况下，对设备电磁兼容设计和安规设计通常要求采用比其他工业设备更高级，而产品充分借鉴了配电自动化终端的设计要求和经验，有效保证了产品符合恶劣环境下的适应性和电磁兼容特性，确保在现场可长期可靠运行。

六、 经济效益分析

6.1 合理延长设备使用寿命，节约建设成本

传统的配电房巡检方式存在两大问题：一是维护不及时；二是无法评估不同设备的运行状态，只能定期整体保养或整体更换。

电网公司每年通常都要做预防性试验，一般5年检修、10年大修。检修主要针对锈蚀、老化等设备进行替换。大修主要针对开关柜、变压器等主要设备进行停电检测和关键部件、整机替换。大修不会等到设备完全故障停用才进行，而是按照既定的大修时间（如10年）对设备进行换新。这种换新方式可保障配电房主要设备在下次大修前可靠运行，一定程度上消除了事故隐患，但增加了建设成本。

通过配电房智能监控系统，可以从整体上分析设备的运行状态，对设备的使用寿命进行分类，在保证运行可靠性的同时，延长部分设备的使用寿命，降低建设成本。

6.2 由人工定期巡检过渡到智能化监控为主、人工巡检为辅，大幅降低运维成本

目前，人工巡检存在问题发现不及时、巡检针对性不强、效率低、巡检质量无法量化考核等问题。通过配电房智能监控系统可以实时发现各种隐患并实时上报，并结合数据分析，及时高效地排查解决隐患并形成记录。