配电站室运行环境与设备状态监测终端选型技术规范

发布时间:2019-08-01

1    适用范围

本导则规定了安徽电科恒钛智能配电房监控系统构成、配置、功能、技术要求、通信、编码规则和通信协议等方面的具体要求,适用于安徽合肥新建、改造的配电房智能化改造。

2    规范性引用文件

下列文件中的条款通过本导则的引用而构成为本导则的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本导则;凡是不注日期的引用文件,其*版本适用于本导则。

1)   GB 50395-2007视频安防监控系统工程设计规范

2)   GB 50348-2004安全防范工程设计规范

3)   GB 50464-2008 视频显示系统工程技术规范

4)   GB 4793.1-2007 测量、控制和实验室用电气设备的安全要求 *部分 通用要求

5)   GB/T 13729-2002 远动终端设备

6)   GB/T 19582-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范

7)   GB/T电气继电器 第22-4部分 量度继电器和保护装置的电气骚扰试验-电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

8)   GB/T 电气继电器 第22-1部分:量度继电器和保护装置的电气骚扰试验 1MHz脉冲群抗扰度试验

9)   GB/T 17626 电磁兼容 试验和测量技术

10)  GB/T 6587-2012 电子测量仪器通用规范

11)  GB/T 7354-2003 局部放电测量

12)  DL/T 476-2012电力系统实时数据通信应用层协议

13)  DL/T 634.5101-2002 远动设备及系统第5-101部分:传输规约基本远动任务配套标准

14)  DL/T 860 (所有部分)电力自动化通信网络和系统

15)  DL/T 634远动设备及系统

16)  DL-BT 1403-2015智能变电站监控系统技术规范

17)  DL/T1416-2015超声波法局部放电测试仪通用技术条件

18)  GA/T 671-2006 人民公共安全行业标准

19)  Q/GDW 11061-2013 局部放电超声波检测仪技术规范

20)  Q/GDW 11063-2013 暂态地电压局部放电检测仪技术规范

21)  Q/GDW 540.1-2010 变电设备在线监测装置检验规范 第1部分:通用检验规范

22)  Q/GDW 11304.5-2015 电力设备带电检测仪器技术规范 第5部分:高频法局部放电带电检测仪器技术规范

23)  Q/GDW 11400-2015 电力设备高频局部放电带电检测技术现场应用导则

24)  Q/GDW电力设备带电检测仪器技术规范 第16部分:暂态地电压法带电检测仪器技术规范

25)  Q/GDW电力设备带电检测仪器技术规范 第8部分:特高频法局部放电带电检测仪技术规范

26)  Q/GDW电力设备带电检测仪器技术规范 第1部分:带电检测仪器通用技术规范

27)  电力监控系统安全防护规定(发改委2014年第14号令)

28)  电力监控系统安全防护体方案(国能安全【201536号文)

29)  未列出之标准将按人民*标准(GB)或国际电工标准(IEC)及行业标准规范执行

3    术语及定义

3.1 智能配电房smart distribution station

采用智能监测和控制设备,并基于多源数据协同的集中监控和管理平台,实现对配电房内设备的状态监测、环境的实时监控、行为的安全管控、社会服务的高效支撑的智能化、可视化、自动化、互动化*现代化配电房。

3.2 智能配电房主站smart distribution master station

是智能配电房监控系统的核心部分,主要实现配电房环境、安防、设备状态信息的采集和监控等基本功能,以及配电房智能运维等应用扩展功能。

3.3 监控终端单元supervisory terminal unit(简称STU)

监控终端单元是安装在智能配电房内的本地监控单元,完成站端传感装置数据汇集、处理、远传功能及站室设备的智能联动等功能。监控终端单元将处理后的状态信息通过标准规约上传智能配电房监控主站,执行本地指令控制,实现与风机控制器、摄像头、水泵等智能联动,对相关的检测数据、告警数据、及文件数据进行本地存储。

3.4 无线射频识别技术Radio Frequency IDentification (简称RFID)

RFID无线射频识别是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签,操作快捷方便。
   

4    则

4.1 体要求

智能配电房监控系统,应具备对环境、安防、电气设备状态等信息的监测和控制功能。系统对各种监测及报警数据进行分析,实时反映至现场运行情况,通过联动控制,保证配电房安全运行,防止因环境改变、非授权活动、设备状态变化等引起的事故,满足对配电房远程运维的可靠管控。

4.2 基本原则

1)构建配电房信息数据,满足数据完整性、准确性和一致性的要求。

2)实现配电房信息统一存储和处理,提供统一规范的数据访问服务,实现就地综合应用。

3)实现配电房与监控主站间信息纵向贯通,实现数据优化、告警直传、远程浏览、安全。

4)主站和站端系统的所有设备均采用统一命名和统一编码,命名规则必须符合附录F的要求。

5)系统安全防护要求包括但不限于:满足电力监控系统安全防护有关规定,具有完善的权限管理机制和安防响应机制,重要数据实现本地和运维平台两级备份。

6)设备选择应遵循以下原则:

1)坚持以安全可靠及设备接口统一、支持互换操作的原则,同时应考虑降低投资成本和提高运行经济性。

2)应对噪声、工频电场和磁场、高频电磁波、通信干扰等方面采取必要的防治措施,并满足*相关标准的要求。


5    系统整体功能

5.1   实现对配电设备的监测

通过对配网变压器、中压开关柜、低压配电柜和电缆的温度、局放等设备信息采集,并结合扩展设备实现电气设备预警联动,对配电房设备实时在线监测。

5.2   实现对运行环境的监控

通过对环境的监控:温度、湿度、SF6气体浓度、臭氧浓度、含氧量、烟雾火灾、水位、粉尘、噪声、振动、防小动物等信息的采集和告警,电力环境调控机、风机等设备的控制管理,并结合扩展设备实现预警联动,对配电房运行环境实时在线监控。通过完整的数据监控与分析,逐步实现配电房智能巡检。

1.1.1   基本参数

1.1.1.1  温湿度传感器技术参数

1) 供电:DC 24V12V-28V

2) *电流:40mA (DC 24V)

3) 量程:湿度:0% * RH ; 温度:-20℃~ 60

4) 准 确 度:湿度  ±3% RH5% 95% RH25℃; 温度  ±0.5℃(25℃)

5) 工作温度:温度:-20℃~60

6) 长期稳定性:湿度≤1% RH/y ; 温度≤0.1/y  

7) 响应时间: 15s(1m/s风速)

8) 输出信号:RS485;RS232

9) 安装方式:固定墙面

10) 外壳:ABS白色 106mm×95mm×29mm

1.1.1.2  六氟化硫气体(SF6)传感器技术参数

1)   工作电源: 9-24V DC

2)   功耗: < 2W(监控器)

3)   外型尺寸:19.5cm()×9cm()×4.6cm()

4)   探头检测精度: SF6 ≤ 2%FS 氧气 ≤ 1%FS

5)   探头检测量程: SF6 (0-2500ppm) O2(0-25.0%)

6)   氧气浓度报警点:18.0%

7)   SF6浓度报警点:≥1000ppm

8)   风机启动浓度点:氧气≤19.6% SF6 ≥1000ppm

9)   通讯接口: RS485,4-20mA(可选),或定制

10)  比特率: 2400bps

11)  使用环境: -20 ℃~ 60℃,10~95%RH

12)  抗电强度(外壳金属部分与电源之间):>2000V

13)  电磁兼容性:静电放电 GB/T 3

14)  快速瞬变脉冲群 GB/T 3

15)  雷击(浪涌) GB/T

1.1.1.3  氧气(O2)传感器技术参数

1)   工作电源: 9-24V DC

2)   功耗: < 2W(监控器)

3)   外型尺寸:19.5cm()×9cm()×4.6cm()

4)   探头检测精度: SF6 ≤ 2%FS 氧气 ≤ 1%FS

5)   探头检测量程: SF6 (0-2500ppm) O2(0-25.0%)

6)   氧气浓度报警点:18.0%

7)   SF6浓度报警点:≥1000ppm

8)   风机启动浓度点:氧气≤19.6% SF6 ≥1000ppm

9)   通讯接口: RS485,4-20mA(可选),或定制

10)  比 特 率: 2400bps

11)  使用环境: -20 ℃~ 60℃,10~95%RH

12)  抗电强度(外壳金属部分与电源之间):>2000V

13)  电磁兼容性:静电放电 GB/T 3

14)  快速瞬变脉冲群 GB/T 3级;

15)  雷击(浪涌) GB/T级。

1.1.1.4  臭氧气体(O3)传感器技术参数

1)   量程范围:0~1000ppb

2)   精度:50ppb

3)   电源:DC24V

4)   接口:RS485

5)   规约:Modbus协议,RTU传输,CRC16效验

1.1.1.5  噪声传感器技术参数

1)工作温度:-20℃60℃

2)工作环境湿度:≤99%RH 

3)供电电源:DC24V±10%

4)测量范围:30130dB

5)频率范围:20Hz12.5kHz

6)*误差:0.5dB

7)通讯接口:RS485

8)通讯协议:ModbusRTU

1.1.1.6  烟雾探测器技术参数

1)   电 源: 1260VDC

2)   工作电流: < 10 mA

3)   输出形式:缺省设置警戒状态输出开路,报警状态输出短路(用户可以要求更改)

4)   烟雾灵敏度:符合UL217号标准

5)   测试标准:0.651.52%FT;具备防误报检测功能

6)   工作环境: -550°C1095%无冷凝

1.1.1.7  水浸传感器技术参数

1)   供电电压: DC 24V (9V36V)

2)   工作温度: 0℃~50

3)   工作湿度: 20%RH*RH

4)   误 报 率 < 100ppm

5)   静态功耗: 0.5W

6)   报警功耗*: 1.2W

7)   输出形式:继电器( 负载电流 100mA)

8)   带载能力:固态继电器≤ 100mA(大电流可以达到 1A,需定做)

9)   高低电平 ≥ 3k

1.1.1.8  驱鼠器技术参数

1)工作电源:AC220V

2)工作环境温度:-20℃60℃

3)工作环境湿度:≤99%RH

4)超声波范围:20kHz-55kHz

1.1.1.9  灯光控制器技术参数

1)   Modbus RTU传输协议,可本地、远程控制开关和参数配置

2)   8路常开/常闭继电器输出

3)   8路可配置输入,既可以上报输入状态也可以用来控制继电器

4)   每路继电器支持定时开关控制

5)   每路输入和输出可以灵活映射驱动控制

6)   输入部分光耦隔离,隔绝外部干扰

7)   输出锁存,防止继电器受到干扰跳动

8)   管理控制检测一体化可多种控制方式相结合

9)   工作电源:AC220V

10)  继电器接点容量:AC220V/10A

11)  工作环境温度:-20~85摄氏度

1.1.1.10 循环风机技术参数

1)风机

1)工作电源:AC220V

2)工作环境温度:-20℃60℃

3)工作环境湿度:≤99%RH

4)噪声等级:应满足本导则4.2节噪音标准

5)循环时间:10分钟

6)电动风阀:自动控制式

7)通讯接口:RS485

8)通讯协议:ModbusRTU

2)正压新风机

1)工作电源:AC220V

2)工作环境温度:-10℃80℃

3)工作环境湿度:≤99%RH

4)风压:280Pa

5)风量:250~2510m³/h

6)噪声等级:应满足本导则8.1.1节噪音标准。

7)自动控制式电动风阀

8)通讯接口:RS485

9)通讯协议:ModbusRTU

1.1.1.11 电力环境调控机技术参数

1)适用于所有带遥控功能的空调,包括壁挂机,柜机,吸顶机,中央空调主机,风机;

2)利用学到的红外遥控器的码值远程控制空调开关、温度、运行模式等各种运行状态;

3)支持外挂红外发射头,外挂距离可达十米,可实现复杂环境下的红外控制;

4)工作温度:-20~60

5)工作湿度:10%95%

6)红外载波频率:38KHZ

7)红外发射距离:小于10

8)通信接口:RS485,可直接接入到物联网主机的RS485接口上,每台主机可以接入16台空调。

9)安装方式:壁挂式/暗藏式;

1.1.2   功能配置

1.1.2.1    温湿度传感器功能

1) 实现对智能配电房内环境温湿度实时监测,温湿度传感器与智能终端之间数据采用无线传输方式;

2)环境温湿度与设备状态监测共用无线接收装置,接收点数不少于99点;

3)温湿度信号接收装置与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.2    气体(SF6O2)传感器功能

1)实现对智能配电房内六氟化硫(SF6)、氧气(O2)浓度值实时监测,六氟化硫(SF6)、氧气(O2)传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式;

2)六氟化硫(SF6)、氧气(O2)传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.3    臭氧(O3)气体传感器功能

1)开关柜局部放电可能局部损坏电介质,进而引发事故。在局部放电过程中,会产生臭氧(O3),通过监测臭氧浓度变化,能够间接检测开关柜局部放电。

2)实现对智能配电房内臭氧(O3)气体浓度值实时监测,臭氧(O3)气体传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式;

3)臭氧(O3)气体传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.4    噪声传感器功能

1)实现对干式变压器房等配电房内噪声实时监测,噪声传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式;

2)噪声传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.5    烟雾探测器功能

1)通过烟雾探测器,监测配电房或电缆沟内,发生火灾前和火灾中产生烟雾状况,并发出光报警信号。

2)实现对智能配电房内烟雾实时监测,烟雾传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式;

3)烟雾传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.6    水浸传感器功能

1)在配电房容易进水处安装水浸传感器,实时在线监测配电房水浸状态。

2)水浸传感器与智能终端之间数据采用有线传输方式;

3)水浸传感器与智能配电房监控终端单元之间的通讯接口/上传接口支持RS485,支持Modbus通信协议。

1.1.2.7    驱鼠器功能

对于电气设备安全运行存在较大威胁的小动物预防,采用在每个房间安放一台驱鼠器,产生20kHz-55kHz 超声波,有效刺激并能够导致鼠类感觉到威胁及不安。

1.1.2.8    灯光控制器功能

1)灯光控制器具有现场手动及自动控制两种方式,具有改善运行环境、良好的节能效果,延长光源寿命,管理维护方便。

2)可对日光灯开启关闭控制,调控配电房光线。

3)每个房间照明单独控制,可同时进行远程控制与本地控制,不需要转换。

1.1.2.9    循环风机功能

1)自动控制、就地和远程人工控制等多种控制模式。

2)循环风机控制进风机、排风机、电动百叶窗等相关设备,控制室内空气循环流动,保持室内温湿度在控制目标(详见附录A)范围之内。

3)循环风机与当地火灾报警及消防子系统联动。在发生火灾时应能根据输入的联动信息自动停止风机运行并隔断气流通道。当系统利用自有的烟雾传感器监测到火情征兆时,可向火灾报警及消防子系统输出联动信息。

4)自检和自诊断,可定位系统自身故障。

5)有线和无线数据通信以及以太网和RS485通信接口。

1.1.2.10  电力环境调控机功能

1) 手动控制功能:可以通过电脑,在监控中心远程控制控制空调开机、关机、升温、降温等,并能够直接调整空调的温度值。

2) 直接远程控制风机的开启和关闭,也可以设置风机的定时开启和关闭,每台风机每天*多可设置五个自动时间段。

3) 自动控制功能:通过设置温湿度上下限以及室内室外温度差,自动控制空调的关闭、开启以及风机的关闭和开启功能。

4) 节能系统工作流程(联动控制功能):
室内温度低于所设的下限值,则空调关,风机关。室内温度高于所设上限值,则强制开空调,关风机。室内温度高于下限值,低于上限值,室外湿度低于设定值(如80%),室外温度比室内温度上限值低额定温差,则开风机,关闭空调

1.2  设备状态监测模块

1.2.1              选用原则

1) 坚持以资源节约型和环境友好型的原则,同时应考虑降低投资成本和提高运行经济性。

2) 应对噪声、工频电场和磁场、高频电磁波、通信干扰等方面采取必要的防治措施,并满足*相关标准的要求。

3) 推广采用高可靠性、小型化和节能型设备。

4) 优先选用低功耗的产品。

5)产品设计寿命不小于15年。

6)长时耐受温度不低于105℃,短时(24小时)耐受温度不低于155℃。

7)设备需具备自检功能,并可将自检信号上传至监控终端功能。

8)能支持带电安装。

1.2.2   基本参数

1.2.2.1  变压器

1.2.2.1.1  温度监测

温度监控包括:高低压接线桩温度监测、本体红外热成像监测、干变铁芯温度监测、干变风机监控、干变绕组温度监测。

(1)接触式温度监测

a) 高低压接线桩温度监测

根据变压器的电气特性需求,采用无源无线温度传感器对变压器高低压接线桩进行监测。

1) 测量温度范围:-25~200℃,测量分辨率0.1

2) 外形尺寸:46mmx35mmx21mm

3) 外壳材料:耐高温阻燃硅胶材料

4) 工作电流:6A,*5000A

5) 表带长:380mm

b)干变风机监控、干变绕组温度监测、干变铁芯温度监测

干变风机监控、干变绕组温度监测、干变铁芯温度监测技术参数均参照变压器原有传感器技术参数,仅将温控器信号传输至监控终端。

2) 本体红外热成像监测

变压器多种故障如线圈松散、绝缘层损坏、线夹及连接处接触不良、外表开裂等进行实时监测。采用分辨率不小于160×120的红外热成像仪对变压器进行在线监测。

1)工作环境温度:-20℃60℃

2)工作环境湿度:≤99%RH

3) 红外测温

4) 整体*温度和关键部位区域温度监测

5) 分辨率:≥160×120

6) 测温范围:0150

7) 测温精度:±2

8) 视场角:能观测变压器完整本体(正视和俯视角度)

9)供电电源:DC24V±10%

10) 传输方式:WIFI/以太网

1.2.2.1.2  局放监测

1)特高频检测法:

1) 检测频宽: 300MHz1500MHz

2) 传感器的平均有效高度:不小于8mm

3) 提供PRPSPRPD等图谱数据格式

4)动态范围:≥40dB

5) 通讯接口:无线或RS485RJ45

2)高频脉冲(电流)检测法:

1) 检测频宽: 3MHz30MHz

2) 传输阻抗:在 10MHz 正弦电流信号输入时,传输阻抗值大于5mV/mA

3) 误差值:在检测频带内,设备频带与截止频率误差不大于±10% 

4) 通讯接口:RS485/RJ45

3)局部放电采集器参数

1) 灵敏度:2pC                 

2) 测量范围:2 pC -- 10000 pC

3) 工作频带:30MHZ 400MHZ      

4) 环境温度:   -40℃~+65

5) 海拔高度:≤4500m             

6) 现场总线电源电压:DC 18-48VAC 220V

7) 防护等级: IP55               

8) 功耗<5W

9) 安装位置:开关柜仪器面板或者通过磁吸方式固定于柜壁上

1.2.2.1.3  门状态监测

参照变压器原有温控器参数。

1.2.2.2  中压开关柜

1.2.2.2.1  温度监测

温度监测根据中压开关柜的电气特性,宜采用无线温度传感器对柜体进行温度监测,并具备对发热部分(电缆头、母排、操作机构等)进行定位判断功能。基本参数要求如下:

1) 测量温度范围:-25~200℃,测量分辨率0.1

2) 外形尺寸:46mmx35mmx21mm

3) 外壳材料:耐高温阻燃硅胶材料

4) 工作电流:6A,*5000A

5) 表带长:380mm

1.2.2.2.2  局放监测

1)超声波检测法:

1) 检测频宽:20kHz300kHz

2) 提供特征值等数据格式。

3)通讯接口:RS485/RJ45

2)暂态对地电压检测法:

1) 检测频宽:3MHz100MHz

2) 误差值:线性误差不大于±20%,稳定性误差不大于±20%

3) 通讯接口:RS485/RJ45

3)特高频检测法:

1) 检测频宽: 300MHz1500MHz

2) 传感器的平均有效高度:不小于8mm

3) 提供PRPSPRPD等图谱数据格式。

4)动态范围:≥40dB

5) 通讯接口:无线或RS485RJ45

4)高频脉冲(电流)检测法:

1) 检测频宽: 3MHz30MHz

2) 传输阻抗:在 10MHz 正弦电流信号输入时,传输阻抗值大于5mV/mA

3) 误差值:在检测频带内,设备频带与截止频率误差不大于±10%

4) 灵敏度:≤10pC

5) 通讯接口:RS485/RJ45

5)局部放电采集器参数

1) 灵敏度:2pC                 

2) 测量范围:2 pC -- 10000 pC

3) 工作频带:30MHZ 400MHZ      

4) 环境温度:   -40℃~+65

5) 海拔高度:≤4500m             

6) 现场总线电源电压:DC 18-48VAC 220V

7) 防护等级: IP55               

8) 功耗<5W

9) 安装位置:开关柜仪器面板或者通过磁吸方式固定于柜壁上

1.2.2.3  低压配电柜

1) 低压出线电缆头温度监测

根据低压出线电缆头的电气特性,宜采用无源无线温度传感器对低压出线电缆头的温度进行监测。基本参数要求如下:

1) 测量温度范围:-25~200℃,测量分辨率0.1

2) 外形尺寸:46mmx35mmx21mm

3) 外壳材料:耐高温阻燃硅胶材料

4) 工作电流:6A,*5000A

5) 表带长:380mm

1.2.2.4  无线集中接收装置

1) 管理无线传感器数量:24只(独立式),240只(集中式)

2) 和终端装置之间的通讯接口:RS485

3) 无线频率: 2.4G/433M可选

4) 通讯规约:MODBUS-RTU

5) 主机组网数量:128只 

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