監測(ce)器(qi)在無(wu)人值守的(de)地(di)區(qu)工(gong)作，主(zhu)要(yao)完(wan)成多個(ge)數(shu)據的(de)采(cai)集(ji)、處(chu)理(li)與傳(chuan)輸，要(yao)求(qiu)整(zheng)個(ge)系統(tong)功耗低(di)、低(di)成(cheng)本維護運(yun)行(xing)。在線(xian)監控(kong)器由(you)主(zhu)控(kong)單元、溫(wen)濕度傳(chuan)感器組、4G 模塊(kuai)、有(you)線(xian)通信模塊(kuai)、Zigbee 通信模塊(kuai)、調控(kong)單元組成(cheng)。其(qi)結構如(ru)圖(tu) 2 所(suo)示(shi)。
2.1 主(zhu)控(kong)單元
本文(wen)使用 phyCORE-i.MX6UL 系列核(he)心板(ban)進行(xing)開發設計，phyCORE-i.MX6UL 系(xi)列核(he)心板(ban)適(shi)合用於低(di)功(gong)耗、低(di)成(cheng)本、緊(jin)湊型(xing)應用的(de)設計中(zhong)。它采(cai)用 Cortex-A7 低(di)功(gong)耗內核(he)，提供(gong)高(gao)900MHz 的(de)處(chu)理(li)主(zhu)頻(pin)，可(ke)以(yi)滿足該系統(tong)設計要(yao)求(qiu)；同時該核(he)心板(ban)支(zhi)持以(yi)太網(wang) PHY 等核(he)心器(qi)件(jian)，同時對(dui)外提供(gong)郵(you)票孔(kong)接口，方便無線傳輸設備(bei)連(lian)接，省去了(le)額外(wai)連接器的(de)空(kong)間(jian)及(ji)成本(ben)。
2.2 通信單元
配電(dian)室中(zhong)采(cai)集(ji)子(zi)節點需(xu)要(yao)與(yu)監控(kong)主(zhu)機(ji)進行(xing)通信，監控(kong)主(zhu)機(ji)需(xu)要(yao)與(yu)在上(shang)位(wei)機(ji)系(xi)統(tong)進行(xing)通信。在采(cai)集(ji)子(zi)節點與(yu)監控(kong)主(zhu)機(ji)的(de)通(tong)信中，采(cai)用 ZigBee 無線通訊方式，使(shi)用 CC2430 通訊模塊(kuai)。該產品(pin)是(shi) TI 公(gong)司（德州儀(yi)器(qi)）生(sheng)產的(de)壹(yi)款(kuan)專用於 IEEE 802.15.4和(he) Zigbee 協議通(tong)信的(de)模(mo)塊(kuai)。該模塊(kuai)具有(you) 3 種(zhong)休(xiu)眠模(mo)式 , 從(cong)休(xiu)眠模(mo)式轉換到(dao)正常(chang)模(mo)式僅(jin)需(xu) 54us，特別適合要(yao)求(qiu)電池長(chang)期(qi)供電的(de)應(ying)用場合。
監控(kong)主(zhu)機(ji)與(yu)上(shang)位(wei)機(ji)系(xi)統(tong)通(tong)信方式主(zhu)要(yao)參(can)考配(pei)電(dian)室(shi)中(zhong)的(de)集(ji)中器(qi)的(de)通(tong)信方式，壹(yi)般(ban)地上配電(dian)室(shi)，集(ji)中器(qi)采(cai)用 4G 方式進行(xing)通信，而在(zai)地(di)下(xia)配(pei)電(dian)室(shi)中(zhong)，采(cai)用寬(kuan)帶(dai)網(wang)絡(luo)進行(xing)通信。因此(ci)對(dui)於地上(shang)的(de)配(pei)電(dian)室(shi)，監控(kong)主(zhu)機(ji)也通過增(zeng)加 4G 通(tong)信模塊(kuai)並(bing)安(an)裝(zhuang)有(you)流(liu)量的(de)電(dian)話卡(ka)實(shi)現與(yu)上位(wei)機(ji)系(xi)統(tong)的(de)通(tong)信；對(dui)於地下(xia)的(de)配(pei)電(dian)室(shi)，則借(jie)用配電室中(zhong)集(ji)中器(qi)的(de)網(wang)絡(luo)與上位(wei)機(ji)系(xi)統(tong)進行(xing)通信。
2.3 信息(xi)采(cai)集(ji)單元
2.3.1 溫(wen)濕度傳(chuan)感器的(de)選(xuan)擇(ze)
為(wei)了(le)準確(que)的(de)獲(huo)取(qu)環境溫(wen)濕度數(shu)據，本文(wen)采(cai)用 DHT91 傳感器實(shi)現環(huan)境溫(wen)濕度采(cai)集(ji)的(de)功(gong)能(neng)。DHT91 是(shi)數(shu)字型(xing)溫(wen)濕度傳(chuan)感器，其(qi)將傳感器(qi)和(he)信號處(chu)理(li)單元集(ji)成到(dao)壹(yi)起，可(ke)直(zhi)接輸出數(shu)字信號。
2.3.2 溫(wen)濕度傳(chuan)感器的(de)布置(zhi)
由於(yu)配電(dian)室內滲水(shui)漏(lou)水常(chang)發(fa)生(sheng)在棚頂或(huo)電(dian)纜溝內(nei)，因此(ci)溫(wen)濕度傳(chuan)感器安置(zhi)在變(bian)壓器(qi)、高(gao)壓櫃(gui)、低(di)壓(ya)櫃的(de)櫃(gui)頂和(he)電纜溝的(de)溝(gou)口處(chu)，通(tong)過室內(nei)照明或(huo)其(qi)他 220V 交(jiao)流(liu)電源處(chu)取(qu)電(dian)轉成 5V直(zhi)流(liu)電源為(wei)采(cai)集(ji)子(zi)節點進行(xing)供電(dian)。
圖(tu) 3 采(cai)集(ji)子(zi)節點布局圖(tu)
2.4 調(tiao)控(kong)單元
配電(dian)室中(zhong)對(dui)於變壓(ya)器(qi)溫(wen)度過高(gao)，啟(qi)動室(shi)內排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)進行(xing)通風(feng)降溫(wen)；對(dui)於室內(nei)濕(shi)度過高(gao)，則共(gong)同啟(qi)動室(shi)內排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)與(yu)除(chu)濕器(qi)進行(xing)相應(ying)除(chu)濕。配(pei)電室(shi)內的(de)排(pai)風(feng)風(feng)機(ji)與(yu)除(chu)濕器(qi)可(ke)根(gen)據環(huan)境參(can)數(shu)自動啟(qi)動，也可(ke)通(tong)過上位(wei)機(ji)系(xi)統(tong)控(kong)制人工啟(qi)動。
3、上(shang)位(wei)機(ji)軟件(jian)設計
系(xi)統的(de)監測(ce)與(yu)控(kong)制通過上位(wei)機(ji)軟件(jian)實(shi)現，軟件(jian)包括站(zhan)房(fang)查(zha)找(zhao)、室內狀(zhuang)態監測(ce)、歷(li)史(shi)數(shu)據查看(kan)、環(huan)境調(tiao)控(kong)控(kong)制等功能(neng)。軟件(jian)是(shi)在(zai) QT 環境(jing)下(xia)進行(xing)開發，通(tong)過對(dui) PC 網(wang)絡(luo)端口的(de)操(cao)作實(shi)現數(shu)據的(de)傳(chuan)輸功能(neng)，軟件(jian)界面如(ru)圖(tu) 4 所(suo)示(shi)。
圖(tu) 4 上(shang)位(wei)機(ji)軟件(jian)設計
4、試(shi)驗測試(shi)與分(fen)析
在(zai)線(xian)監控(kong)器的(de)試(shi)驗(yan)，選(xuan)取存(cun)在(zai)滲漏(lou)水(shui)的(de) 92 號配電室進行(xing)，該配電(dian)室下(xia)雨時墻(qiang)體(ti)滲水(shui)嚴(yan)重。本(ben)實(shi)驗按(an)上述(shu)設計安(an)裝溫(wen)濕度傳(chuan)感器，同時在(zai)配電室門口頂部安裝異動監控(kong)攝像(xiang)頭。每(mei)日(ri)觀察(cha)該配電(dian)室內變(bian)壓(ya)器(qi)溫(wen)度、室(shi)內濕度和(he)異動情況。
5、安科(ke)瑞(rui)配電室環(huan)境(jing)監控(kong)系統(tong)
5.1概(gai)述(shu)
配電室(shi)綜合監控(kong)系統(tong)包(bao)括智(zhi)能(neng)監控(kong)系統(tong)屏、通(tong)訊管理(li)機(ji)、UPS電(dian)源、視(shi)頻監控(kong)子(zi)系統(tong)（雲(yun)臺球機(ji)、槍(qiang)機(ji)）、環(huan)境(jing)監測(ce)子(zi)系統(tong)（溫(wen)度、濕(shi)度、水(shui)浸、煙感）、控(kong)制子(zi)系統(tong)（燈光、空調(tiao)、除(chu)濕機(ji)、風(feng)機(ji)、水(shui)泵）、門禁(jin)監控(kong)子(zi)系統(tong)（讀(du)卡器、開門按(an)鈕、磁力(li)鎖）、安防(fang)監控(kong)子(zi)系統(tong)（雙(shuang)鑒檢(jian)測器(qi)）。
5.2應用場所
適用於軌道交(jiao)通(tong)，工(gong)業(ye)，建(jian)築(zhu)，學校，商(shang)業(ye)綜(zong)合體(ti)等35kV及(ji)以(yi)下(xia)用戶端供配電(dian)自(zi)動(dong)化系統(tong)工(gong)程(cheng)設計、施(shi)工(gong)和(he)運行(xing)維護。
5.3系(xi)統(tong)結構
5.4系統(tong)功能(neng)
5.4.1實(shi)時監測(ce)
能(neng)夠(gou)顯(xian)示配(pei)電(dian)室(shi)設備(bei)的(de)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態，實(shi)時監測(ce)配(pei)電室(shi)環境參數(shu)信息(xi)，實(shi)時顯(xian)示有(you)關(guan)故(gu)障、告(gao)警(jing)等信息(xi)。
5.4.2數(shu)據查詢(xun)
在人機(ji)界面中，可(ke)以(yi)直(zhi)接查看(kan)配(pei)電室(shi)中各(ge)個(ge)設備(bei)的(de)運(yun)行(xing)數(shu)據。
5.4.3曲(qu)線(xian)查詢
可(ke)以(yi)直(zhi)接查看(kan)各(ge)電(dian)參(can)量(liang)曲(qu)線(xian)。
5.4.4運行(xing)報表
查(zha)詢(xun)配電室(shi)內設備(bei)的(de)運(yun)行(xing)數(shu)據報表。
5.4.5實(shi)時告(gao)警(jing)
具(ju)有(you)實(shi)時告(gao)警(jing)功(gong)能(neng)，系統能(neng)夠(gou)對(dui)配電室(shi)溫(wen)度、濕(shi)度、有(you)害(hai)氣體(ti)、設備(bei)故(gu)障或(huo)通(tong)信故(gu)障等事(shi)件(jian)發出告(gao)警(jing)。
5.4.6歷(li)史(shi)事(shi)件(jian)查詢
能(neng)夠(gou)對(dui)產生(sheng)的(de)所(suo)有(you)事(shi)件(jian)記(ji)錄進行(xing)存(cun)儲(chu)和(he)管理(li)，方便用戶對(dui)系統事(shi)件(jian)和(he)進行(xing)歷史(shi)追(zhui)溯、查(zha)詢統(tong)計、事(shi)故(gu)分析。
5.4.7用戶權限管理(li)
設置(zhi)了(le)用戶權限管理(li)功能(neng)，可(ke)以(yi)定義不(bu)同(tong)級別用戶的(de)登錄名、密碼及(ji)操(cao)作權限。
5.4.8網(wang)絡(luo)拓撲圖(tu)
支(zhi)持實(shi)時監視(shi)並(bing)診(zhen)斷(duan)各(ge)設備(bei)的(de)通(tong)訊狀(zhuang)態，能(neng)夠(gou)完(wan)整(zheng)的(de)顯(xian)示整(zheng)個(ge)系統(tong)網(wang)絡(luo)結構。
5.4.9遙控(kong)功能(neng)
可(ke)以(yi)對(dui)整(zheng)個(ge)配電(dian)系統(tong)範圍(wei)內的(de)設備(bei)進行(xing)遠程(cheng)遙控(kong)操(cao)作。
5.5系統(tong)硬件(jian)配置(zhi)
6、結語
本文針(zhen)對(dui)配電室(shi)內(nei)的(de)滲水(shui)漏(lou)水、變(bian)壓(ya)器溫(wen)度過高(gao)、室內(nei)非(fei)工(gong)作人員進入或(huo)小(xiao)動物進入等無法(fa)及(ji)時發(fa)現的(de)問(wen)題進行(xing)相關(guan)研究(jiu)，通過設計在(zai)線監控(kong)器實(shi)現對(dui)配電室(shi)內(nei)滲漏(lou)水(shui)、變壓(ya)器(qi)溫(wen)度過高(gao)、室內(nei)異動的(de)情況及(ji)時發(fa)現及(ji)時報(bao)警(jing)。同(tong)時，該系統(tong)開發成(cheng)本低(di)廉(lian)，便於推廣，可(ke)以(yi)投入到(dao)現(xian)實(shi)的(de)工(gong)作中，實(shi)現配(pei)電室(shi)少巡視(shi)或(huo)免巡視(shi)。
參考(kao)文獻：
（1）王(wang)君(jun)明.電力工(gong)程(cheng)安裝(zhuang)的(de)相(xiang)關(guan)安(an)全技(ji)術(shu)措(cuo)施(shi)分(fen)析[J]. 科(ke)技(ji)創(chuang)新(xin)導報,2017(34).
（2）時啟(qi)凡(fan),孫(sun)洲同(tong).配(pei)電室(shi)在線監控(kong)系統(tong).
（3）安(an)科(ke)瑞(rui)企業(ye)微(wei)電網(wang)設計與(yu)應用手(shou)冊2022.05版.
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