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王丹丹
星空体育彩票手机版下载官网最新 上海嘉定 201801
摘要：配電室是配電係統的重要組成部分，影響著電力用戶的用電需求，需要保障其安全、可靠運行。針對配電室內(nei) 部環境進行了深入分析，設計了一種內(nei) 部環境監控係統。通過該係統可以采集配電室內(nei) 部的溫度、濕度、液位、SF6氣體(ti) 和煙霧，根據采集來的數據及時對風機、除濕機、空調、排水泵等輔助設備進行聯動控製；此外係統采集得到的數據通過GPRS網絡傳(chuan) 輸到監控中心供工作人員查詢和控製。通過實地測試發現，該係統可以為(wei) 配電室安全、可靠運行提供良好的內(nei) 部環境支持。
關(guan) 鍵詞：配電室；內(nei) 部環境；監控係統
0、引言
配電室是指帶有低壓負荷的室內(nei) 配電場所，主要為(wei) 低壓用戶配送電能，設有中壓進線（可有少 量出線）、配電變壓器和低壓配電裝置。它是配電係統的重要組成部分，影響著電力用戶的用電需求，因此保障它安全、可靠運行顯得十分重要。影響配電室安全、可靠運行的因素很多，比如配電室內(nei) 部的溫度、濕度、浸水、氣體(ti) 和煙霧等 。考慮到上述因素對配電室的影響，本文設計了一種內(nei) 部環境監控係統，用於(yu) 配電室日常管理，以盡可能降低內(nei) 部環境異常對配電室工作的影響，為(wei) 配電室安全、可靠運行提供良好的內(nei) 部環境支持。
1、係統設計思路
傳(chuan) 統方式下配電室內(nei) 部環境的監控多以人工方式進行，存在漏檢、問題發現不及時等現象，工作效率低，不能保障配電室內(nei) 部環境處於(yu) 良好狀況 。因此本文摒棄傳(chuan) 統方式，采用智能化係統進行日常內(nei) 部環境監控。通過分析配電室內(nei) 部環境，本文設計的係統應該具備溫濕度監測、液位監測、SF6氣體(ti) 監測、煙霧監測等功能。監測得到的數據匯總到一台主機上麵，主機根據設置的安全閾值進行綜合分析，根據分析的結果及時對風機、除濕機、空調、排水 泵等輔助設備進行聯動控製；此外，監測得到的數據通過GPRS網絡傳(chuan) 輸到監控中心供工作人員查詢和分析，工作人員可以遠程控製輔助設備。係統組成框圖如圖1所示。
圖1 係統組成框圖
2、係統硬件設計
係統硬件主要由主機模塊、內(nei) 部環境監測模塊、輔助設備控製模塊、電源模塊等組成。
2.1 主機模塊設計
主機模塊由CC2530*小化電路和GPRS通信電路組成。其中CC2530*小化電路采用TI公司 的CC2530芯片，配以相應的外圍電路，如圖 2 所示。CC2530*小化電路一方麵把內(nei) 部環境監測 模塊采集來的數據通過ZigBee無線網絡接收進來並和安全閾值進行比對分析，根據比對分析的結果再去控製輔助設備控製模塊；另一方麵把內(nei) 部環境數據通過GPRS通信電路中的USR-GM3，如圖3所示發送到監控中心服務器上，接收監控中心回傳(chuan) 的控製指令數據，再去控製輔助設備控製模塊。
2.2 內(nei) 部環境監測模塊設計
內(nei) 部環境監測模塊由CC2530*小化電路、485轉換電路和變送器電路組成。
圖2 CC2530*小化電路
圖3 GPRS通信電路
其中CC2530*小化電路用於(yu) 加入到主機模塊創建的ZigBee無線網絡中去，通過ZigBee無線網絡把變送器采集來的數據傳(chuan) 輸到主機模塊。變送器電路用於(yu) 采集內(nei) 部環境相關(guan) 數據，有溫濕度變送器、液位變送器、SF6氣體(ti) 變送器、煙霧變送器。這些變送器都是RS485型的，4芯輸出，每一芯的顏色和對應的接線如圖 4 所示。485轉換電路用於(yu) 變送器和 CC2530之間進行串口通訊，如圖5所示。
圖4 變送器電路
圖5 485轉換電路
2.3 輔助設備控製模塊設計
輔助設備控製模塊由CC2530*小化電路、空調控製電路、風機控製電路、除濕機控製電路和排 水泵控製電路組成。其中CC2530*小化電路用於(yu) 加入到主機模塊創建的ZigBee無線網絡中去，通過ZigBee無線網絡接收主機模塊發送的控製指令數據。空調控製電路用於(yu) 控製空調工作和停止，它由學習(xi) 空調遙控器指令的紅外接收電路和控製空調工作的紅外發送電路組成。風機控製電路、除濕機控製電路和排水泵控製電路用於(yu) 控製相應設備（風機、除濕機和排水泵）的工作和停止，它們(men) 由驅動固態繼電器電路、固態繼電器、交流接觸器和相應設備組成。
2.4 電源模塊設計
電源模塊用於(yu) 輸出電能為(wei) 主機模塊、內(nei) 部環境監測模塊、輔助設備控製模塊提供電能。提供的電源有+3.3VDC、+3.6VDC、+5VDC、+12VDC和220VAC。其中直流穩壓電源由橋式整流 電路、濾波電路和穩壓電路組成。
3、係統軟件設計
為(wei) 了實現模塊之間順利通信，需要在前麵硬件設計的基礎上進行軟件設計。
3.1 主機模塊軟件設計
主機模塊開始工作後，需要進行初始化，然後建立ZigBee 網絡並為(wei) 自己確定一個(ge) 網絡ID，接著廣播自己的網絡ID和信道，等待內(nei) 部環境監測模塊、輔助設備控製模塊的入網請求，並根據收到的入網請求做出應答。當主機模塊同意了它們(men) 的入網請求後，會(hui) 自動為(wei) 它們(men) 分配網絡短地址。成功組網後，主機模塊接收內(nei) 部環境監測模 塊發送來的數據信息，並和安全閾值進行比對，根據比對的結果發送控製指令數據給輔助設備控製模塊；除此之外主機模塊還通過GPRS網絡將數據上傳(chuan) 到監控中心服務器，接收監控中心的控製指令數據並發送到輔助設備控製模塊進行控製。其流程如圖6所示。
圖6 主機模塊的軟件流程
3.2 內(nei) 部環境監測模塊軟件設計
內(nei) 部環境監測模塊開始工作後，需要進行初始化，自動掃描信道並向主機模塊發送入網申請， 直至成功加入主機模塊創建的ZigBee無線網絡為(wei) 止。成功加入ZigBee無線網絡後，內(nei) 部環境監測模塊按照事先設置好的時間周期把變送器采集來的數據發送給主機模塊，直至發送數據成功為(wei) 止，其他時間段處於(yu) 休眠狀態。其流程如圖7所示
圖7 內(nei) 部環境監測模塊的軟件流程
3.3 輔助設備控製模塊軟件設計
輔助設備控製模塊軟件設計和內(nei) 部環境監測模塊軟件設計很相似，不同之處在於(yu) 成功加入主機模塊創建的ZigBee無線網絡後，輔助設備控製模塊隻接收主機模塊發送的控製指令數據，根據指令數據再去控製具體(ti) 的輔助設備工作或者停止。其流程如圖8所示。
3.4 監控中心相關(guan) 界麵軟件設計
監控中心相關(guan) 的界麵有登錄界麵和管理界麵。其中登錄界麵需要工作人員輸入正確的賬號 和密碼，點擊確定才能進入到管理界麵；管理界麵一方麵可以查詢到配電室內(nei) 部的溫濕度、液位、SF6氣體(ti) 和煙霧的相關(guan) 數據，另一方麵工作人員可以根據需要控製空調、風機、除濕機和排水泵工作或者停止。
圖8 輔助設備控製模塊的軟件流程
打開監控中心登錄界麵，登錄界麵如圖 9 所示，輸入賬號和密碼，點擊登錄按鈕進入管理界麵，管理界麵如圖10 所示。從(cong) 圖10中可以看到當前溫度是25.79℃，濕度是57.65%RH，SF6 氣體(ti) 、煙霧和液位為(wei) 0，相關(guan) 輔助設備不需要控製、處於(yu) 關(guan) 閉狀態。
圖9 監控中心登錄頁麵
圖10 監控中心管理頁麵
4、安科瑞配電室環境監控係統
4.1概述
配電室綜合監控係統包括智能監控係統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子係統（雲(yun) 台球機、槍機）、環境監測子係統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控製子係統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子係統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子係統（雙鑒檢測器）。
4.2應用場所
適用於(yu) 軌道交通，工業(ye) ，建築，學校，商業(ye) 綜合體(ti) 等35kV及以下用戶端供配電自動化係統工程設計、施工和運行維護。
4.3係統結構
4.4係統功能
4.4.1實時監測
能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關(guan) 故障、告警等信息。
4.4.2數據查詢
在人機界麵中，可以直接查看配電室中各個(ge) 設備的運行數據。
4.4.3曲線查詢
可以直接查看各電參量曲線。
4.4.4運行報表
查詢配電室內(nei) 設備的運行數據報表。
4.4.5實時告警
具有實時告警功能，係統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體(ti) 、設備故障或通信故障等事件發出告警。
4.4.6曆史事件查詢
能夠對產(chan) 生的所有事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和進行曆史追溯、查詢統計、事故分析。
4.4.7用戶權限管理
設置了用戶權限管理功能，可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。
4.4.8網絡拓撲圖
支持實時監視並診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個(ge) 係統網絡結構。
4.4.9遙控功能
可以對整個(ge) 配電係統範圍內(nei) 的設備進行遠程遙控操作。
4.5係統硬件配置
5、結論
本文設計的係統緊貼配電室內(nei) 部環境實際，從(cong) 硬件和軟件2個(ge) 方麵著手進行設計。經過實地測試發現，係統能較好地為(wei) 配電室安全、可靠運行提供良好的內(nei) 部環境支持。
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