针对用于配电室的内部环境监控系统设计与产品选型
- 来源:
- 安科瑞电子商务（上海）有限公司
- 日期:
- 2023年6月29日
陈伟 安科瑞电气股份有限公司
配电室是配电系统的重要组成部分，影响着电力用户的用电需求，需要保障其安全、可靠运行。针对配电室内部环境进行了深入分析，设计了一种内部环境监控系统。通过该系统可以采集配电室内部的温度、湿度、液位、SF6气体和烟雾，根据采集来的数据及时对风机、除湿机、空调、排水泵等辅助设备进行联动控制；此外系统采集得到的数据通过GPRS网络传输到监控中心供工作人员查询和控制。通过实地测试发现，该系统可以为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。
配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，设有中压进线（可有少 量出线）、配电变压器和低压配电装置。它是配电系统的重要组成部分，影响着电力用户的用电需求，因此保障它安全、可靠运行显得十分重要。影响配电室安全、可靠运行的因素很多，比如配电室内部的温度、湿度、浸水、气体和烟雾等 。考虑到上述因素对配电室的影响，本文设计了一种内部环境监控系统，用于配电室日常管理，以尽可能降低内部环境异常对配电室工作的影响，为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。
传统方式下配电室内部环境的监控多以人工方式进行，存在漏检、问题发现不及时等现象，工作效率低，不能保障配电室内部环境处于良好状况 。因此本文摒弃传统方式，采用智能化系统进行日常内部环境监控。通过分析配电室内部环境，本文设计的系统应该具备温湿度监测、液位监测、SF6气体监测、烟雾监测等功能。监测得到的数据汇总到一台主机上面，主机根据设置的安全阈值进行综合分析，根据分析的结果及时对风机、除湿机、空调、排水 泵等辅助设备进行联动控制；此外，监测得到的数据通过GPRS网络传输到监控中心供工作人员查询和分析，工作人员可以远程控制辅助设备。
主机模块由CC2530*小化电路和GPRS通信电路组成。其中CC2530*小化电路采用TI公司 的CC2530芯片，配以相应的外围电路，如图 2 所示。CC2530*小化电路一方面把内部环境监测 模块采集来的数据通过ZigBee无线网络接收进来并和安全阈值进行比对分析，根据比对分析的结果再去控制辅助设备控制模块；另一方面把内部环境数据通过GPRS通信电路中的USR-GM3，如图3所示发送到监控中心服务器上，接收监控中心回传的控制指令数据，再去控制辅助设备控制模块。
其中CC2530*小化电路用于加入到主机模块创建的ZigBee无线网络中去，通过ZigBee无线网络把变送器采集来的数据传输到主机模块。变送器电路用于采集内部环境相关数据，有温湿度变送器、液位变送器、SF6气体变送器、烟雾变送器。这些变送器都是RS485型的，4芯输出，每一芯的颜色和对应的接线。485转换电路用于变送器和 CC2530之间进行串口通讯
辅助设备控制模块由CC2530*小化电路、空调控制电路、风机控制电路、除湿机控制电路和排 水泵控制电路组成。其中CC2530*小化电路用于加入到主机模块创建的ZigBee无线网络中去，通过ZigBee无线网络接收主机模块发送的控制指令数据。空调控制电路用于控制空调工作和停止，它由学习空调遥控器指令的红外接收电路和控制空调工作的红外发送电路组成。风机控制电路、除湿机控制电路和排水泵控制电路用于控制相应设备（风机、除湿机和排水泵）的工作和停止，它们由驱动固态继电器电路、固态继电器、交流接触器和相应设备组成。
主机模块开始工作后，需要进行初始化，然后建立ZigBee 网络并为自己确定一个网络ID，接着广播自己的网络ID和信道，等待内部环境监测模块、辅助设备控制模块的入网请求，并根据收到的入网请求做出应答。当主机模块同意了它们的入网请求后，会自动为它们分配网络短地址。成功组网后，主机模块接收内部环境监测模 块发送来的数据信息，并和安全阈值进行比对，根据比对的结果发送控制指令数据给辅助设备控制模块；除此之外主机模块还通过GPRS网络将数据上传到监控中心服务器，接收监控中心的控制指令数据并发送到辅助设备控制模块进行控制。
辅助设备控制模块软件设计和内部环境监测模块软件设计很相似，不同之处在于成功加入主机模块创建的ZigBee无线网络后，辅助设备控制模块只接收主机模块发送的控制指令数据，根据指令数据再去控制具体的辅助设备工作或者停止。
本文设计的系统紧贴配电室内部环境实际，从硬件和软件2个方面着手进行设计。经过实地测试发现，系统能较好地为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。
配电室是配电系统的重要组成部分，影响着电力用户的用电需求，需要保障其安全、可靠运行。针对配电室内部环境进行了深入分析，设计了一种内部环境监控系统。通过该系统可以采集配电室内部的温度、湿度、液位、SF6气体和烟雾，根据采集来的数据及时对风机、除湿机、空调、排水泵等辅助设备进行联动控制；此外系统采集得到的数据通过GPRS网络传输到监控中心供工作人员查询和控制。通过实地测试发现，该系统可以为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。
配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，设有中压进线（可有少 量出线）、配电变压器和低压配电装置。它是配电系统的重要组成部分，影响着电力用户的用电需求，因此保障它安全、可靠运行显得十分重要。影响配电室安全、可靠运行的因素很多，比如配电室内部的温度、湿度、浸水、气体和烟雾等 。考虑到上述因素对配电室的影响，本文设计了一种内部环境监控系统，用于配电室日常管理，以尽可能降低内部环境异常对配电室工作的影响，为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。
传统方式下配电室内部环境的监控多以人工方式进行，存在漏检、问题发现不及时等现象，工作效率低，不能保障配电室内部环境处于良好状况 。因此本文摒弃传统方式，采用智能化系统进行日常内部环境监控。通过分析配电室内部环境，本文设计的系统应该具备温湿度监测、液位监测、SF6气体监测、烟雾监测等功能。监测得到的数据汇总到一台主机上面，主机根据设置的安全阈值进行综合分析，根据分析的结果及时对风机、除湿机、空调、排水 泵等辅助设备进行联动控制；此外，监测得到的数据通过GPRS网络传输到监控中心供工作人员查询和分析，工作人员可以远程控制辅助设备。
主机模块由CC2530*小化电路和GPRS通信电路组成。其中CC2530*小化电路采用TI公司 的CC2530芯片，配以相应的外围电路，如图 2 所示。CC2530*小化电路一方面把内部环境监测 模块采集来的数据通过ZigBee无线网络接收进来并和安全阈值进行比对分析，根据比对分析的结果再去控制辅助设备控制模块；另一方面把内部环境数据通过GPRS通信电路中的USR-GM3，如图3所示发送到监控中心服务器上，接收监控中心回传的控制指令数据，再去控制辅助设备控制模块。
其中CC2530*小化电路用于加入到主机模块创建的ZigBee无线网络中去，通过ZigBee无线网络把变送器采集来的数据传输到主机模块。变送器电路用于采集内部环境相关数据，有温湿度变送器、液位变送器、SF6气体变送器、烟雾变送器。这些变送器都是RS485型的，4芯输出，每一芯的颜色和对应的接线。485转换电路用于变送器和 CC2530之间进行串口通讯
辅助设备控制模块由CC2530*小化电路、空调控制电路、风机控制电路、除湿机控制电路和排 水泵控制电路组成。其中CC2530*小化电路用于加入到主机模块创建的ZigBee无线网络中去，通过ZigBee无线网络接收主机模块发送的控制指令数据。空调控制电路用于控制空调工作和停止，它由学习空调遥控器指令的红外接收电路和控制空调工作的红外发送电路组成。风机控制电路、除湿机控制电路和排水泵控制电路用于控制相应设备（风机、除湿机和排水泵）的工作和停止，它们由驱动固态继电器电路、固态继电器、交流接触器和相应设备组成。
主机模块开始工作后，需要进行初始化，然后建立ZigBee 网络并为自己确定一个网络ID，接着广播自己的网络ID和信道，等待内部环境监测模块、辅助设备控制模块的入网请求，并根据收到的入网请求做出应答。当主机模块同意了它们的入网请求后，会自动为它们分配网络短地址。成功组网后，主机模块接收内部环境监测模 块发送来的数据信息，并和安全阈值进行比对，根据比对的结果发送控制指令数据给辅助设备控制模块；除此之外主机模块还通过GPRS网络将数据上传到监控中心服务器，接收监控中心的控制指令数据并发送到辅助设备控制模块进行控制。
辅助设备控制模块软件设计和内部环境监测模块软件设计很相似，不同之处在于成功加入主机模块创建的ZigBee无线网络后，辅助设备控制模块只接收主机模块发送的控制指令数据，根据指令数据再去控制具体的辅助设备工作或者停止。
本文设计的系统紧贴配电室内部环境实际，从硬件和软件2个方面着手进行设计。经过实地测试发现，系统能较好地为配电室安全、可靠运行提供良好的内部环境支持。