城市智慧管廊電力設備監(jiān)控解決方案

更新時間：2020-06-17

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安科瑞霍麗麗
安科瑞電氣股份有限公司上海嘉定 201800

摘要：城市綜合管廊內(nèi)部不僅整合了維持城市功能的自來水、煤氣、電力、通信管線，而且管廊自身功能使用的動力、照明、排水等設備繁多，無論納入管線出現(xiàn)故障，還是自身附屬設備出現(xiàn)故障，都將造成沿線城市功能的癱瘓，因此將綜合管廊內(nèi)部的各個系統(tǒng)實現(xiàn)智慧化管理是目前首要解決的問題。
關鍵字：智慧管廊物聯(lián)網(wǎng) 云平臺

1引言
城市綜合管廊（日本稱“共同溝”、中國臺灣稱“共同管道”），就是地下城市管道綜合走廊。即在城市地下建造一個隧道空間，將電力、通信，燃氣、供熱、給排水等各種工程管線集于一體，設有專門的檢修口、吊裝口和監(jiān)測系統(tǒng)，實施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計、統(tǒng)建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。

2國內(nèi)法規(guī)、規(guī)范
《國務辦公廳關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》（國辦發(fā)〔2015〕61號）于2015年8月10日公布。工作目標是到2020年，建成一批具有*水平的地下綜合管廊并投入運營，反復開挖地面的“馬路拉鏈”問題明顯改善，管線安全水平和防災抗災能力明顯提升，逐步消除主要街道蜘蛛網(wǎng)式架空線，城市地面景觀明顯好轉(zhuǎn)。
福建、江蘇等地出臺了綜合管廊建設指南，廈門市還出臺了廈門市綜合管廊管理辦法。
2015年6月1日起實施的《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》（GB50838-2015），對2012年版本的《城市綜合管廊工程技術規(guī)范》進行了較大的修改和完善，對我國綜合管廊建設的推動起到了積極的作用，本版規(guī)范強調(diào)原則上所有管線必須入廊，但也擴充了綜合管廊的分類，新增了纜線管廊。
根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB50289－98）第2.3節(jié)有關規(guī)定，當遇到下列情況之一時，工程管線宜采用綜合管廊集中敷設：交通運輸繁忙或工程管線設施較多的機動車道、城市主干道以及配合興建地下鐵道、立體交叉等工程地段；不宜開挖路面的路段；廣場或主要道路的交叉處；需同時敷設兩種以上工程管線及多回路電纜的道路；道路與鐵路或河流的交叉處。道路寬度難以滿足直埋敷設多種管線的路段。
根據(jù)《電力工程電纜設計規(guī)范》第5.2節(jié)有關規(guī)定，當遇到下列情況時，電力電纜應采用電纜隧道或公用性隧道敷設：同一通道的地下電纜數(shù)量眾多，電纜溝不足以容納時應采用隧道；同一通道的地下電纜數(shù)量較多，且位于有腐蝕性液體或經(jīng)常有地面水流溢的場所，或含有35KV以上高壓電纜，或穿越公路、鐵路等地段，宜用隧道；受城鎮(zhèn)地下通道條件限制或交通流量較大的道路，與較多電纜沿同一路徑有非高溫的水、氣和通訊電纜管道共同配置時，可在公用性隧道中敷設電纜。

3 城市綜合管廊的智慧化整體解決方案
目前國內(nèi)多數(shù)管廊還是采用傳統(tǒng)的基于工業(yè)控制的解決方案，即：由自動化控制廠家發(fā)起，以PLC/RTU/NVR等硬件為核心，通過上下位軟件編程，采集管廊的環(huán)境、設施、安全等過程和安全等數(shù)據(jù)，按照控制策略控制管廊現(xiàn)場執(zhí)行機構(gòu)其信息化平臺實基于類似組態(tài)王這樣的上位軟件進行二次開發(fā)。

以下是安科瑞智慧城市地下綜合管廊產(chǎn)品選型方案：
3.1 安科瑞管廊電力監(jiān)控系統(tǒng)（10/0.4kV地面變電所）

應用場合		型號	功能
10kV	進/饋線	AM4-I	三段式過流保護、兩段式零序過流保護、反時限過流保護、負序過流、過負荷保護（告警、跳閘）、控故障告警、PT斷線告警、三相一次重合閘、后加速過流、FC閉鎖、非電量保護（告警、跳閘）、過電壓保護、低電壓保護；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波。
	PT監(jiān)測	AM4-U1	過電壓告警、零序過壓告警、PT斷線告警、低電壓告警；4路交流電壓通道；故障錄波
	PT監(jiān)測	AM4-U2	I段/II段過電壓告警、I段/II段零序過壓告警、I段/II段PT斷線告警、I段/II段低電壓告警；8路交流電壓通道；故障錄波。
	智能操控、節(jié)點測溫	ASD320-Pn	一次回路動態(tài)模擬圖、彈簧儲能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗電、核相、自動溫濕度控制及顯示（標配一路強制加熱）、遠方/就地旋鈕、分合閘旋鈕、儲能旋鈕、人體感應、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點無線測溫。
	電參量測量	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
0.4kV	進線	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
	進線	ASJ10-LD1A	1路A型剩余電流測量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動作電流可設定；十種極限不驅(qū)動時間可設定；互感器斷線報警指示；兩組繼電器輸出(一組常開，一組轉(zhuǎn)換，均可設定)；具有就地，遠程“測試”、“復位”功能。
	無功補償	ARC	測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議。
	無功補償	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
	有源濾波	ANAPF	ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)討B(tài)變化的諧波電流進行快速實時的跟蹤和補償。
	出線	APM810	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實時及大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負載電流柱狀圖顯示，66種報警類型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。
		ANHPD300	對用電設備產(chǎn)生的隨機高次諧波、脈沖尖峰、電涌等具有抑制和吸收作用，能有效濾除電壓尖峰雜波、矯正畸變的電壓波形，對諧波噪聲進行消化和吸收，防止保護裝置誤跳閘，保證用電設備正常運行。
		ASJ10-LD1A	1路A型剩余電流測量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動作電流可設定；十種極限不驅(qū)動時間可設定；互感器斷線報警指示；兩組繼電器輸出(一組常開，一組轉(zhuǎn)換，均可設定)；具有就地，遠程“測試”、“復位”功能。
溫度檢測	變壓器溫度檢測	ARTM-8	8路溫度巡檢，熱電阻信號輸入，RS485接口，2路繼電器輸出。
	無線測溫	ARTM100	可以嵌入式安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)，每臺裝置可以接收240個傳感器的數(shù)據(jù)，可與ATE100、ATE200、ATE300三種傳感器選配使用。裝置帶有一路485接口、可選配一路以太網(wǎng)口，可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。
		ATC200	一款帶有一路485接口的溫度收發(fā)器，可同時接收12個ATE200傳感器發(fā)射的數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心。
		ATE200	表帶式固定，測溫范圍0-125℃，測量精度±2℃，傳輸距離空曠10米。
配套附件		AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號。
配套附件		AKH-0.66L	剩余電流互感器，采集剩余電流信號。
網(wǎng)關		Anet-2E5S	5個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、建筑能耗數(shù)據(jù)、電力需求側(cè)等上傳、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求，支持網(wǎng)關透傳協(xié)議；裝置電源:220V AC/DC。
網(wǎng)關		Anet-4E10	10個RS485串口 2kV隔離，4個以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、DNP、CDT、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設備的接入、支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、CDT、建筑能耗數(shù)據(jù)、電力需求側(cè)等上傳、支持多中心不同數(shù)據(jù)服務要求，裝置電源:220V AC/DC。
電力監(jiān)控系統(tǒng)		Acrel-2000	數(shù)據(jù)的實時采集、數(shù)字通信、遠程操作與程序控制、保護定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類報表及設備維護信息管理。

3.2、安科瑞管廊設備監(jiān)控系統(tǒng)（0.4kV動力箱/動力柜）

應用場合	型號	功能	安裝方式	防護等級	使用說明
動力箱/柜	DTSD1352	三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測量，分相正向有功電能統(tǒng)計，總正反向有功電能統(tǒng)計，總正反向無功電能統(tǒng)計；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功電能精度0.5S級,無功電能精度2級。	導軌式	IP30	同動力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。
	ARD2F－XX/XX－90L/UT	ARD2F智能電動機保護器適用于額定電壓至AC690V、額定電流至AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動機，可與接觸器、電動機起動器等電器元件構(gòu)成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現(xiàn)場直接控制、面板指示、信號報警、現(xiàn)場總線通信等功能。	主體：導軌式顯示：嵌入式	主體：IP30 顯示：IP65	同動力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。
	PZ72L-E4/UT	三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），四象限電能，LCD顯示，可選2DI/2DO，RS485/Modbus通信。	嵌入式	IP65
	WHD72-11/UT	測量并顯示控制1路溫度、1路濕度。	嵌入式	IP65
配套附件	AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號。	螺絲固定	IP30	同動力箱/柜配合使用，防護等級可達IP65。

4 結(jié)束語
綜上所述，城市綜合管廊的智慧化建設將作為智慧城市建設的一部分，通過部署B(yǎng)IM，物聯(lián)網(wǎng)設備，智慧管廊運營管理平臺，數(shù)據(jù)云平臺等軟硬件基礎設施和應用軟件，覆蓋綜合管廊項目全生命周期，實現(xiàn)管網(wǎng)規(guī)劃、建設、運行、維護及管理、服務的智慧化、保障管網(wǎng)全生命周期的安全、高效、智能、綠色，從而提升城市基礎設施功能和城市運行能力。

參考文獻：
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版
[2] 田紅艷.城市綜合管廊的智慧化整體解決方案