智慧管廊監控與報警系統設計

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智慧管廊監控與報警系統設計

發布時間： 2023-12-27 09:44 更新時間： 2024-12-18 07:00

關鍵詞：智慧管廊；智能監控；報警系統；設計功能

0引言

1智慧管廊監控與報警系統總體需求

1.1土建結構監測

使用專門的測量儀器分別對主體結構沉降狀態、應力應變情況、外部水壓力、伸縮縫實際寬度等指標進行動態監測與管理，通過閾值設定分析檢測信息，及時發現故障問題、發出告警信息。相關監測指標的具體要求為：

（1）主體結構沉降狀態監測：借助水準儀、全站儀對綜合管廊主體結構沉降狀態進行juedui值和相對值的動態監測與分析，相關工作人員手動錄入采集處理后的數據信息。

（2）應力應變情況監測：借助錨桿將振弦式應變計分別固定于地下混凝土結構的兩端位置，以此實時監測綜合管廊應力變化情況。

1.2內部環境監控

智慧管廊內部環境監控不僅需要實時監測管廊內部的溫度濕度、風速風向、PM2.5、含氧量、積水量等基礎參數變化，還需要對管廊內部有毒、易燃氣體的占比進行動態監測，以便于準確評估綜合管廊是否存在影響人員安全的危險隱患。

1.3管廊狀態監控

管廊狀態監控指的是對管廊內部給水、排水、熱力、天然氣等管道線路以及電力、通信線纜的運行狀態進行動態監控，具體的監測參數見表2。

1.4日常運維管理

為了確保智慧管廊的正常運轉，需要做好管廊的日常運維管理，這項工作通常情況下需要占據日常管理90%以上的時間，日常運維管理工作主要圍繞基本管理及集成管理這兩個方面展開，對應的管理監測指標如表3所示。

綜合管廊為市政工程項目涉及到的公共管線提供了一個相對安全可靠的環境，因此需要綜合考慮不同管線可能出現的風險事故問題，例如電纜起火、天然氣管道泄漏、給水管破裂等。

1.5應急處理預警

2智慧管廊監控與報警系統設計概念

2.1智慧管廊監控與報警系統平臺架構

智慧管廊監控與報警系統的平臺架構設計需要嚴格依照《城鎮綜合管廊監控與報警技術標準》（GB/T51274）標準規約制定，該平臺囊括的數據層、中間層及應用層對應的系統組成見圖1。

2.2智慧管廊監控報警平臺數據庫系統

智慧管廊監控報警平臺涉及到海量的數據信息，為了能夠更好的處理紛繁復雜的數據信息，就需要一個可靠的數據庫系統，以便于確保相關數據信息得到同一規范的管廊。

2.3智慧管廊監控報警平臺的管廊模型

智慧管廊監控報警平臺利用建筑信息模型搭建了三維管廊模型，通過大數據監測技術直接從中調取信息，在此基礎上合理設置監測位點、安裝調控設備，并利用減免優化算法將相關數據信息進行屬性劃分、模型抽取。

3智慧管廊監控與報警系統主要功能

3.1三維立體可視化監控

智慧管廊監控報警平臺在建筑信息模型技術與地理信息系統技術的共同作用下具備三維立體可視化監控功能，因此能夠清晰直觀的展示智慧管廊的系統布線、設施配備、位置布局等基本參數信息，并且能夠提供可視化的監控服務，以便于相關負責人對綜合管廊進行動態監控與管理。

3.2智能化虛擬場景運維

智慧管廊監控報警平臺有助于實現巡檢監察、運營維護、應急作業等操作流程的智能管理，依托可視化信息平臺完成項目審查、派單跟蹤、執行監管、歸檔保存等全自動運維管理。

4.1平臺概述

AcrelEMS-UT綜合管廊能效管理平臺集電力監控、能源管理、電氣安全、照明控制、環境監測于一體，為建立可靠、安全、高效的綜合管廊管理體系提供數據支持，從數據采集、通信網絡、系統架構、聯動控制和綜合數據服務等方面的設計，解決了綜合管廊在管理過程中存在內部干擾性強、使用單位多及協調復雜的根本問題

4.2平臺組成

安科瑞城市地下綜合管廊能效管理系統是一個深度集成的自動化平臺，它集成了10KV/O.4KV變電站電力監控系統、變電所環境監控系統、智能馬達監控系統、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門監控系統、智能照明系統、消防應急照明和疏散指示系統。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數據，通過一個平臺即可全局、整體的對管廊用電和用電安全進行進行集中監控、統一管理、統一調度，同時滿足管廊用電可靠、安全、穩定、高效、有序的要求。

4.3平臺拓撲

4.4平臺子系統

4.4.1電力監控

電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數和用能情況，可實時監控高低壓供配電系統開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。

4.4.2環境監測

環境監測包括溫濕度、煙感溫感、積水浸水、可燃氣體濃度、門禁、視頻、空調、消防數據的采集、展示和預警，同時也可接入管廊艙室內的水泵和通風排煙風機等設備集成的第三方系統完成管廊環境綜合監控。

4.4.3電氣安全

AcrelEMS-UT能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進行實時監視，發生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

4.5相關平臺部署硬件選型清單

4.5.1電力監控及配電室環境監控系統

應用場合（10KV）		產品	型號	功能
	10KV進/饋線		AM6-L	相間電流速斷保護，相間限時電流速斷保護（可帶低壓閉鎖），相間過電流保護（可帶低壓閉鎖），兩段式零序過流保護，反時限相間過流保護（可帶低壓閉鎖），零序反時限過流保護，過負荷保護，控制回路異常告警。
	10/0.4KV變壓器		AML-S	分合閘位置、手車工作/試驗位置、接地刀閘位置、硬接點信號(保護跳閘、裝置告警、控制回路斷線、裝置異常、未儲能、事故總等)、報文(過流、過負荷、超溫報警、過溫報警、裝置告警、PT 斷線、CT 斷線、對時異常等) 、遙控開關、故障波形分析(故障錄波、故障波形、故障記錄、跳閘、故障電流電壓)等。
	10KV計量		PZ72L- E4/UT	該儀表采用交流采樣技術，能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、中心檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監控系統中對相關產品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
應用場合（0.4KV）		產品	型號	功能
	0.4KV進/出線		PZ72L- E4/UT	該儀表采用交流采樣技術，能分別測量電網中的電流、電壓、功率、功率因數和電能等參數，可通過面板薄膜開關設置倍率。帶RS-485通訊接口，采用Modbus協議;也可將電量信號轉換成標準的直流模擬信號輸出;或帶開關量輸入/輸出，繼電器報警輸出等功能。具有許昌開普研究院有限公司、中心檢測合格的型式檢驗報告證書和電磁兼容檢驗證書，產品防護等級均達到IP65，符合管廊綜合監控系統中對相關產品功能、防護等級及電磁兼容的要求。
	無功補償		ARC	測量I、U、Hz、cosΦ，具備過電壓保護、欠流鎖定、電網諧波過大保護功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協議
	無功補償		ANSVG	補償方式:線性補償，全響應時間
智能網關			Anet系列	8個RS485串口 2kV隔離， 2個以太網接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協議設備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上傳協議、支持多中心不同數據服務要求，支持斷點續傳，裝置電源:220V AC/DC。
應用場合（配電室）		產品	型號	功能
環境監測	溫濕度		/	用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC 85～265V 工作溫度：-40.0℃～99.9℃ 工作濕度：0%RH～99%RH
智能網關			ANet-2E4SM	4路RS485 串口，光耦隔離，2路以太網接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、從）、104（主、從）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模塊）輸入電源：DC 12 V ～36 V 。支持4G擴展模塊，485擴展模塊,可擴展16路。

4.5.2電氣火災監控系統

應用場合		產品	型號	功能
各變電所	0.4KV出線	$C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\1457501z.jpg$	ARCM200 系列	用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等電氣參數，從而預防電氣火災的發生。
各艙室	末端配電箱		ARCM300 系列	用于檢測TN-C-S、TN-S及局部TT系統中的剩余電流、溫度等電氣參數，從而預防電氣火災的發生。
區域變電所	區域分機		Acrel-6000/B3	接收電氣火災監控探測器信號，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，采用485通訊
主變點所監控中心	控制主機		Acrel-6000/B	接收電氣火災監控探測器信號和各區域分機數據，實現對被保護電氣線路的報警、監視、控制與管理，可采用485通訊。
	0.4kV電流互感器		AKH-0.66	測量型互感器，采集交流電流信號。