城市智慧管廊電力設備監控解決方案

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，無論納入管線出現故障，還是自身附屬設備出現故障，都將造成沿線城市功能的癱瘓，因此將綜合管廊內部的各個系統實現智慧化管理是目前首要解決的問題。
關鍵字：智慧管廊物聯網云平臺

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、吊裝口和監測系統，實施統一規劃、統一設計、統建設和管理，是保障城市運行的重要基礎設施和“生命線”。

2國內法規、規范
《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〔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式架空線，城市地面景觀明顯好轉。
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范》（GB50838-2015），對2012年版本的《城市綜合管廊工程技術規范》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，本版規范強調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《城市工程管線綜合規劃規范》（GB50289－98）第2.3節有關規定，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《電力工程電纜設計規范》第5.2節有關規定，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量較多，且位于有腐蝕性液體或經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
目前國內多數管廊還是采用傳統的基于工業控制的解決方案，即：由自動化控制廠家發起，以PLC/RTU/NVR等硬件為核心，通過上下位軟件編程，采集管廊的環境、設施、安全等過程和安全等數據，按照控制策略控制管廊現場執行機構其信息化平臺實基于類似組態王這樣的上位軟件進行二次開發。

以下是安科瑞智慧城市地下綜合管廊產品選型方案：
3.1 安科瑞管廊電力監控系統（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、節點測溫	ASD320-Pn	一次回路動態模擬圖、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、柜內照明控制、RS485接口、高壓柜內電氣接點無線測溫。
	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	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在含諧波負載的低壓配電系統中，能夠對動態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，每臺裝置可以接收240個傳感器的數據，可與ATE100、ATE200、ATE300三種傳感器選配使用。裝置帶有一路485接口、可選配一路以太網口，可將采集到的溫度數據上傳到監控中心。
		ATC200	一款帶有一路485接口的溫度收發器，可同時接收12個ATE200傳感器發射的數據并將采集到的數據上傳到監控中心。
		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。
網關		Anet-2E5S	5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、建筑能耗數據、電力需求側等上傳、支持多中心不同數據服務要求，支持網關透傳協議；裝置電源:220V AC/DC。
網關		Anet-4E10	10個RS485串口 2kV隔離，4個以太網接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、DNP、CDT、CJ/T188、DL/T645等通訊協議設備的接入、支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、CDT、建筑能耗數據、電力需求側等上傳、支持多中心不同數據服務要求，裝置電源:220V AC/DC。
電力監控系統		Acrel-2000	數據的實時采集、數字通信、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、安科瑞管廊設備監控系統（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計，總正反向有功電能統計，總正反向無功電能統計；紅外通訊；電流規格：經互感器接入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成電動機控制保護單元，有遠程自動控制、現場直接控制、面板指示、信號報警、現場總線通信等功能。	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BIM，物聯網設備，智慧管廊運營管理平臺，數據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，實現管網規劃、建設、運行、維護及管理、服務的智慧化、保障管網全生命周期的安全、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] 安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2019.11版
[2] 田紅艷.城市綜合管廊的智慧化整體解決方案

上一條智能電力電容器有效提升功率因數，降低用電成本
下一條安科瑞能耗在線監測系統在重點用能單位的應用