智慧管廊监控与报警系统设计

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智慧管廊监控与报警系统设计

发布时间：2024-11-21

关键词：智慧管廊；智能监控；报警系统；设计功能

0引言

1智慧管廊监控与报警系统总体需求

1.1土建结构监测

使用专门的测量仪器分别对主体结构沉降状态、应力应变情况、外部水压力、伸缩缝实际宽度等指标进行动态监测与管理，通过阈值设定分析检测信息，及时发现故障问题、发出告警信息。相关监测指标的具体要求为：

（1）主体结构沉降状态监测：借助水准仪、全站仪对综合管廊主体结构沉降状态进行juedui值和相对值的动态监测与分析，相关工作人员手动录入采集处理后的数据信息。

（2）应力应变情况监测：借助锚杆将振弦式应变计分别固定于地下混凝土结构的两端位置，以此实时监测综合管廊应力变化情况。

1.2内部环境监控

智慧管廊内部环境监控不仅需要实时监测管廊内部的温度湿度、风速风向、PM2.5、含氧量、积水量等基础参数变化，还需要对管廊内部有毒、易燃气体的占比进行动态监测，以便于准确评估综合管廊是否存在影响人员安全的危险隐患。

1.3管廊状态监控

管廊状态监控指的是对管廊内部给水、排水、热力、天然气等管道线路以及电力、通信线缆的运行状态进行动态监控，具体的监测参数见表2。

1.4日常运维管理

为了确保智慧管廊的正常运转，需要做好管廊的日常运维管理，这项工作通常情况下需要占据日常管理90%以上的时间，日常运维管理工作主要围绕基本管理及集成管理这两个方面展开，对应的管理监测指标如表3所示。

综合管廊为市政工程项目涉及到的公共管线提供了一个相对安全可靠的环境，因此需要综合考虑不同管线可能出现的风险事故问题，例如电缆起火、天然气管道泄漏、给水管破裂等。

1.5应急处理预警

2智慧管廊监控与报警系统设计概念

2.1智慧管廊监控与报警系统平台架构

智慧管廊监控与报警系统的平台架构设计需要严格依照《城镇综合管廊监控与报警技术标准》（GB/T51274）标准规约制定，该平台囊括的数据层、中间层及应用层对应的系统组成见图1。

2.2智慧管廊监控报警平台数据库系统

智慧管廊监控报警平台涉及到海量的数据信息，为了能够更好的处理纷繁复杂的数据信息，就需要一个可靠的数据库系统，以便于确保相关数据信息得到同一规范的管廊。

2.3智慧管廊监控报警平台的管廊模型

智慧管廊监控报警平台利用建筑信息模型搭建了三维管廊模型，通过大数据监测技术直接从中调取信息，在此基础上合理设置监测位点、安装调控设备，并利用减免优化算法将相关数据信息进行属性划分、模型抽取。

3智慧管廊监控与报警系统主要功能

3.1三维立体可视化监控

智慧管廊监控报警平台在建筑信息模型技术与地理信息系统技术的共同作用下具备三维立体可视化监控功能，因此能够清晰直观的展示智慧管廊的系统布线、设施配备、位置布局等基本参数信息，并且能够提供可视化的监控服务，以便于相关负责人对综合管廊进行动态监控与管理。

3.2智能化虚拟场景运维

智慧管廊监控报警平台有助于实现巡检监察、运营维护、应急作业等操作流程的智能管理，依托可视化信息平台完成项目审查、派单跟踪、执行监管、归档保存等全自动运维管理。

4.1平台概述

AcrelEMS-UT综合管廊能效管理平台集电力监控、能源管理、电气安全、照明控制、环境监测于一体，为建立可靠、安全、高效的综合管廊管理体系提供数据支持，从数据采集、通信网络、系统架构、联动控制和综合数据服务等方面的设计，解决了综合管廊在管理过程中存在内部干扰性强、使用单位多及协调复杂的根本问题

4.2平台组成

安科瑞城市地下综合管廊能效管理系统是一个深度集成的自动化平台，它集成了10KV/O.4KV变电站电力监控系统、变电所环境监控系统、智能马达监控系统、电气火灾监控系统、消防设备电源系统、防火门监控系统、智能照明系统、消防应急照明和疏散指示系统。用户可通过浏览器、手机APP获取数据，通过一个平台即可全局、整体的对管廊用电和用电安全进行进行集中监控、统一管理、统一调度，同时满足管廊用电可靠、安全、稳定、高效、有序的要求。

4.3平台拓扑

4.4平台子系统

4.4.1电力监控

电力监控主要针对10/0.4kV地面或地下变电所，对变电所高压回路配置微机保护装置及多功能仪表进行保护和监控，对0.4kV出线配置多功能计量仪表，用于测控出线回路电气参数和用能情况，可实时监控高低压供配电系统开关柜、变压器微机保护测控装置、发电机控制柜、ATS/STS、UPS，包括遥控、遥信、遥测、遥调、事故报警及记录等。

4.4.2环境监测

环境监测包括温湿度、烟感温感、积水浸水、可燃气体浓度、门禁、视频、空调、消防数据的采集、展示和预警，同时也可接入管廊舱室内的水泵和通风排烟风机等设备集成的第三方系统完成管廊环境综合监控。

4.4.3电气安全

AcrelEMS-UT能效管理系统针对配电系统的电气安全隐患配置相应的电气火灾传感器、温度传感器，消防设备电源传感器、防火门状态传感器，接入消防疏散照明以及指示灯具的状态实时显示，并且对UPS的蓄电池温度、内阻进行实时监视，发生异常时通过声光、短信、APP及时预警。

4.5相关平台部署硬件选型清单

4.5.1电力监控及配电室环境监控系统

应用场合（10KV）		产品	型号	功能
	10KV进/馈线		AM6-L	相间电流速断保护，相间限时电流速断保护（可带低压闭锁），相间过电流保护（可带低压闭锁），两段式零序过流保护，反时限相间过流保护（可带低压闭锁），零序反时限过流保护，过负荷保护，控制回路异常告警。
	10/0.4KV变压器		AML-S	分合闸位置、手车工作/试验位置、接地刀闸位置、硬接点信号(保护跳闸、装置告警、控制回路断线、装置异常、未储能、事故总等)、报文(过流、过负荷、超温报警、过温报警、装置告警、PT 断线、CT 断线、对时异常等) 、遥控开关、故障波形分析(故障录波、故障波形、故障记录、跳闸、故障电流电压)等。
	10KV计量		PZ72L- E4/UT	该仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口，采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出，继电器报警输出等功能。具有许昌开普研究院有限公司、中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书，产品防护等级均达到IP65，符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。
应用场合（0.4KV）		产品	型号	功能
	0.4KV进/出线		PZ72L- E4/UT	该仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS-485通讯接口，采用Modbus协议;也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出;或带开关量输入/输出，继电器报警输出等功能。具有许昌开普研究院有限公司、中心检测合格的型式检验报告证书和电磁兼容检验证书，产品防护等级均达到IP65，符合管廊综合监控系统中对相关产品功能、防护等级及电磁兼容的要求。
	无功补偿		ARC	测量I、U、Hz、cosΦ，具备过电压保护、欠流锁定、电网谐波过大保护功能,可控制电容器的投切，RS485/Modbus协议
	无功补偿		ANSVG	补偿方式:线性补偿，全响应时间
智能网关			Anet系列	8个RS485串口 2kV隔离， 2个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。
应用场合（配电室）		产品	型号	功能
环境监测	温湿度		/	用于配电房温度和湿度。工作电源：AC/DC 85～265V 工作温度：-40.0℃～99.9℃ 工作湿度：0%RH～99%RH
智能网关			ANet-2E4SM	4路RS485 串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC 12 V ～36 V 。支持4G扩展模块，485扩展模块,可扩展16路。

4.5.2电气火灾监控系统

应用场合		产品	型号	功能
各变电所	0.4KV出线	$C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\1457501z.jpg$	ARCM200 系列	用于检测TN-C-S、TN-S及局部TT系统中的剩余电流、温度等电气参数，从而预防电气火灾的发生。
各舱室	末端配电箱		ARCM300 系列	用于检测TN-C-S、TN-S及局部TT系统中的剩余电流、温度等电气参数，从而预防电气火灾的发生。
区域变电所	区域分机		Acrel-6000/B3	接收电气火灾监控探测器信号，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，采用485通讯
主变点所监控中心	控制主机		Acrel-6000/B	接收电气火灾监控探测器信号和各区域分机数据，实现对被保护电气线路的报警、监视、控制与管理，可采用485通讯。
	0.4kV电流互感器		AKH-0.66	测量型互感器，采集交流电流信号。