1.安全智能供電設(shè)計(jì)的必要性
近年來(lái)不少智慧路燈項(xiàng)目主要從完成任務(wù)角度來(lái)實(shí)施,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題缺乏通盤(pán)考慮,導(dǎo)致電氣設(shè)計(jì)考慮不周全,供電通信配套不完善等技術(shù)痛點(diǎn)。常見(jiàn)問(wèn)題如下:(1)缺乏統(tǒng)一供電規(guī)劃。當(dāng)前智慧路燈供電設(shè)計(jì)多數(shù)采用傳統(tǒng)路燈建設(shè)供電設(shè)計(jì)模式,結(jié)合建設(shè)時(shí)安裝設(shè)施設(shè)備的供電需求進(jìn)行設(shè)計(jì),未考慮智慧路燈作為未來(lái)城市智能化設(shè)施重要載體的擴(kuò)展需求,對(duì)預(yù)留供電冗余及如何根據(jù)需要拓展需求缺乏考慮。(2)無(wú)法對(duì)不同主體進(jìn)行單獨(dú)計(jì)量。與傳統(tǒng)路燈相比,智慧燈桿集成不同用戶(hù)的設(shè)備,這些設(shè)備有市政用電、工業(yè)用電、商業(yè)用電,隸屬于不同管理部門(mén),無(wú)法單獨(dú)計(jì)量,常見(jiàn)的通過(guò)供電線(xiàn)路進(jìn)行區(qū)分,根據(jù)用戶(hù)不同鋪設(shè)不同供電線(xiàn)纜,將造成大量資源浪費(fèi),成本較高.(3)缺乏供電統(tǒng)一保護(hù)問(wèn)題。智慧燈桿集成大量設(shè)備,用電防護(hù)等級(jí)層次不齊,這些設(shè)備若接在電纜上,一旦發(fā)生雷擊,會(huì)造成大量設(shè)備故障;同時(shí),一個(gè)設(shè)備故障短路或者漏電時(shí),會(huì)影響整個(gè)線(xiàn)路供電安全,供電的安全防護(hù)需要統(tǒng)一考慮。(4)缺乏遠(yuǎn)程管理手段。智慧燈桿集成大量設(shè)備,并不是所有設(shè)備都需要24h供電,像LED大屏在深夜無(wú)人時(shí)需要關(guān)閉,燈具白天需要關(guān)閉,亮化燈具在重大節(jié)日時(shí)才需開(kāi)啟,針對(duì)這些設(shè)備的供電缺乏遠(yuǎn)程管理手段。(5)缺少對(duì)供電環(huán)境的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。無(wú)論是供電箱體側(cè)或者是桿體側(cè),要保障供電正常運(yùn)行需要一個(gè)安全穩(wěn)定的環(huán)境。目前供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)多以箱體環(huán)境監(jiān)測(cè)為主,缺乏對(duì)桿體如傾斜、內(nèi)部溫濕度、積水、震動(dòng)等環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)控。
1.2智慧路燈建設(shè)供電需求
(1)統(tǒng)一供電規(guī)劃設(shè)計(jì)。智慧燈桿建設(shè)需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),根據(jù)當(dāng)前用電需求同時(shí)結(jié)合未來(lái)用電需求統(tǒng)籌設(shè)計(jì)規(guī)劃,針對(duì)智慧燈桿集成的大量傳感器設(shè)備,根據(jù)其供電電壓、功率、接口形式、功耗時(shí)間曲線(xiàn)、防護(hù)等級(jí)等參數(shù)進(jìn)行歸類(lèi)區(qū)分,統(tǒng)一預(yù)留供電接口。(2)分路用電計(jì)量采集。為方便管理和運(yùn)營(yíng),需要單獨(dú)計(jì)量每種設(shè)備設(shè)施的耗電量,根據(jù)設(shè)備設(shè)施權(quán)屬單位的不同獨(dú)立結(jié)算用電費(fèi)用;同時(shí)根據(jù)各類(lèi)設(shè)備設(shè)施能耗情況進(jìn)行能耗分析,設(shè)置相應(yīng)的節(jié)約能耗策略。(3)統(tǒng)一供電用電保護(hù)。為保障各掛載設(shè)施設(shè)備的用電安全,需要在箱體側(cè)和每個(gè)桿體側(cè)設(shè)置浪涌防護(hù)裝置以及漏電保護(hù)裝置;同時(shí)為了避免單個(gè)設(shè)備短路或者故障對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響,為每個(gè)設(shè)備供電應(yīng)采用獨(dú)立過(guò)流、過(guò)載、短路保護(hù)措施。(4)遠(yuǎn)程控制管理。為避免能源浪費(fèi)以及提高管理效率,需要為每個(gè)設(shè)備設(shè)施供電回路遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)供電開(kāi)啟或關(guān)閉,同時(shí)可為每個(gè)供電回路設(shè)置供電開(kāi)啟和關(guān)閉策略,遠(yuǎn)程采集和監(jiān)控每個(gè)設(shè)備用電狀態(tài),動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)到設(shè)備出現(xiàn)過(guò)載、過(guò)流、欠載、短路等用電故障并及時(shí)告警。(5)動(dòng)態(tài)環(huán)境狀態(tài)監(jiān)測(cè)。為保障箱體內(nèi)安裝及桿體掛載各類(lèi)設(shè)施設(shè)備正常運(yùn)營(yíng),需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱體內(nèi)溫度、濕度、水浸、煙感等環(huán)境狀態(tài),根據(jù)需求及時(shí)排風(fēng)降溫及告警;需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿體傾斜震動(dòng)狀態(tài),一旦桿體出現(xiàn)傾斜有傾覆危險(xiǎn)及時(shí)告警。
2供電方案設(shè)計(jì)
2.1智能供電系統(tǒng)架構(gòu)
供電系統(tǒng)整體架構(gòu)如圖1所示,分為變壓器至綜合機(jī)箱、綜合機(jī)箱至燈桿、燈桿至設(shè)備三層供電結(jié)構(gòu)。從變壓器二次輸出側(cè)引入一路380VAC供電電纜至綜合機(jī)箱,綜合機(jī)箱根據(jù)需要的供電回路方向和數(shù)量,分別引出380VAC24h供電纜至每個(gè)內(nèi)安裝的智慧燈桿智能控制器,智能控制器輸出220VAC、24VAC、48VDC、12VDC、5VDC不同電壓等級(jí)回路供給桿體上掛載各類(lèi)設(shè)備。
圖1供電系統(tǒng)架構(gòu)示意圖
2.2綜合機(jī)箱供電設(shè)計(jì)
綜合機(jī)箱內(nèi)部供電設(shè)計(jì)如圖2所示,綜合機(jī)箱采用5倉(cāng)體設(shè)計(jì),分為綜合配電倉(cāng)、信號(hào)機(jī)控制倉(cāng)、交通匯聚設(shè)施倉(cāng)、公安匯聚設(shè)施倉(cāng)、其他匯聚設(shè)施倉(cāng);變壓器二次側(cè)引入380VAC至綜合機(jī)箱內(nèi)綜合配電倉(cāng)體的三相斷路器總閘,由三相斷路器總閘分別引至交流接觸器和斷路器,交流接觸器用以控制回路供電通斷,斷路器用以控制回路過(guò)載保護(hù)及手動(dòng)通斷,斷路器一部分回路通過(guò)電纜引至每根智慧燈桿給桿體掛載設(shè)備供電,另一部分引至其他匯聚倉(cāng)體給倉(cāng)體內(nèi)匯聚設(shè)備供電。
圖2綜合機(jī)箱配電示意圖
綜合機(jī)箱內(nèi)安裝回路控制終端,本文選用上海五零盛同信息科技有限公司的WJ3006回路控制終端,利用該設(shè)備遠(yuǎn)程控制回路接觸器通斷,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)回路電壓、電流、功率、漏電電流,根據(jù)監(jiān)測(cè)到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)判斷分析箱體供電是否正常,監(jiān)測(cè)到回路有過(guò)壓、過(guò)流、漏電、斷電等情況及時(shí)上報(bào)故障;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路剩余漏電電流,監(jiān)測(cè)到回路有漏電上報(bào)告警至系統(tǒng)平臺(tái)或直接斷開(kāi)接觸器,確?;芈饭╇姲踩?將箱體電子門(mén)鎖接至回路控制終端,遠(yuǎn)程控制每個(gè)倉(cāng)體開(kāi)關(guān),監(jiān)測(cè)每個(gè)獨(dú)立分倉(cāng)倉(cāng)門(mén)是否開(kāi)啟,監(jiān)測(cè)箱體溫度濕度,根據(jù)箱體溫度濕度自動(dòng)控制箱體排風(fēng)扇開(kāi)啟和關(guān)閉。
2.3桿體側(cè)供電設(shè)計(jì)
桿體側(cè)供電系統(tǒng)示意如圖3所示,綜合機(jī)箱的380VAC電源引至桿體側(cè)智慧燈桿智能控制器,智能控制器降壓整流處理后分別輸出交流220VAC、24VAC,直流48VDC、12VDC、5VDC;交流220VAC輸出電源可以給智慧燈桿掛載交流設(shè)備供電,如:通信基站、戶(hù)外信息屏、LED燈具等設(shè)備;直流48VDC給桿體掛載直流48V設(shè)備供電如:Wi-Fi基站AP、戶(hù)外廣播等;直流12VDC給桿體掛載直流12V設(shè)備供電,如:攝像頭、交換機(jī)、一鍵報(bào)警、路側(cè)RSU、環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)等;交流24VAC給桿體側(cè)掛載視頻監(jiān)控球機(jī)使用;直流5VDC給桿體掛載需要5V供電傳感器使用。在供電安全方面,通過(guò)智慧燈桿智能控制器一方面為各類(lèi)不同供電電壓等級(jí)的掛載設(shè)備供電,另一方面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各類(lèi)掛載設(shè)備供電電壓、電流、功率等狀態(tài),監(jiān)測(cè)到設(shè)備過(guò)流、過(guò)載、短路等供電異常,及時(shí)斷開(kāi)供電輸出,避免一個(gè)掛載設(shè)備損壞對(duì)其他設(shè)備產(chǎn)生影響。在能耗節(jié)約方面,通過(guò)智能控制器根據(jù)需要為每個(gè)供電設(shè)備設(shè)置供電時(shí)段策略,如:LED燈具根據(jù)日出日落配置日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈或根據(jù)車(chē)流、人流狀態(tài)調(diào)整燈具亮度,戶(hù)外信息屏可配置深夜關(guān)閉策略,根據(jù)需要控制實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
圖3桿體側(cè)系統(tǒng)供電示意圖
在精細(xì)管理方面,通過(guò)智能控制器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)掛載設(shè)備用電狀態(tài),通過(guò)狀態(tài)分析設(shè)備是否正常,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)設(shè)備消耗電量,用以?huà)燧d設(shè)備用戶(hù)電費(fèi)結(jié)算;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿體內(nèi)積水,一旦桿體內(nèi)出現(xiàn)積水立即告警并關(guān)斷用電設(shè)備,確保供電安全;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿體傾斜及震動(dòng),桿體因外部原因?qū)е聝A斜碰撞及時(shí)告警;實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)桿體及設(shè)備倉(cāng)體內(nèi)溫度和濕度變化,根據(jù)溫度和濕度變化啟動(dòng)排濕散熱風(fēng)機(jī);外接電子門(mén)鎖,通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)遠(yuǎn)程開(kāi)鎖,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)門(mén)鎖狀態(tài),記錄開(kāi)鎖人員等。通過(guò)以上功能提高管理精細(xì)化和智能化水平。
3安科瑞路燈安全用電監(jiān)控系統(tǒng)
3.1概述
安科瑞Acrelcloud-6200路燈安全用電監(jiān)控系統(tǒng)是通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)安裝在城市各區(qū)域路燈的用電狀態(tài)進(jìn)行不間斷地?cái)?shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。安全用電通過(guò)監(jiān)測(cè)路燈線(xiàn)路的電流和電壓值來(lái)判斷路燈的工作情況,任何不正常的工作狀態(tài),平臺(tái)都能進(jìn)行監(jiān)測(cè)和預(yù)警,預(yù)警信息通過(guò)手機(jī)APP推送,短信,語(yǔ)音電話(huà)和郵件等,一時(shí)間到達(dá)責(zé)任人的身邊。
3.2應(yīng)用場(chǎng)合
適用于智慧工廠、工業(yè)園區(qū)、市政道路、學(xué)校以及石油化工、文教衛(wèi)生、金融、電信等有路燈的場(chǎng)所。
3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.4系統(tǒng)功能
消息提醒:顯示需要處理的任務(wù)及報(bào)警消息,點(diǎn)擊“查看"按鈕跳轉(zhuǎn)到報(bào)警確認(rèn)界面或任務(wù)處理界面,支持批量確認(rèn)和刪除報(bào)警信息
隱患統(tǒng)計(jì)以曲線(xiàn)圖的方式展示當(dāng)月隱患數(shù)量
監(jiān)控模塊提供數(shù)據(jù)監(jiān)控監(jiān)控功能,包含大數(shù)據(jù)調(diào)度和統(tǒng)計(jì)
設(shè)備監(jiān)控可以按監(jiān)控設(shè)備識(shí)別號(hào)、省、市、區(qū)縣篩選,顯示設(shè)備圖片、設(shè)備識(shí)別號(hào)、設(shè)備詳情、報(bào)警記錄
1、點(diǎn)擊“設(shè)備詳情"后在彈出界面顯示項(xiàng)目識(shí)別號(hào)、監(jiān)控設(shè)備號(hào)、省、市、區(qū)縣、詳細(xì)地址
2、點(diǎn)擊“報(bào)警記錄"后在彈出界面顯示設(shè)備相關(guān)報(bào)警記錄,包括報(bào)警時(shí)間、報(bào)警描述
隱患管理包括隱患巡查、隱患處理、隱患記錄、隱患提醒、工單處理和隱患批量處理等功能。
3.5配置方案
| 型號(hào) | 產(chǎn)品照片 | 功能 |
| ASJ60-LD16A 剩余電流監(jiān)測(cè)儀 |
| 16路剩余電流監(jiān)測(cè),范圍:1mA-30A,每路可設(shè)為報(bào)警、動(dòng)作或關(guān)閉; 16路剩余電流報(bào)警繼電器,1路水浸報(bào)警繼電器,可自動(dòng)重合閘功能,重合閘次數(shù)和時(shí)間間隔可設(shè); 2路DI輸入,可用于水浸或其它開(kāi)關(guān)量監(jiān)測(cè); 1路RS485通訊,30條事件記錄; 故障聲光報(bào)警功能,聲音報(bào)警可手動(dòng)消除; 128*64點(diǎn)陣液晶顯示,導(dǎo)軌式安裝,插拔端子。。 |
ASJ60-LD1A 剩余電流監(jiān)測(cè)儀 |
| 1路剩余電流監(jiān)測(cè),范圍:1mA-30A; 2路剩余電流報(bào)警繼電器,用于控制路燈開(kāi)斷;1路水浸監(jiān)測(cè); 有1路RS485通訊;1路HPLC寬電力載波通訊; 運(yùn)行和故障指示,本地故障復(fù)位按鍵; 壁掛式安裝,防水接線(xiàn)端子,防護(hù)等級(jí)IP65。。 | |
| AWT100-4G 無(wú)線(xiàn)通信終端 |
| 4G通訊; RS485通訊; 用于輔助RS485設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通訊。 |
AWT200-HPLC 無(wú)線(xiàn)通信終端 | 4G通訊; HPLC通訊; 用于輔助HPLC設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通訊。 | ||
ARCM300T-Z-4G |
| 具有單、三相交流電測(cè)量、四象限電能計(jì)量; 諧波分析; 遙信輸入、遙信輸出功能; RS485通訊或GPRS無(wú)線(xiàn)通訊功能; 剩余電流監(jiān)測(cè)、導(dǎo)線(xiàn)測(cè)溫功能。 | |
ARCM310 |
| 具有單相交流電測(cè)量、漏電監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)及內(nèi)控開(kāi)合閘功能; 具有RS485通訊及GPRS無(wú)線(xiàn)通訊功能; 通過(guò)對(duì)配電回路的剩余電流、導(dǎo)線(xiàn)溫度等火災(zāi)危險(xiǎn)參數(shù)實(shí)施監(jiān)控和管理。。 | |
AF-GSM400-4G |
| 標(biāo)準(zhǔn)RS485通訊接口,可方便連接RTU、PLC、工控機(jī)等設(shè)備; 一次性完成初始化配置,就可完成對(duì)MODBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)采集。 |
4結(jié)語(yǔ)
在現(xiàn)階段市政工程中,路燈線(xiàn)路正常運(yùn)行的保障,始終是市政工程工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)。在對(duì)路燈線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)過(guò)程中,通常需要加多部門(mén)相互合作與協(xié)調(diào)。主要是路燈線(xiàn)路工作中,線(xiàn)路數(shù)量較多且具有復(fù)雜性。所以,本研究中通過(guò)對(duì)路燈線(xiàn)路電氣安全問(wèn)題的綜合分析,從線(xiàn)路電氣安全管理模式、市政監(jiān)管與定位維修、防火責(zé)任制的落實(shí)、路燈線(xiàn)路電氣人員的管理等方面,重點(diǎn)探究路燈線(xiàn)路電氣安全的防護(hù)措施。期望在本次相關(guān)內(nèi)容的探究下,可以為日后提高路燈線(xiàn)路電氣安全水平,提供建議。
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