城市智慧管廊电力设备监控解决方案
发布时间：2020/6/9 9:05:00简婷
安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801
摘要：城市综合管廊内部不仅整合了维持城市功能的自来水、煤气、电力、通信管线，而且管廊自身功能使用的动力、照明、排水等设备繁多，无论纳入管线出现故障，还是自身附属设备出现故障，都将造成沿线城市功能的瘫痪，因此将综合管廊内部的各个系统实现智慧化管理是目前首要解决的问题。
关键字：智慧管廊 物联网 云平台
1引言
城市综合管廊（日本称“共同沟”、台湾称“共同管道”），就是地下城市管道综合走廊。即在城市地下建造一个隧道空间，将电力、通信，燃气、供热、给排水等各种工程管线集于一体，设有专门的检修口、吊装口和监测系统，实施统一规划、统一设计、统一建设和管理，是保障城市运行的重要基础设施和“生命线”。
2国内法规、规范
《国务院办公厅关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》（国办发〔2015〕61号）于2015年8月10日公布。工作目标是到2020年，建成一批具有国际先进水平的地下综合管廊并投入运营，反复开挖地面的“马路拉链”问题明显改善，管线安全水平和防灾抗灾能力明显提升，逐步消除主要街道蜘蛛网式架空线，城市地面景观明显好转。
福建、江苏等地出台了综合管廊建设指南，厦门市还出台了厦门市综合管廊管理办法。
2015年6月1日起实施的《城市综合管廊工程技术规范》（GB50838-2015），对2012年版本的《城市综合管廊工程技术规范》进行了较大的修改和完善，对我国综合管廊建设的推动起到了积极的作用，本版规范强调原则上所有管线必须入廊，但也扩充了综合管廊的分类，新增了缆线管廊。
根据《城市工程管线综合规划规范》（GB50289－98）第2.3节有关规定，当遇到下列情况之一时，工程管线宜采用综合管廊集中敷设：交通运输繁忙或工程管线设施较多的机动车道、城市主干道以及配合兴建地下铁道、立体交叉等工程地段；不宜开挖路面的路段；广场或主要道路的交叉处；需同时敷设两种以上工程管线及多回路电缆的道路；道路与铁路或河流的交叉处。道路宽度难以满足直埋敷设多种管线的路段。
根据《电力工程电缆设计规范》第5.2节有关规定，当遇到下列情况时，电力电缆应采用电缆隧道或公用性隧道敷设：同一通道的地下电缆数量众多，电缆沟不足以容纳时应采用隧道；同一通道的地下电缆数量较多，且位于有腐蚀性液体或经常有地面水流溢的场所，或含有35KV以上高压电缆，或穿越公路、铁路等地段，宜用隧道； 受城镇地下通道条件限制或交通流量较大的道路，与较多电缆沿同一路径有非高温的水、气和通讯电缆管道共同配置时，可在公用性隧道中敷设电缆。
3 城市综合管廊的智慧化整体解决方案
目前国内多数管廊还是采用传统的基于工业控制的解决方案，即：由自动化控制厂家发起，以PLC/RTU/NVR等硬件为，通过上下位软件编程，采集管廊的环境、设施、安全等过程和安全等数据，按照控制策略控制管廊现场执行机构其信息化平台实基于类似组态王这样的上位软件进行二次开发。
以下是安科瑞智慧城市地下综合管廊产品选型方案：
3.1 安科瑞管廊电力监控系统（10/0.4kV地面变电所）
应用场合 | 型号 | 功 能 | |
10kV | 进/馈线 | AM4-I | 三段式过流保护、两段式零序过流保护、反时限过流保护、负序过流、过负荷保护（告警、跳闸）、控故障告警、PT断线告警、三相重合闸、后加速过流、FC闭锁、非电量保护（告警、跳闸）、过电压保护、低电压保护；断路器遥控分/合闸操作；故障录波。 |
PT监测 | AM4-U1 | 过电压告警、零序过压告警、PT断线告警、低电压告警；4路交流电压通道；故障录波 | |
AM4-U2 | I段/II段过电压告警、I段/II段零序过压告警、I段/II段PT断线告警、I段/II段低电压告警；8路交流电压通道；故障录波。 | ||
智能操控、节点测温 | ASD320-Pn | 回路动态模拟图、弹簧储能指示、高压带电显示及闭锁、验电、核相、自动温湿度控制及显示（标配一路强制加热）、远方/就地旋钮、分合闸旋钮、储能旋钮、人体感应、柜内照明控制、RS485接口、高压柜内电气接点无线测温。 | |
电参量测量 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月极值，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示。 | |
0.4kV | 进线 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月极值，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示。 |
ASJ10-LD1A | 1路A型剩余电流测量；30%，50%，70%，TRIP棒状LED指示；十种额定剩余动作电流可设定；十种极限不驱动时间可设定；互感器断线报警指示；两组继电器输出(一组常开，一组转换，均可设定)；具有就地，远程“测试”、“复位”功能。 | ||
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。 | |
APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月极值，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示。 | ||
有源滤波 | ANAPF | ANAPF系列有源电力滤波器并联在含谐波负载的低压配电系统中，能够对动态变化的谐波电流进行快速实时的跟踪和补偿。 | |
出线 | APM810 | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序电流In，四象限电能，实时及需量，本月和上月极值，电流、电压不平衡度，负载电流柱状图显示，66种报警类型及外部事件（SOE）各16条事件记录，支持SD卡扩展记录，2-63次谐波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD显示。 | |
ANHPD300 | 对用电设备产生的随机高次谐波、脉冲尖峰、电涌等具有抑制和吸收作用，能有效滤除电压尖峰杂波、矫正畸变的电压波形，对谐波噪声进行消化和吸收，防止保护装置误跳闸，保证用电设备正常运行。 | ||
ASJ10-LD1A | 1路A型剩余电流测量；30%，50%，70%，TRIP棒状LED指示；十种额定剩余动作电流可设定；十种极限不驱动时间可设定；互感器断线报警指示；两组继电器输出(一组常开，一组转换，均可设定)；具有就地，远程“测试”、“复位”功能。 | ||
温度检测 | 变压器温度检测 | ARTM-8 | 8路温度巡检，热电阻信号输入，RS485接口，2路继电器输出。 |
无线测温 | ARTM100 | 可以嵌入式安装在高压柜、低压抽屉柜内，每台装置可以接收240个传感器的数据，可与ATE100、ATE200、ATE300三种传感器选配使用。装置带有一路485接口、可选配一路以太网口，可将采集到的温度数据上传到监控中心。 | |
ATC200 | 一款带有一路485接口的温度收发器，可同时接收12个ATE200传感器发射的数据并将采集到的数据上传到监控中心。 | ||
ATE200 | 表带式固定，测温范围0-125℃，测量±2℃，传输距离空旷10米。 | ||
配套附件 | AKH-0.66 | 测量型互感器，采集交流电流信号。 | |
AKH-0.66L | 剩余电流互感器，采集剩余电流信号。 | ||
网关 | Anet-2E5S | 5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、建筑能耗数据、电力需求侧等上传、支持多中心不同数据服务要求，支持网关透传协议；装置电源:220V AC/DC。 | |
Anet-4E10 | 10个RS485串口 2kV隔离，4个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、DNP、CDT、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入、支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、CDT、建筑能耗数据、电力需求侧等上传、支持多中心不同数据服务要求，装置电源:220V AC/DC。 | ||
电力监控系统 | Acrel-2000 | 数据的实时采集、数字通信、远程操作与程序控制、保护定值管理、事件记录与告警、故障分析、各类报表及设备维护信息管理。 |
3.2、安科瑞管廊设备监控系统（0.4kV动力箱/动力柜）
应用场合 | 型号 | 功能 | 安装方式 | 防护等级 | 使用说明 |
动力箱/柜 | DTSD1352 | 三相电参量U、I、P、Q、S、PF、F测量，分相正向有功电能统计，总正反向有功电能统计，总正反向无功电能统计；红外通讯；电流规格：经互感器接入3×1(6)A,直接接入3×10(80)A，有功电能0.5S级,无功电能2级。 | 导轨式 | IP30 | 同动力箱/柜配合使用，防护等级可达IP65。 |
ARD2F－XX/XX－90L/UT | ARD2F智能电动机保护器适用于额定电压至AC690V、额定电流至AC800A、额定频率为50/60Hz的电动机，可与接触器、电动机起动器等电器元件构成电动机控制保护单元，有远程自动控制、现场直接控制、面板指示、信号报警、现场总线通信等功能。 | 主体：导轨式
显示：嵌入式 | 主体：IP30
显示：IP65 | ||
PZ72L-E4/UT | 三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），四象限电能，LCD显示，可选2DI/2DO，RS485/Modbus通信。 | 嵌入式 | IP65 | ||
WHD72-11/UT | 测量并显示控制1路温度、1路湿度。 | 嵌入式 | IP65 | ||
配套附件 | AKH-0.66 | 测量型互感器，采集交流电流信号。 | 螺丝固定 | IP30 | 同动力箱/柜配合使用，防护等级可达IP65。 |
4 结束语
综上所述，城市综合管廊的智慧化建设将作为智慧城市建设的一部分，通过部署BIM，物联网设备，智慧管廊运营管理平台，数据云平台等软硬件基础设施和应用软件，覆盖综合管廊项目全生命周期，实现管网规划、建设、运行、维护及管理、服务的智慧化、保障管网全生命周期的安全、高效、智能、绿色，从而提升城市基础设施功能和城市运行能力。
参考文献：
[1] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版
[2] 田红艳.城市综合管廊的智慧化整体解决方案
作者简介：简婷，女，本科 安科瑞电气股份有限公司，主要研究方向为环保在线监管的研发与应用
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