城市智慧管廊電力設(shè)備監(jiān)控解決方案
沈燁
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(nèi)部不僅整合了維持城市功能的自來(lái)水、煤氣、電力、通信管線，而且管廊自身功能使用的動(dòng)力、照明、排水等設(shè)備繁多，無(wú)論納入管線出現(xiàn)故障，還是自身附屬設(shè)備出現(xiàn)故障，都將造成沿線城市功能的癱瘓，因此將綜合管廊內(nèi)部的各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智慧化管理是目前首要解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵字：智慧管廊 物聯(lián)網(wǎng) 云平臺(tái)
1引言
城市綜合管廊（日本稱(chēng)“共同溝”、臺(tái)灣稱(chēng)“共同管道”），是地下城市管道綜合走廊。即在城市地下建造一個(gè)隧道空間，將電力、通信，燃?xì)狻⒐帷⒔o排水等各種工程管線集于一體，設(shè)有專(zhuān)門(mén)的檢修口、吊裝口和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)施統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一建設(shè)和管理，是保障城市運(yùn)行的重要基礎(chǔ)設(shè)施和“生命線”。
2國(guó)內(nèi)法規(guī)、規(guī)范
《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于推進(jìn)城市地下綜合管廊建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》（國(guó)辦發(fā)〔2015〕61號(hào)）于2015年8月10日公布。工作目標(biāo)是到2020年，建成一批具有先進(jìn)水平的地下綜合管廊并投入運(yùn)營(yíng)，反復(fù)開(kāi)挖地面的“馬路拉鏈”問(wèn)題明顯改善，管線**水平和防災(zāi)抗災(zāi)能力明顯提升，逐步**主要街道蜘蛛網(wǎng)式架空線，城市地面景觀明顯好轉(zhuǎn)。
福建、江蘇等地出臺(tái)了綜合管廊建設(shè)指南，廈門(mén)市還出臺(tái)了廈門(mén)市綜合管廊管理辦法。
2015年6月1日起實(shí)施的《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》（GB50838-2015），對(duì)2012年版本的《城市綜合管廊工程技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行了較大的修改和完善，對(duì)我國(guó)綜合管廊建設(shè)的推動(dòng)起到了積極的作用，本版規(guī)范強(qiáng)調(diào)原則上所有管線必須入廊，但也擴(kuò)充了綜合管廊的分類(lèi)，新增了纜線管廊。
根據(jù)《城市工程管線綜合規(guī)劃規(guī)范》（GB50289－98）第2.3節(jié)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)遇到下列情況之一時(shí)，工程管線宜采用綜合管廊集中敷設(shè)：交通運(yùn)輸繁忙或工程管線設(shè)施較多的機(jī)動(dòng)車(chē)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(kāi)挖路面的路段；廣場(chǎng)或主要道路的交叉處；需同時(shí)敷設(shè)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(mǎn)足直埋敷設(shè)多種管線的路段。
根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》第5.2節(jié)有關(guān)規(guī)定，當(dāng)遇到下列情況時(shí)，電力電纜應(yīng)采用電纜隧道或公用性隧道敷設(shè)：同一通道的地下電纜數(shù)量眾多，電纜溝不足以容納時(shí)應(yīng)采用隧道；同一通道的地下電纜數(shù)量較多，且位于有腐蝕性液體或經(jīng)常有地面水流溢的場(chǎng)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(zhèn)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(shí)，可在公用性隧道中敷設(shè)電纜。
3 城市綜合管廊的智慧化整體解決方案
目前國(guó)內(nèi)多數(shù)管廊還是采用傳統(tǒng)的基于工業(yè)控制的解決方案，即：由自動(dòng)化控制廠家發(fā)起，以PLC/RTU/NVR等硬件為核心，通過(guò)上下位軟件編程，采集管廊的環(huán)境、設(shè)施、**等過(guò)程和**等數(shù)據(jù)，按照控制策略控制管廊現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)其信息化平臺(tái)實(shí)基于類(lèi)似組態(tài)這樣的上位軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
以下是安科瑞智慧城市地下綜合管廊產(chǎn)品選型方案：
3.1 安科瑞管廊電力監(jiān)控系統(tǒng)（10/0.4kV地面變電所）
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應(yīng)用場(chǎng)合 |
型號(hào) |
功 能 |
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10kV |
進(jìn)/饋線 |
AM4-I |
三段式過(guò)流保護(hù)、兩段式零序過(guò)流保護(hù)、反時(shí)限過(guò)流保護(hù)、負(fù)序過(guò)流、過(guò)負(fù)荷保護(hù)（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(guò)流、FC閉鎖、非電量保護(hù)（告警、跳閘）、過(guò)電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)；斷路器遙控分/合閘操作；故障錄波。 |
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PT監(jiān)測(cè) |
AM4-U1 |
過(guò)電壓告警、零序過(guò)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 |
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AM4-U2 |
I段/II段過(guò)電壓告警、I段/II段零序過(guò)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。 |
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智能操控、節(jié)點(diǎn)測(cè)溫 |
ASD320-Pn |
一次回路動(dòng)態(tài)模擬圖、彈簧儲(chǔ)能指示、高壓帶電顯示及閉鎖、驗(yàn)電、核相、自動(dòng)溫濕度控制及顯示（標(biāo)配一路強(qiáng)制加熱）、遠(yuǎn)方/地旋鈕、分合閘旋鈕、儲(chǔ)能旋鈕、人體感應(yīng)、柜內(nèi)照明控制、RS485接口、高壓柜內(nèi)電氣接點(diǎn)無(wú)線測(cè)溫。 |
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電參量測(cè)量 |
APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及*大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負(fù)載電流柱狀圖顯示，66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。 |
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0.4kV |
進(jìn)線 |
APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及*大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負(fù)載電流柱狀圖顯示，66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。 |
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ASJ10-LD1A |
1路A型剩余電流測(cè)量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動(dòng)作電流可設(shè)定；十種極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間可設(shè)定；互感器斷線報(bào)警指示；兩組繼電器輸出(一組常開(kāi)，一組轉(zhuǎn)換，均可設(shè)定)；具有地，遠(yuǎn)程“測(cè)試”、“復(fù)位”功能。 |
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無(wú)功補(bǔ)償 |
ARC |
測(cè)量I、U、Hz、cosΦ，具備過(guò)電壓保護(hù)、欠流鎖定、電網(wǎng)諧波過(guò)大保護(hù)功能,可控制電容器的投切，RS485/Modbus協(xié)議。 |
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APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及*大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負(fù)載電流柱狀圖顯示，66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。 |
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有源濾波 |
ANAPF |
ANAPF系列有源電力濾波器并聯(lián)在含諧波負(fù)載的低壓配電系統(tǒng)中，能夠?qū)?dòng)態(tài)變化的諧波電流進(jìn)行快速實(shí)時(shí)的跟蹤和補(bǔ)償。 |
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出線 |
APM810 |
三相（I、U、kW、kvar、kWh、kvarh、Hz、cosΦ），零序電流In，四象限電能，實(shí)時(shí)及*大需量，本月和上月極值，電流、電壓不平衡度，負(fù)載電流柱狀圖顯示，66種報(bào)警類(lèi)型及外部事件（SOE）各16條事件記錄，支持SD卡擴(kuò)展記錄，2-63次諧波，2DI+2DO，RS485/Modbus，LCD顯示。 |
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ANHPD300 |
對(duì)用電設(shè)備產(chǎn)生的隨機(jī)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(duì)諧波噪聲進(jìn)行消化和吸收，防止保護(hù)裝置誤跳閘，保證用電設(shè)備正常運(yùn)行。 |
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ASJ10-LD1A |
1路A型剩余電流測(cè)量；30%，50%，70%，TRIP棒狀LED指示；十種額定剩余動(dòng)作電流可設(shè)定；十種極限不驅(qū)動(dòng)時(shí)間可設(shè)定；互感器斷線報(bào)警指示；兩組繼電器輸出(一組常開(kāi)，一組轉(zhuǎn)換，均可設(shè)定)；具有地，遠(yuǎn)程“測(cè)試”、“復(fù)位”功能。 |
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溫度檢測(cè) |
變壓器溫度檢測(cè) |
ARTM-8 |
8路溫度巡檢，熱電阻信號(hào)輸入，RS485接口，2路繼電器輸出。 |
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無(wú)線測(cè)溫 |
ARTM100 |
可以嵌入式安裝在高壓柜、低壓抽屜柜內(nèi)，每臺(tái)裝置可以接收240個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)，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(wǎng)口，可將采集到的溫度數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。 |
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ATC200 |
**帶有一路485接口的溫度收發(fā)器，可同時(shí)接收12個(gè)ATE200傳感器發(fā)射的數(shù)據(jù)并將采集到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控。 |
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ATE200 |
表帶式固定，測(cè)溫范圍0-125℃，測(cè)量精度±2℃，傳輸距離空曠10米。 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)。 |
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AKH-0.66L |
剩余電流互感器，采集剩余電流信號(hào)。 |
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網(wǎng)關(guān) |
Anet-2E5S |
5個(gè)RS485串口 2kV隔離， 2個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、建筑能耗數(shù)據(jù)、電力需求側(cè)等上傳、支持多不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，支持網(wǎng)關(guān)透?jìng)鲄f(xié)議；裝置電源:220V AC/DC。 |
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Anet-4E10 |
10個(gè)RS485串口 2kV隔離，4個(gè)以太網(wǎng)接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、DNP、CDT、CJ/T188、DL/T645等通訊協(xié)議設(shè)備的接入、支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104、CDT、建筑能耗數(shù)據(jù)、電力需求側(cè)等上傳、支持多不同數(shù)據(jù)服務(wù)要求，裝置電源:220V AC/DC。 |
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電力監(jiān)控系統(tǒng) |
Acrel-2000 |
數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、數(shù)字通信、遠(yuǎn)程操作與程序控制、保護(hù)定值管理、事件記錄與告警、故障分析、各類(lèi)報(bào)表及設(shè)備維護(hù)信息管理。 |
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3.2、安科瑞管廊設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（0.4kV動(dòng)力箱/動(dòng)力柜）
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應(yīng)用場(chǎng)合 |
型號(hào) |
功能 |
安裝方式 |
防護(hù)等級(jí) |
使用說(shuō)明 |
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動(dòng)力箱/柜 |
DTSD1352 |
三相電參量U、I、P、Q、S、PF、F測(cè)量，分相正向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向有功電能統(tǒng)計(jì)，總正反向無(wú)功電能統(tǒng)計(jì)；紅外通訊；電流規(guī)格：經(jīng)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(jí),無(wú)功電能精度2級(jí)。 |
導(dǎo)軌式 |
IP30 |
同動(dòng)力箱/柜配合使用，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65。 |
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ARD2F－XX/XX－90L/UT |
ARD2F智能電動(dòng)機(jī)保護(hù)器適用于額定電壓AC690V、額定電流AC800A、額定頻率為50/60Hz的電動(dòng)機(jī)，可與接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等電器元件構(gòu)成電動(dòng)機(jī)控制保護(hù)單元，有遠(yuǎn)程自動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)直接控制、面板指示、信號(hào)報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)總線通信等功能。 |
主體：導(dǎo)軌式
顯示：嵌入式 |
主體：IP30
顯示：IP65 |
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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 |
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WHD72-11/UT |
測(cè)量并顯示控制1路溫度、1路濕度。 |
嵌入式 |
IP65 |
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配套附件 |
AKH-0.66 |
測(cè)量型互感器，采集交流電流信號(hào)。 |
螺絲固定 |
IP30 |
同動(dòng)力箱/柜配合使用，防護(hù)等級(jí)可達(dá)IP65。 |
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，城市綜合管廊的智慧化建設(shè)將作為智慧城市建設(shè)的一部分，通過(guò)部署B(yǎng)IM，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，智慧管廊運(yùn)營(yíng)管理平臺(tái)，數(shù)據(jù)云平臺(tái)等軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用軟件，覆蓋綜合管廊項(xiàng)目全生命周期，實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、維護(hù)及管理、服務(wù)的智慧化、保障管網(wǎng)全生命周期的**、**、智能、綠色，從而提升城市基礎(chǔ)設(shè)施功能和城市運(yùn)行能力。
參考文獻(xiàn)：
[1] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè).2019.11版
[2] 田紅艷.城市綜合管廊的智慧化整體解決方案
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