路灯监控系统的设计

城市路灯监控系统

系统设计方案

一、路灯监控系统的构成

下图是为**市路灯管理单位设计的“路灯监控系统”的构成示意图：

在上述系统图中，安装在变压器配电房或控制柜内的“灯控终端RTU”是系统的核心设备，它通过GPRS无线传输网络与监控中心进行远程通信，实现路灯的远程智能监控并实时监测各回路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数，监测各回路开关的工作状态，监测开关量输入的变化情况。

系统简述

1.1“灯控终端RTU”有四种工作模式：

第一，接收监控中心的指令，并向其控制的下端设备传达监控中心的指令，实现对远端设备的“遥控”；

第二，向监控中心汇报整个系统的实时数据、设备状态，实现“遥信”、“遥测”；

第三，当配电房被非法打开时，当配电房遭遇水浸时，“灯控终端RTU”自动向监控中心发出警情信息，提请监控中心进行紧急处理；

第四，RTU具有独立运行的能力。当监控中心微机或通信线路发生故障时，RTU会按照预置的“自行开关灯时间表”发出开关灯指令，以确保路灯的正常运行。

1.2 “灯控终端RTU”的通信

1、“灯控终端RTU”的“上行通信”。

“灯控终端RTU”与监控中心之间的通信方式有三种。

第一种：使用GPRS公众通信网络。

“灯控终端RTU”带有RS232接口和12VDC电源，可外接GPRS DTU（Data Transfer Unit 数据传输单元），路灯管理单位只需要为监控中心配置简单的GPRS数据接收设备，就可以实现“灯控终端RTU”与监控中心的远程通信。

GPRS无线公众网具有“永远在线、按流量计费、传输速率大、防雷击、网络覆盖面积大、专业运营与维护”等优点，是路灯行业进行远程监控的良好通信网络。

第二种：利用GSM短信。

“灯控终端RTU”可连接GSM短信模块，短信模块既可以把报警内容发送到监控中心，也可以发送到指定的手机上。

第三种：使用RS485总线。

“灯控终端RTU”上配置了两个RS485总线接口，其中一个设置为“从设备”，用来向上与监控中心的设备进行通信。

2、“灯控终端RTU”的“下行通信”。

“灯控终端RTU”采用电力线载波通信技术与“单灯监控器”、“电缆监控器”进行通信。“灯控终端RTU”、“单灯监控器”和“电缆监控器”都集成了电力线载波通信调制解调器（PLC Modem），每个设备都配置了地址编码，这样，在一个配电变压器下游的电力

线上，“灯控终端RTU”最多可以与1023个“单灯监控器”和（或）“电缆监控器”进行通信，其中，“电缆监控器”的最大数量是16个。

“灯控终端RTU”上配置了两个RS485总线接口，其中一个设置为“主设备”，用来向下与“8回路电流监测单元”、“开关量输入输出单元”等设备进行通信。

1.3 “灯控终端RTU”的功能：

1.3.1 灯控终端RTU的配置“灯控终端RTU”与“6路开关量输出转接器”、“交流接触器”一起完成对路灯供电线路的“供电”和“断电”操作，实现“开灯”与“关灯”。交流接触器的一对端子或者辅助端子的“通/断”状态作为开关量输入给“灯控终端RTU”，RTU 可以实时监测交流接触器的工作状态。

“灯控终端RTU”自身带有6路开关量信号输出，可以直接控制六个回路的交流接触器；“灯控终端RTU”自身带有3路电压检测、3路电流检测，可以实时监测变压器输出端的三相电压、三相电流，并计算整个变压器的有功功率、无功功率、功率因素。

“8回落电流监测单元”具有3路电压检测、24个单相（8个三相回路）电流的监监测能力，并合理计算每个回路的亮灯率，数据采集精度优于1%。

“灯控终端RTU”带有“RS485”接口和“电力线载波载波通信模块”可以读取RS485电能表、载波电能表的电量数据，实现远程抄表的目标。

“灯控终端RTU”带有“电力线载波载波通信模块”，可以与能够实现单灯节能控制的“单灯监控器”和“节能器”进行通信和指令动作，达到节能的效果。如下图：

1.3.2 灯控终端RTU的采集项目

灯控终端的附属设备“8-12回路电流监测单元”具有3路电压检测、24个单相（8个三相回路）电流的监监测能力，并合理计算每个回路的亮灯率。

1.3.3 灯控终端RTU的自动报警功能

“灯控终端RTU”上带有2路门禁开关量输入，当有人打开控制柜柜门时，RTU将自动发出警情给监控中心。监控中心也可以通过“GSM短信模块”向值班人员的手机发送警情信息。

由于灯控终端RTU带有变压器输出端的电压、电流检测，同时带有各个回路电流、电

压的检测，因此，RTU可以实现多种报警：

⏹当采集的交流电流、电压超过上下限时能自动报警。

⏹当白天亮灯或晚上熄灯时自动报警。

⏹当供电线路停电时通过自备电源运行，能自动告警。

⏹当某支线路出现故障时自动报警。

1.3.4 灯控终端RTU的线路防盗

本投标人提供的“灯控终端RTU”具备了“加装路灯线路断线告警装置的接口”。

“灯控终端RTU”带有“电力线载波载波通信模块”，可以与能够实现电缆防盗的“电缆监控器”进行通信和指令动作，从而达到防盗的要求。防盗系统如下图：

在安装于电缆末端的“电缆监控器”上集成了“电力线载波通信模块”，“灯控终端RTU”可以与“电缆监控器”通过载波信号进行通信。一旦通信联络中断，灯控终端RTU将向监控中心发出“电缆警情”信息，表明户外电缆出现了必须进行人工干预的事故：（1）电缆监控器不正常工作；（2）电缆监控器被盗；（3）电缆被切断。

当路灯供电电缆没电时，安装在前端的直流电源就会自动输出60VDC直流电到电缆上，为末端的“电缆监控器”提供工作电源，维持“电缆监控器”的正常工作。当路灯电缆“上电”时，直流电源就自动将直流电压输出切断。

1.3.5 灯控终端RTU的终端保护