輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)在變電站的應(yīng)用

魯明+朱金龍+胡凱

【摘 要】 各類輔助設(shè)施在維護(hù)變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行方面的作用日益增強(qiáng)，但由于目前標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不健全、設(shè)備分散，在運(yùn)行和維護(hù)方面存在較多問題，本文提出了輔助設(shè)施集中監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用方案，通過將各類信息集中處理，解決了輔助設(shè)施分散導(dǎo)致的信息收集困難和維護(hù)不便等缺陷，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分析，并展望了平臺(tái)實(shí)施后對(duì)專業(yè)人員帶來的運(yùn)維質(zhì)量和管理水平的提升。

【關(guān)鍵詞】 變電站 ?輔助設(shè)施 ?監(jiān)控 ?大數(shù)據(jù)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展壯大，作為電力能源輸送節(jié)點(diǎn)的變電站在電網(wǎng)中的重要作用日益凸顯，為確保變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，除提升設(shè)備質(zhì)量、加強(qiáng)人員巡視等常規(guī)手段外，各類站內(nèi)輔助設(shè)施也在逐步發(fā)揮著更為重要的作用。

1 存在的問題

變電站輔助設(shè)施包括環(huán)境監(jiān)測(cè)、安防保衛(wèi)、防火排洪、視頻監(jiān)控等多種類別，由于生產(chǎn)廠家眾多，且前期重視程度不夠，沒有制定統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致各類輔助設(shè)施在運(yùn)行和維護(hù)方面存在較多的不可靠因素，各類設(shè)施分散布置，功能獨(dú)立，僅能就地查看和操作等特性，使得設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，無法達(dá)到輔助設(shè)施預(yù)期的效果。針對(duì)這一問題，提出變電站輔助設(shè)施監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用，通過集中及遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以期輔助系統(tǒng)發(fā)揮應(yīng)有的作用。

2 改進(jìn)思路和目標(biāo)

輔助設(shè)施監(jiān)控平臺(tái)計(jì)劃對(duì)變電站內(nèi)所有未接入調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)的各類在線監(jiān)測(cè)裝置和輔助設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控管理，該平臺(tái)建立在各類設(shè)備的通信功能日益完善的基礎(chǔ)之上，通過通信協(xié)議，將輔助設(shè)施統(tǒng)一接入站內(nèi)輔控系統(tǒng)主機(jī)，由輔控主機(jī)上傳網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，可以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)和遠(yuǎn)程的監(jiān)控功能，后期可建立遠(yuǎn)程服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有變電站輔助設(shè)施數(shù)據(jù)的監(jiān)視和存儲(chǔ)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析。輔助監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

通過變電站輔助設(shè)施監(jiān)控平臺(tái)的應(yīng)用，一方面解決原有裝置分散、獨(dú)立或僅有就地服務(wù)的狀況，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、故障告警、趨勢(shì)告警和預(yù)警，以及快速發(fā)現(xiàn)、定位并確定設(shè)備故障原因的目標(biāo)，提高變電設(shè)備信息化和智能化，實(shí)現(xiàn)變電站全面、實(shí)時(shí)的監(jiān)控要求;另一方面，隨著接入系統(tǒng)的變電站數(shù)量逐步增加，通過大數(shù)據(jù)分析，可以為變電運(yùn)行、變電檢修、生產(chǎn)管理、設(shè)備招標(biāo)采購(gòu)等多個(gè)領(lǐng)域提供專業(yè)化、差異化的專家級(jí)應(yīng)用服務(wù)，提高變電生產(chǎn)運(yùn)行的精益化管理水平。

3 實(shí)現(xiàn)方式

根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1，變電站輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)分為三部分，一是信息收集單元，即各類站內(nèi)輔助設(shè)施;二是信息處理單元，即站內(nèi)輔控系統(tǒng)主機(jī);三是信息應(yīng)用單元，即站內(nèi)及遠(yuǎn)程的監(jiān)控主機(jī)及數(shù)據(jù)服務(wù)器。

3.1 信息收集單元

信息收集單元是輔助監(jiān)控系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)的裝置對(duì)象，即站內(nèi)各類輔助設(shè)施，目前包括一次設(shè)備輔助、環(huán)境安防、電能質(zhì)量、公用設(shè)備等多個(gè)種類，裝置具體包括了SF6監(jiān)測(cè)裝置、蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、直流系統(tǒng)相關(guān)監(jiān)測(cè)裝置、油色譜在線測(cè)試儀、門禁系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警、溫濕度顯示及控制等等。

（1）環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)：由溫濕度傳感器、SF6探測(cè)器、風(fēng)速傳感器、水浸探測(cè)器、水位采集傳感器、空調(diào)控制器等組成。（2）視頻監(jiān)控子系統(tǒng)：統(tǒng)一接入變電站原有視頻監(jiān)控系統(tǒng)。（3）防盜報(bào)警子系統(tǒng)：包含門禁系統(tǒng)、安全警衛(wèi)子系統(tǒng)。門禁子系統(tǒng)由門禁控制主機(jī)、讀卡器、開門按鈕、電磁力鎖、連接電纜等組成。安全警衛(wèi)子系統(tǒng)由紅外對(duì)射報(bào)警器、紅外雙鑒報(bào)警器、電子圍欄、報(bào)警主機(jī)、連接電纜等組成，報(bào)警信號(hào)的硬接點(diǎn)輸出可連接到站端視頻處理單元或環(huán)境數(shù)據(jù)處理單元的硬接點(diǎn)輸入接口，同時(shí)具備與公安110聯(lián)網(wǎng)接口。（4）輔助設(shè)備智能控制子系統(tǒng)：由燈光、水位、風(fēng)機(jī)、水泵控制單元等組成。（5）火災(zāi)報(bào)警子系統(tǒng)：由智能接口設(shè)備、火災(zāi)報(bào)警控制器、聲光報(bào)警器、各種感溫感煙探測(cè)器等組成。（6）在線監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)：由直流系統(tǒng)、蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等組成。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安裝、接入，以區(qū)域?yàn)閱挝贿M(jìn)行布線，與變電站智能終端之間以網(wǎng)絡(luò)、串口進(jìn)行通訊。

3.2 信息處理單元

每個(gè)變電站配備一臺(tái)變電站智能終端，終端通過串口（RS485/232）或網(wǎng)絡(luò)口與現(xiàn)場(chǎng)的智能設(shè)備連接，部分老舊設(shè)備可采取硬接點(diǎn)方式接入，智能終端負(fù)責(zé)變電站所有輔助監(jiān)控設(shè)備的信息采集、規(guī)約解析、數(shù)據(jù)過濾、告警計(jì)算，同時(shí)提供數(shù)據(jù)緩存和存儲(chǔ)。每個(gè)智能終端均分配有固定的IP地址，可以將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)，供站內(nèi)及遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問數(shù)據(jù)并提供就地及遠(yuǎn)程控制功能。同時(shí)為方便數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，智能終端提供對(duì)外的透?jìng)鹘涌?，提供給集中平臺(tái)進(jìn)行透?jìng)鞑杉治?，進(jìn)行后期的大數(shù)據(jù)應(yīng)用。

3.3 信息應(yīng)用單元

由于目前變電站已基本實(shí)現(xiàn)無人值守方式，所以能夠遠(yuǎn)程監(jiān)視變電站實(shí)時(shí)狀態(tài)的功能就變的至關(guān)重要，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸，運(yùn)維人員可以在班組實(shí)時(shí)監(jiān)視輔助設(shè)施的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，消除事故隱患。遠(yuǎn)程服務(wù)器布置在公司通信機(jī)房?jī)?nèi)，包括web應(yīng)用服務(wù)器、統(tǒng)一調(diào)度任務(wù)集群服務(wù)器和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，負(fù)責(zé)匯總和處理所有下屬變電站的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，保存匯總信息和結(jié)論性數(shù)據(jù)，通過電力信息內(nèi)網(wǎng)和變電站智能終端進(jìn)行交互。

4 平臺(tái)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

通過變電站輔助設(shè)施監(jiān)控平臺(tái)的建立，構(gòu)建信息收集、處理和應(yīng)用的三層平臺(tái)，匯總各變電站輔助設(shè)施監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，滿足不同崗位、不同專業(yè)人員對(duì)設(shè)備信息的需求。一是為運(yùn)行人員提供實(shí)時(shí)的、直觀的、全面的告警和故障信息;二是為檢修人員提供及時(shí)準(zhǔn)確判斷設(shè)備缺陷和故障的技術(shù)數(shù)據(jù);三是為專業(yè)管理人員提供全方位統(tǒng)計(jì)、對(duì)比、分析等決策依據(jù);四是實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)及輔助設(shè)施信息的統(tǒng)一智能采集和分類存儲(chǔ)，為專家提供了遠(yuǎn)程診斷手段和專業(yè)分析工具，為大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用提供了可能。endprint