無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)的研制應(yīng)用

尹自力

無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)的研制應(yīng)用

尹自力

（國網(wǎng)湖南省電力公司湘潭供電分公司 湖南湘潭 411100）

現(xiàn)在無人值班變電站夜晚及室內(nèi)光線較暗時工業(yè)監(jiān)控?zé)o法使用，輔助環(huán)境報警難以得到及時發(fā)現(xiàn)，應(yīng)急響應(yīng)速度難以得到有效控制的問題嚴重影響著大檢修管理模式下無人值班變電站工作模式的推進。本文通過分析無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)的研制應(yīng)用，描述了該系統(tǒng)對提高無人值班變電站運行供電可靠性的作用。

無人值班變電站；輔助環(huán)境；智能控制系統(tǒng)

目前變電站普遍實施無人值班管理模式，并且隨著電網(wǎng)的發(fā)展，變電站的數(shù)量越來越多，而變電站的站均維護人員則越來越少；現(xiàn)在變電站雖然采用了一定的數(shù)字化監(jiān)控技術(shù)，對變電站的一、二次設(shè)備安全等問題進行數(shù)字化監(jiān)控，但是燈光、空調(diào)、通風(fēng)、大門等并未進行數(shù)字化監(jiān)控；經(jīng)常出現(xiàn)應(yīng)急處置時需拐到基地站接鑰匙影響應(yīng)急處置快速處理的現(xiàn)象；夜晚及室內(nèi)光線較暗時，監(jiān)控人員通過監(jiān)控攝像頭巡查設(shè)備或查找異常時卻什么也看不清，而把全站燈光打開又浪費電能，且容易聚集蚊蟲影響站容站貌。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

為解決以上問題，有的單位采取在變電站請人擔(dān)任門衛(wèi)值守，但隨著國網(wǎng)公司成本預(yù)算壓縮，現(xiàn)在已做不到在每個變電站請人擔(dān)任門衛(wèi)值守，110kV及以下變電站基本取消聘請門衛(wèi)人員；運維班組、檢修人員、管理人員等到變電站工作都必須去基地站接鑰匙，運維班組為了避免應(yīng)急處置時接鑰匙的麻煩，在班組車輛上都配置了變電站鑰匙，但還是經(jīng)常出現(xiàn)鑰匙被借走乃至丟失的現(xiàn)象；至于方便室內(nèi)攝像頭監(jiān)控的問題，有的單位采取打開窗簾采光，但蓄電池室又必須關(guān)窗簾，防止陽光直曬蓄電池，而且采取這種方式時，一到晚上工業(yè)監(jiān)控就基本失效；有的單位則室內(nèi)采取緊閉門窗關(guān)上窗簾，同時打開室內(nèi)室外燈光，這樣倒是能夠保證工業(yè)監(jiān)控的作用，但隨著時間的延長，站用電電量升高，燈具損耗增加，變電站室內(nèi)外蚊蟲、蛛網(wǎng)、積灰嚴重影響站容站貌，且增加了運維班組換燈及衛(wèi)生清掃的維護工作量。因此，將變電站燈光、空調(diào)、通風(fēng)、大門等實現(xiàn)數(shù)字化監(jiān)控成為擺在運維人員面前的課題。

2 項目內(nèi)容及主要工作

該項目擬建設(shè)一套變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)。在遠方值班室設(shè)置管理主機，將變電站的大門鎖和主控樓鎖更換為遠程智能鎖?？蓪崿F(xiàn)進站人員在無需鑰匙的情況下，由遠方值班人員確認身份授信后，開啟智能鎖進入變電站工作。該系統(tǒng)還可集成空調(diào)遠方控制、燈光遠方控制、風(fēng)機遠方控制、水泵遠方控制、加熱器遠方控制、SF6氣體泄漏在線監(jiān)測、室內(nèi)溫濕度在線監(jiān)測、故障錄波分析數(shù)據(jù)調(diào)閱、視頻系統(tǒng)遠方缺陷跟蹤于一體，實現(xiàn)對無人值班變電站輔助環(huán)境的遠方智能控制。系統(tǒng)由變電站環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、SF6氣體泄漏在線監(jiān)測子系統(tǒng)、智能門禁管理子系統(tǒng)、采暖通風(fēng)及空調(diào)控制子系統(tǒng)、水泵控制子系統(tǒng)、遠程燈光控制系統(tǒng)、數(shù)字化故障錄波分析系統(tǒng)等組成，各子系統(tǒng)可以獨立運行，也可組合部署。

3 項目預(yù)期目標

該項目將建設(shè)一套變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)，對110kV雙馬、韶山變電站的空調(diào)、燈光、風(fēng)機系統(tǒng)和SF6氣體泄漏監(jiān)測、室內(nèi)溫濕度監(jiān)測、大門及主控樓鎖具進行改造，實現(xiàn)對試點的110kV雙馬、韶山變電站輔助環(huán)境的遠方智能控制。

4 項目技術(shù)原理

變電站綜合監(jiān)控輔助系統(tǒng)運用嵌入式軟件技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、采集控制技術(shù)、視頻技術(shù)、組態(tài)技術(shù)、傳感技術(shù)、IEC61850規(guī)約技術(shù)、激光檢測技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)自主研發(fā)針對變電站設(shè)備工作環(huán)境的安全生產(chǎn)綜合管理系統(tǒng)，系統(tǒng)將變電站環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)，SF6氣體泄漏在線監(jiān)測子系統(tǒng)，智能門禁管理子系統(tǒng)、采暖通風(fēng)及空調(diào)控制子系統(tǒng)、遠程燈光控制系統(tǒng)、數(shù)字化故障錄波分析裝置等各獨立輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)和功能整合起來、實現(xiàn)信息共享和互動。為電網(wǎng)安全生產(chǎn)指揮提供數(shù)學(xué)化操作平臺。該平臺將給傳統(tǒng)管理模式帶來深遠影響，實現(xiàn)了對資源環(huán)境的科學(xué)管理、綜合分析、與評價并提供輔助決策，形成了高效的運作體系，通過INTENET網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)資源環(huán)境信息共享。

5 項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點

（1）無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)軟件邏輯架構(gòu)

①采集系統(tǒng)在邏輯上分為綜合處理層、通信層、采集層三個層次，在每個層次中又可劃分為若干子層和模塊，各層次和模塊形成統(tǒng)一的整體，協(xié)調(diào)完成系統(tǒng)完整的功能。

②綜合處理層又分為監(jiān)控管理業(yè)務(wù)應(yīng)用、前置采集平臺、數(shù)據(jù)管理平臺三大部分。業(yè)務(wù)應(yīng)用實現(xiàn)系統(tǒng)的各種采集管理、設(shè)備管理、負荷管理、狀態(tài)管理、綜合查詢、WEB發(fā)布及基于所采集原始數(shù)據(jù)的各類統(tǒng)計分析應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯。前置采集平臺根據(jù)采集任務(wù)調(diào)度機制進行監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)信息、操作信息等采集，負責(zé)多種通信方式采集設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入和通信報文的加密解密，并進行規(guī)約解析和轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)入庫和轉(zhuǎn)發(fā)等功能；同時，前置采集平臺接收采集業(yè)務(wù)應(yīng)用的參數(shù)下發(fā)、數(shù)據(jù)召測指令進行設(shè)備遠程維護，并接收終端控制執(zhí)行指令對帶控制功能的設(shè)備執(zhí)行相關(guān)控制操作。

③通信層是采集主臺和采集設(shè)備的紐帶，提供有線和無線的通信信道，為工作站和設(shè)備和信息交互提供鏈路基礎(chǔ)，主要采用的通信信道有：RS485/323/422、TCP/IP、3G/GPRS/CDMA 無線公網(wǎng)。

④采集設(shè)備層是采集系統(tǒng)的信息底層，負責(zé)采集和提供整個系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)。

⑤對于與其他系統(tǒng)如綜自系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享可根據(jù)不同數(shù)據(jù)采用不同的共享方式。對于實時性要求不高的可以采用中間庫方式，對于實時性要求高的，可以通過數(shù)據(jù)中心接口直接傳送，這樣可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全、穩(wěn)定。

（2）無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)由變電站環(huán)境監(jiān)控子系統(tǒng)、安全防范子系統(tǒng)、SF6監(jiān)測子系統(tǒng)、智能門禁管理子系統(tǒng)、空調(diào)控制子系統(tǒng)、燈光控制子系統(tǒng)等組成，各子系統(tǒng)可以獨立運行，也可組合部署；該系統(tǒng)和工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一組屏，屏內(nèi)設(shè)備有輔助環(huán)境控制系統(tǒng)主機、顯示器、門禁控制器、串口服務(wù)器、工業(yè)監(jiān)控主機、UPS電源。

（3）環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)、安全防范子系統(tǒng)、SF6監(jiān)測子系統(tǒng)通過變電站內(nèi)溫度傳感器、濕度傳感器、SF6濃度傳感器、氧氣濃度傳感器、煙霧控測器等前端采集設(shè)備采集變電站各室內(nèi)環(huán)境信息。當(dāng)監(jiān)測到極端天氣狀況時，智能輔助系統(tǒng)后臺會發(fā)出告警信息，提示運維人員加大巡檢密度，以保障設(shè)備在極端天氣條件下的正常運行；當(dāng)監(jiān)測到煙感報警時，會提示遠方值班人員利用工業(yè)監(jiān)控排查是否誤報警；當(dāng)監(jiān)測到GIS室SF6濃度報警時，會提示遠方值班人員并開啟風(fēng)機通風(fēng)。

（4）智能門禁管理子系統(tǒng)可使用門禁卡開門，到變電站檢查、工作人員則可與遠方值班人員聯(lián)系后，遠方值班人員通過工業(yè)監(jiān)控攝像頭確定進站人員身份后進行遠方開門。

（5）空調(diào)控制子系統(tǒng)可以設(shè)定空調(diào)開啟、關(guān)閉的溫度條件，結(jié)合室內(nèi)環(huán)境溫濕度，判斷是否需要開啟、關(guān)閉空調(diào)，也可由遠方值班人員控制開啟、關(guān)閉空調(diào)。

（6）燈光控制子系統(tǒng)可由遠方值班人員控制開啟、關(guān)閉燈光，既可節(jié)約電能又可給工業(yè)監(jiān)控檢查設(shè)備時提供輔助燈光。

6 項目測試過程及結(jié)果

該項目在110kV雙馬、韶山變電站進行了應(yīng)用，通過現(xiàn)場測試，運維人員攜帶一張門禁卡可實現(xiàn)多個變電站開門；其他允許單獨巡視變電站人員可直接到變電站后，再聯(lián)系遠方值班人員開門；工業(yè)監(jiān)控可實現(xiàn)全天候室內(nèi)外巡檢；變電站室內(nèi)溫濕度、煙霧情況、GIS室SF6濃度都能得到監(jiān)控，出現(xiàn)異常能正常發(fā)送報警信號，便于運維人員迅速處理。

試點的110kV雙馬、韶山變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)2016年運行情況良好，未發(fā)生維護費用。

7 無人值班變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)項目效益分析

7.1 社會效益分析

該項目和變電站一、二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合在一起使用后，能對無人變電站實現(xiàn)全方位監(jiān)控，使設(shè)備運行狀況的控制、異常及故障的處理速度得到提高，提高了無人值班變電站運行供電可靠性，為電力企業(yè)向社會提供更好的服務(wù)起到了良好的作用。

7.2 安全效益分析

該項目的應(yīng)用解決了無人值班變電站夜晚及室內(nèi)光線較暗時工業(yè)監(jiān)控?zé)o法使用，輔助環(huán)境報警難以得到及時發(fā)現(xiàn)、應(yīng)急響應(yīng)速度難以得到有效控制的問題，減少了設(shè)備安全事故，提高了無人值班變電站的運行監(jiān)視質(zhì)量，擴大了運行監(jiān)視范圍，提升了電力企業(yè)的安全管理水平。

8 結(jié)論

該項目研制的變電站輔助環(huán)境遠方智能控制系統(tǒng)在國內(nèi)同類應(yīng)用中處于領(lǐng)先水平，可將變電站的環(huán)境信息、空調(diào)信息、門禁信息、燈光信息、風(fēng)機信息、水泵信息、加熱器信息、故障錄波等信息進行采集，并進行綜合管理和控制，保證變電站輔助環(huán)境的正常、穩(wěn)定和自動化運行；該項目和變電站現(xiàn)有的一、二次設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)有機結(jié)合，可實現(xiàn)對變電站的全方位監(jiān)控，該項目可靠性高、適用性好、易推廣。

TM76

A

1004-7344（2016）33-0053-02

2016-10-16

尹自力（1972-），男，工程師、高級技師，本科，主要從事變電運維管理工作。