淺析智能變電站輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：智能變電站輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)高度集成各輔助信息，實(shí)現(xiàn)符合標(biāo)準(zhǔn)的橫向及縱向的信息交互和發(fā)布，統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一平臺(tái)、精簡設(shè)備，避免重復(fù)建設(shè)，提高設(shè)備利用率，提高電網(wǎng)運(yùn)行可靠性，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和設(shè)備有效監(jiān)管提高技術(shù)支撐和技術(shù)保證，文章介紹了智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)原理、監(jiān)控范圍和發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：智能變電站；輔助系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)

1 系統(tǒng)構(gòu)成

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)位于變電站網(wǎng)絡(luò)信息安全I(xiàn)I區(qū)。主要由視頻圖像監(jiān)控、暖通環(huán)境監(jiān)測、燈光照明、安全防護(hù)與門禁、交直流電源監(jiān)測、消防火災(zāi)告警、SF6有害氣體監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測等子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)組成可根據(jù)變電站需要監(jiān)測的信息進(jìn)行調(diào)整。

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)在安全I(xiàn)I區(qū)內(nèi)部與子系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，采用各子系統(tǒng)私有協(xié)議收集各子系統(tǒng)的輔助信息，采用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)，穿過防火墻安全I(xiàn)區(qū)監(jiān)控主機(jī)單向獲取部分SCADA信息進(jìn)行分析和展示，同時(shí)對(duì)輔助子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制；采用符合各級(jí)主站系統(tǒng)要求的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，通過IP網(wǎng)絡(luò)將輔助系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送給各級(jí)主站系統(tǒng)。

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖（如圖1所示）。

2 技術(shù)原理

2.1 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

環(huán)境量采集單元對(duì)環(huán)境信息也格式各樣，品類眾多，制造的眾多在于信息精確計(jì)量和輸出而不在于接口標(biāo)準(zhǔn)化，很難要求其輸出標(biāo)準(zhǔn)接口，所以環(huán)境量采集單元必須支持多種類型輸入/輸出接口。

（1）溫度傳感器一般是由不同材質(zhì)的導(dǎo)體在某點(diǎn)互相連接在一起，對(duì)連接點(diǎn)加熱時(shí)，在導(dǎo)體不加熱的部位就會(huì)出現(xiàn)電位差。（2）溫度傳感器主要有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻的特點(diǎn)是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時(shí)，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量溫度。（3）風(fēng)速傳感器是測量空氣流速的儀器。（4）水浸傳感器分為接觸式水浸探測器和非接觸式水浸探測器兩種。（5）六氟化硫/氧探測器主要使用電化學(xué)法，包括定位電解式傳感器和伽伐尼電池式氧氣傳感器。（6）煙霧探測器是利用起火時(shí)產(chǎn)生的煙霧能夠改變光的傳播特性這一基本性質(zhì)而研制的。（7）風(fēng)機(jī)控制器、燈光控制器一般采用干觸電輸入輸出方式，來控制風(fēng)機(jī)和燈光回路的電源回路，并帶有位置繼電器用以標(biāo)識(shí)開關(guān)狀態(tài)。

2.2 音視頻系統(tǒng)

使用站端視頻處理單元與前端的模擬或網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，獲取實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖像。模擬攝像機(jī)一般采用BNC同軸連接電纜傳送PAL或NTSC制式模擬信號(hào)，通常采用RS485接口的PELCO協(xié)議接收控制命令；網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)一般采用RTP/RTSP協(xié)議傳送數(shù)字信號(hào)，采用RTCP協(xié)議接收控制命令。

站端視頻處理單元采用RTP/RTSP/RTCP協(xié)議將攝像機(jī)的圖像流、聲音流傳送到智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)，接收并轉(zhuǎn)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)攝像機(jī)的控制命令。（1）PAL制式，通常指625線，每秒25幀，隔行掃描。（2）NTSC制又稱為恩制。（3）實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。（4）實(shí)時(shí)流傳輸協(xié)議TRSP。（5）RTP控制協(xié)議RTCP。

2.3 安防系統(tǒng)

（1）電子圍欄設(shè)置直接安裝在圍墻頂部的上方，按圍墻每邊100m左右設(shè)一個(gè)防區(qū)，每2～3個(gè)防區(qū)設(shè)一個(gè)主機(jī)箱。（2）門禁通過門禁控制器對(duì)各關(guān)鍵部位的門開閉狀態(tài)、開關(guān)動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)控。（3）紅外探測器和遠(yuǎn)動(dòng)傳感器在一定距離范圍內(nèi)監(jiān)測人員的入侵，一般也采用干觸點(diǎn)方式輸出。

3 系統(tǒng)高級(jí)應(yīng)用

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)各輔助子系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一的集成和信息匯總，實(shí)現(xiàn)變電站輔助子系統(tǒng)的本地化管理、監(jiān)視、控制，具備將輔助信息和DCADA信息及輔助控制功能結(jié)合進(jìn)行聯(lián)動(dòng)互動(dòng)的高級(jí)功能。

輔助信息聯(lián)動(dòng)是安防或火警報(bào)警聯(lián)動(dòng)和環(huán)境監(jiān)測聯(lián)動(dòng)。SCADA系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)：輔助監(jiān)控系統(tǒng)接收從安全I(xiàn)區(qū)系統(tǒng)傳來的SCADA實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，同步接收發(fā)送來的SVG格式的變電站接線圖形文件，在智能輔助監(jiān)控平臺(tái)上主接線圖與SCADA同步顯示。輔助監(jiān)控系統(tǒng)在變電站發(fā)生遙控、操作、保護(hù)故障報(bào)警等情況是能將攝像頭對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行操作的設(shè)備。

4 監(jiān)控范圍和配置方式

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視范圍包括：視頻、安防、消防及門禁，紅外對(duì)射報(bào)警、電子圍欄報(bào)警及警笛，煙霧報(bào)警及火災(zāi)報(bào)警等報(bào)警信息；門開關(guān)狀態(tài)、人員進(jìn)出記錄；非法闖入、門長時(shí)間未關(guān)閉及非法刷卡等門禁信息；戶內(nèi)外黃金溫濕度、風(fēng)力、水浸、SF6氣體濃度、照明、暖通、給排水、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)等。

圖像視頻系統(tǒng)配置方式：（1）每臺(tái)主變壓器兩臺(tái)搞死攝像機(jī)；（2）高壓設(shè)備1～2個(gè)間隔一套搞死攝像機(jī)；（3）每個(gè)大門1個(gè)固定機(jī)；（4）110kV及一下等級(jí)變電站配置1臺(tái)全景攝像機(jī)，220kV或330kV變電站配置2臺(tái)，500kV及以上配置3～4臺(tái)；（5）主控室配置1臺(tái)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（6）每個(gè)二次設(shè)備室配置2～4中速球攝像機(jī)；（7）高壓開關(guān)室每4～6個(gè)屏柜配置1臺(tái)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（8）每個(gè)電容器室1個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（9）每個(gè)獨(dú)立通信室1個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（10）每個(gè)站用變壓器室1個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（11）每個(gè)蓄電池室1個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（12）每個(gè)GIS室2～3個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（13）每個(gè)消弧線圈室1個(gè)室內(nèi)中速球攝像機(jī)；（14）電纜層配置固定攝像機(jī)。

5 未來發(fā)展方向

由于對(duì)變電站運(yùn)行檢修要求進(jìn)一步提升，輔助設(shè)備監(jiān)控自動(dòng)化水平進(jìn)一步提高，智能輔助系統(tǒng)將向著“通信標(biāo)準(zhǔn)化、面向?qū)ο蠡?、?lián)動(dòng)智能化、平臺(tái)統(tǒng)一化、監(jiān)控集成化”發(fā)展，其代表行特征和應(yīng)用功能主要表現(xiàn)在如下方面：（1）智能安全圍欄；（2）智能聯(lián)動(dòng)；（3）智能巡檢；（4）智能圖像監(jiān)控；（5）設(shè)備全壽命管理決策。

6 結(jié)束語

隨著智能變電站建設(shè)的進(jìn)一步深入，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)成為變電站最主要的通用標(biāo)準(zhǔn)，由于輔助系統(tǒng)生產(chǎn)商大多不是電力行業(yè)專用供應(yīng)商，目前智能輔助控制系統(tǒng)完全采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)還有一些難度，但是TEC61850標(biāo)準(zhǔn)第2版發(fā)布后，其應(yīng)用領(lǐng)域得以拓寬，涵蓋了電力公用事業(yè)自動(dòng)化的各個(gè)方面，因此，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)在變電站輔助控制系統(tǒng)中的應(yīng)用也降成為必然趨勢。

參考文獻(xiàn)

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[2]盧志俊，黃若涵，周招洋.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2010.

作者簡介：崔路（1983-），男，漢族，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。