10KV變電站自動化安全檢測

吳 峰

（河北唐山三友集團氯堿有限責任公司，河北 唐山 063000）

計算機技術廣泛應用于所有領域，并且硬件和軟件級別的進步也徹底改變了變電站的輔助監(jiān)視系統(tǒng)。電力是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的主要能源和電力，隨著現(xiàn)代文明的進步和發(fā)展，對社會生產(chǎn)和生活電源的質(zhì)量和管理的要求越來越高，變電站是工廠供電系統(tǒng)的關鍵部分。因此，安全經(jīng)濟的變電站的設計與施工非常重要。10KV變電站自動化系統(tǒng)是電網(wǎng)自動化系統(tǒng)的重要組成部分，集成的變電站自動化系統(tǒng)監(jiān)視和管理變電站設備，并與電網(wǎng)配電自動化系統(tǒng)交換信息，由此提高電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。

1 10KV變電站安全在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計

通信技術和計算機技術的快速發(fā)展為變電站綜合自動化技術的改進帶來了新的活力。變電站的集成自動化技術正在向網(wǎng)絡，集成智能和多媒體發(fā)展。隨著“兩網(wǎng)”改造的深入和電網(wǎng)運行的改善，許多采用遠程監(jiān)控技術的綜合自動化變電站投入運行，不僅提高了勞動生產(chǎn)率，而且減少了人為錯誤的可能性。

1）安全監(jiān)控終端（過程層）。安全監(jiān)控終端位于變電站的過程層，包括環(huán)境安全監(jiān)控終端和溫度在線監(jiān)控終端，它負責實時監(jiān)視周圍的安全入侵信號并在線監(jiān)視操作設備的溫度，處理層采用無線自組織網(wǎng)絡。外圍安全監(jiān)控終端包括安全站點控制器，激光圍欄和網(wǎng)絡攝像機。網(wǎng)絡攝像機通過TCP/IP協(xié)議傳輸視頻信息和PTZ控制。當有物體入侵變電站周圍時，外圍安全監(jiān)控終端會發(fā)出聲音和視覺警報，并通過無線網(wǎng)絡將入侵數(shù)據(jù)（入侵位置和入侵時間等）傳輸?shù)桨踩O(jiān)控主機，并將網(wǎng)絡攝像機連接到透視圖，方便進行入侵定位，實時視頻監(jiān)控，將回放和證據(jù)收集。溫度在線監(jiān)控終端使用新型的表面聲波溫度傳感器實時采集操作設備的在線溫度，包括溫度采集器和多個溫度傳感器節(jié)點。兩者均通過RF信號傳輸數(shù)據(jù)，并且溫度收集器執(zhí)行簡單的數(shù)據(jù)預處理和閾值警報。然后，數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡傳輸?shù)桨踩臏y量和控制主機。

2）安全測控主機（機架層）。安全測量和控制主機位于變電站機架水平，用于從監(jiān)視中心接收溫度收集說明以及安全準備和發(fā)布說明。在對接收到的控制命令進行分析后，將無線網(wǎng)絡分布到周圍的每個安全監(jiān)控終端和溫度在線監(jiān)控終端，周圍的安全監(jiān)控終端對溫度在線監(jiān)控終端采集的入侵信息和溫度信息進行監(jiān)控。安全測控主機上載到安全測控主機，接收數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析，并根據(jù)標準對信息進行重新打包，然后以消息的形式發(fā)送給監(jiān)控中心，安全測控主機使用變電站現(xiàn)有的光纖以網(wǎng)絡進行信息傳輸。

3）監(jiān)控中心（控制層）。監(jiān)控中心接收并分析安全測控主機上載的消息，對監(jiān)控數(shù)據(jù)進行計算，分析，顯示，告警和存儲，并由用戶向測控主機提供測控命令，從而建立了集成的信息平臺，實現(xiàn)用戶信息共享界面。

2 10KV變電站自動安全檢查

變電站自動化系統(tǒng)以計算機技術為基礎，對變電站保護，儀表，中央信號和遠程控制以及其他輔助設備管理系統(tǒng)和功能進行重新配置，組合，互連和計算機化，以形成交換，數(shù)據(jù)共享和變電站運行完整的監(jiān)控系統(tǒng)。

1）保護監(jiān)控系統(tǒng)的預警音頻信號。某些變電站保護和監(jiān)視系統(tǒng)的警告音頻信號由后臺監(jiān)視系統(tǒng)控制，如果后臺監(jiān)控器不工作，將無法發(fā)送警告音頻信號，值班員工也就無法及時處理故障。在操作過程中，這種情況會發(fā)生多次，導致PT燒壞。在這種情況下，必須將不受背景監(jiān)視系統(tǒng)控制的保護性監(jiān)視系統(tǒng)的事故和預警信號分開，并與制造商聯(lián)系然后進行處理，以避免在背景監(jiān)視器不工作時發(fā)生保護性預警信號。

2）變電站自動化系統(tǒng)故障。大多數(shù)硬件和軟件錯誤都可以通過設備運行狀態(tài)信息，接口狀態(tài)和傳統(tǒng)的萬用表示波器來判斷。但是，對于一些軟故障和協(xié)議通信異常，通常需要特殊的方法來促進準確的故障定位，并且變電站自動化系統(tǒng)中有幾種實用的故障分析方法。（1）監(jiān)管監(jiān)控：變電站自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場應用有時可能會遇到數(shù)據(jù)丟失或異常數(shù)據(jù)的情況。因此，監(jiān)視對等數(shù)據(jù)通信以及存儲和回放分析是發(fā)現(xiàn)問題的好方法。監(jiān)視通信數(shù)據(jù)以獲得協(xié)議消息監(jiān)視記錄，然后通過協(xié)議分析工具解釋和分析監(jiān)視協(xié)議消息的方法可以更好地應用于標準通信缺陷和錯誤檢測。（2）協(xié)議訪問測試：變電站自動化系統(tǒng)變電站與調(diào)度主站之間的通信是現(xiàn)場調(diào)試的重要組成部分，包括大量變電站，通信通道和主站的協(xié)調(diào)，需要大量的工程師。因此，必須測試交付協(xié)議，以確保通過調(diào)度通信協(xié)議交付的變電站可以快速訪問調(diào)度系統(tǒng)。測試方法可以采用共識一致性測試，這意味著可以根據(jù)共識標準執(zhí)行測試。對于已經(jīng)實施的調(diào)度系統(tǒng)，變電站側(cè)的主站協(xié)議和變電站協(xié)議是不切實際的。因此，可以根據(jù)調(diào)度主站的協(xié)議通信規(guī)范配置一系列協(xié)議測試命令，以實現(xiàn)變電站自動化系統(tǒng)的變電站協(xié)議過程，并且協(xié)議異常和缺陷的主動通知為一般技術人員提供了便利，以檢查變電站協(xié)議的訪問性能，并為專家調(diào)整主站和變電站提供了方便。當通道不可用時，還為專家提供了調(diào)試主站和子站之間的協(xié)議通信的便利。

3 10kV變電站自動化系統(tǒng)設計方案

1）主機系統(tǒng)。主機系統(tǒng)主要包括變電站運行狀態(tài)的控制和異常的分析與判斷，該過程通過輔助系統(tǒng)的聯(lián)動機制來實現(xiàn)，以最大限度地減少由異常引起的各種不良影響。異常情況的處理需要集中管理，因此在總結(jié)信息后，在將來指導控制活動。所有訂單都是通過控制中心發(fā)出的，整個過程有很強的標準。性能，通信和協(xié)調(diào)基本上是依靠主機系統(tǒng)完成的，因此系統(tǒng)設計的科學性和穩(wěn)定性通常直接決定互聯(lián)網(wǎng)建設智能變電站的整體有效性。

2）傳感器監(jiān)控網(wǎng)絡。通常，傳感器監(jiān)視網(wǎng)絡的構(gòu)建應依賴于節(jié)點和傳感器。其中，溫度和濕度傳感器，煙霧檢測傳感器以及其他類型的節(jié)點設備可以很好地完成某些任務。由于可以按節(jié)點聚合各種類型的節(jié)點監(jiān)視數(shù)據(jù)，然后將其輸入到主機中，因此可以很好地完成系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)調(diào)，并且可以上傳聚合的節(jié)點。在整個系統(tǒng)中，有線傳感器網(wǎng)絡和無線傳感器網(wǎng)絡具有其自身的特征和功能，如果使用電池進行連續(xù)供電，則需要根據(jù)實際工作電流需求選擇合適的容量。結(jié)合變電站的實際情況選擇時，最好選擇高壓帶電裝置的傳感器。該設備可以配備無線傳感器網(wǎng)絡，并且鋰子電池可以用來完成系統(tǒng)的供電。這些電池具有非常穩(wěn)定的物理和化學性質(zhì)，并且具有相對足夠的容量，因此無需在整個生命周期內(nèi)進行更換。其他類型的感應設備可能會由于絕緣問題而處于危險中，用于控制的有線網(wǎng)絡可以大大降低成本并提高投資回報率。

4 結(jié)語

變電站是發(fā)電廠和用戶之間的中間紐帶，在電能的轉(zhuǎn)換和分配中起著重要的作用。為此，變電站的主要部分必須在經(jīng)濟上合理，輔助部分必須安全可靠。只有這樣，變電站才能正常工作，為國民經(jīng)濟作出貢獻。