浅谈无人值守变电站的辅助监控系统的建设.doc

1、浅谈无人值守变电站的辅助监控系统的建设摘 要随着计算机技术和网络通信技术的快速发展，电力系统智能化建设更加完善，越来越多的变电站采用无人值守模式，因此变电站辅助设施建设显得尤为重要。 关键词无人变电站；辅助；安全；建设；分析； 中图分类号：TM764 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0004-02 引言 根据国网公司相关规定及国网新疆电力公司部门文件【2013】42号文件 、 国网新疆电力公司 220 千伏及以下无人值守变电站技术条件要求，无人值守变电站需具备视频监控系统、入侵报警系统、环境监测系统等，满足对变电站进行远程、实时、多维、自动的监控，保障变电站的安全

2、稳定运行。 目前部分变电站已实施了视频监控或防盗报警和消防系统等，但系统各自独立运行，甚至每套系统都需要独立的管理人员，很难做到多系统的综合监控、集中、智能管理，无形中降低了系统的高效性，增加了系统的管理、维护成本。随着无人值班变电站智能化改造和智能变电站建设，现有各自独立运行的系统已经无法满足需要。因此做到既可以远程的监视、遥控和图像的传输，又具备环境的整体监测，并且具有通常联网报警的功能，能够实现异地远程实时巡查、异常状况及时处理、提升管理者驾御大型电网能力，更加有效地预防事故发生、打击犯罪、保障财产安全，确保系统运行稳定的辅助监控系统是非常必要的。 我公司所辖 41 所 110kV 及以

3、上变电站目前建设有部分视频监控、红外成像设备、SF6 在线监控、消防监控、电子围栏防护四个部分的辅助监控设备，且都为独立建设，独立维护，无法真正实现辅助系统作为变电站支持平台的作用，针对现状需以视频监控为基础，将变电站环境监测系统、安全防护系统、辅助控制系统、消防报警系统等高度集成在同一的信息管理平台，达到各个子系统之间的信息共享和信息互动，同时系统应将各数据进行分类上传，视频类信号按照标准视频接口协议上传至地区统一视频平台，其他环境等告警信号通过与当地监控后台以及远动服务器进行上传至 SCADA 系统。 110kV 变电站辅助系统综合监控平台主要由变电站辅助系统综合监控底层平台、安全防护子系

4、统、环境监测子系统、视频子系统、辅助控制子系统、消防子系统六个方面组成，涵盖了电子围栏、振动感应、红外对射、SF6 监测、温湿度传感、风速测量、水浸传感、空调控制器、风机控制器、视频单元、灯光控制等监控设备，实现辅助信息的采集、监测、联动控制、存储以及共享。如下图所示。 1.改造原则 因变电站投运年代不同造成站内设施、设备情况不同，本着节约成本，高效利用的原则，利用已有设备、设施进行改造。 1.1 实用性 充分考虑了现场的实际应用情况，利用好现有的设备，完成设备整合，信息集成。改造完成后辅助信息能够具备多种数据上传方式，满足不同通讯条件、不同上送主站的上传。 1.2 性价比高 在投资费用合理的

5、情况下，采用了当今先进的技术，一方面使整个监控系统具有良好的性能，另一方面充分利用现有正常运行辅助设备，在原有设备不满足功能要求时应尽量优化设备配置，避免重复投资。 1.3 安全性 设备改造应不影响到现有电气设备的安全运行。改造过程中线路设计应尽量减少对墙体结构的破坏，可以在保证美观的前提下进行穿线管明线铺设。 1.4 可靠性强 整个系统均采用了模块化结构设计，嵌入式操作系统。所用硬件产品与设备均符合工业标准，具有较强的抗干扰能力。另外，系统在网络布线上采用的是星形拓扑结构，可防止在某一采集端或通讯线路故障时影响整个系统的运行。 1.5 可维护性、可管理性原则 网络设计和设备选型应具备实施安装

6、方便、配置方便等特点，尽可能采用先进的、直观的管理手段，能够合理配置、均衡和调整网络资源，监控网络运行状态，控制网络运行，还应有一定的故障自检和系统恢复能力。 1.6 灵活性原则 系统设计方案应具有较强的灵活性，采用了标准化的布线方式及设备，方便地将传感器侦测、报警联动录像等功能接入本系统，便于今后系统扩容和设备的更新。 2.改造施工 2.1 视频监控系统 2.1.1 经核实变电站内视频监控系统共有 3 个不同厂家设备构成，且现有设备均可进行利用。如图 2 所示。 2.1.2 在对监控系统改造过程中充分考虑利用已有设备满足现公司规定的标准要求，对部分变电站视频盲区进行了加装视频摄像头，共加装3

7、2 个网络高清球机和 28 个固定高清枪机。 2.1.3 共计对 9 座不满足要求的变电站原有视频监控主机进行了更换；对 31 座变电站视频监控存储空间进行了扩容 2.1.4 对隶属武装保卫部安保视频进行了融合，将安保视频接入辅助控制一体化平台，提高安保水平，降低运维成本。 2.1.5 规范化标准，便于维护及后期改造。 2.1.5.1 图像监视系统必须采用标准化、网络化、免维护式的结构，具有高度的可靠性和安全性，同时符合 ISO/OSI 开放系统互联标准。 2.1.5.2 图像监视系统应为其它系统提供标准图像接口，以利于其它系统调用及二次开发。 2.1.5.3 图像监视系统所提供的支撑软件能支

8、持用户进一步开发应用软件。 2.1.6 规范化施工工艺，确保工程质量。 2.1.6.1 系统施工应遵循电力系统的各种相关规程、规定，确保对一次设备的带电距离。 2.1.6.1 摄像机位置的选取即要便于观察又要便于日后设备的运行维护。 2.1.6.2 电缆敷设应尽量利用站内电缆沟、架，必要时或可通过镀锌铁管或 PVC 管等沿变电站外墙敷设，在电缆沟内敷设时，不得与一次电缆同层敷设。 2.1.6.3 系统设备应有标牌，标牌的内容至少应包括：设备名称、生产厂家、生产日期或批次、供电额定值等。 2.1.6.4 系统各联机端子和引线应以颜色、规格、标示、编号等方法加以标记，以便安装时查找和长期维护。 2

9、.2 环境监测系统 因公司所辖变电站均无环境监测系统，固对所有变电站重新加装环境监测系统。 2.2.1 水浸系统。在与主控室、高压室、所用变室等建筑物相连通的电缆沟处加装水浸系统，进行水位检测和自动排水，保证一、二次电缆及设备安全。 2.2.2 气象监测系统。在变电站内安装气象监测系统，进行 24 小时实时监测温度、湿度、风速等，并能设定预警值，可进行在线告警。 2.2.3 驱鸟系统。对鸟害严重的变电站加装了在线驱鸟系统，除能实现自动超声波、模拟声变频等驱鸟功能外，还能实现在线手动驱鸟功能，对不同变电站实行差异化、针对性解决方案。 2.3 安防系统。 采用了“阻挡为主，辅助报警”的周界安防理念

10、，对已有设备进行了更换和改造，将威慑、阻挡、报警、安全集与一身。 2.3.1 电子围栏。采用电子围栏主动式防盗报警方式，电子围栏周界报警系统一般由能量控制器（主机） 、带脉冲电压的电子围栏及通信系统组成，主机产生脉冲电压供给电子围栏，探测入侵者，并发出报警信号；电子围栏附件包括：受力柱、中间柱、紧线器、线夹、电子线、警示牌等，通信系统主要通过有线与报警中心联网。 2.3.1.1 主要技术参数。主机在电子围栏上产生约 5000 伏低能量脉冲电压，该电压能有效击退并威慑入侵者，由于其脉冲间隔 1.30s，每个脉冲最大能量低于 5J，每个脉冲最大电量 0.98mC，输出电流超过 300mA的时间 0

11、.91ms，脉冲作用时间 3.12ms（欧洲检测报告 CCA-DK98-00166） ，对人体不会构成伤害。入侵者强行突破时，主机会感知并产生报警信号。2.3.1.2 对已有主机改造成能够实现主机有 LED 运行/报警指示、内置报警蜂鸣器，另有报警输出接口（常开、常闭干触点及直流 12 伏）与其它设备联动。能量控制器（主机）的联动报警输出信号传输给报警接入模块，由报警接入模块进行的处理，并完成一些逻辑关系，以数据的形式通过以太网上传到集控监控中心管理服务器。在前端电子围栏发生报警时，监控中心管理服务器根据事先的设定程序，执行一系列关联操作，如对指定监控点图像进行录像，通过报警接入模块启动变电站

12、相关点位照明、控制一体化高速智能球形摄像机到相关预置点、自动弹出电子地图显示报警方位、启动应急照明灯、声光报警器等等。 2.3.2 振动入侵探测系统。对 7 座 220kV 变电站加装振动入侵探测系统。振动入侵探测系统由分析器、传感器及报警控制器三部分组成，在入侵者用工具开始破坏墙体时发出报警信号，保安人员尽早采取措施，可启动现场声光报警装置增加威慑力，吓退入侵者。如图所示。 2.3.3 建筑物实体防护。根据国家电网公司变电站安全技术防范配置指导意见（试行） 的规定需在变电站建筑物一、二楼门、窗、通风口等设置实体防护装置，我公司根据实际情况在窗体、通风口加装了直径为 14?L 的螺纹钢护网。如

13、图所示。 2.4 消防系统。对站内原有消防系统进行升级改造实现信息上传。如图所示 2.5 站内辅助设施控制采集系统建设。 2.5.1 照明设施。对站内照明设施进行统一改造实现远方、就地可控，与视频监控系统进行联动，在事件发生的第一事件进行现场监控和取证。2.5.2 温湿度控制。室内进行温湿度信息采集，与加热器及空调进行联动，确保室内温度在可控范围值。 2.5.3 实现 SF6 气体检测信息上传，设定预警值，可远程自动和手动启动风机，确保高压室内人身安全。如图所示 3.结论 3.1 通过变电站的辅助监控系统建设建立和实现变电站内安全监控系统各设备运行环境状态信息的实时网络自动化监测管理； 3.2

14、 改进传统的管理方式，真正实现“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”的管理要求。推动智能化变电站设备运行环境信息平台的建立，实现信息的集中采集、集中传输、集中分析、集中应用管理等，实现与其他系统的交互应用，从根本上消除了产生“信息孤岛”的局面。3.3 提高变电站安全管理效率与质量，变电站人工例行的巡检为系统在线实时监测，对系统监测到设备及运行环境的突发故障实施及时、针对性的有效处置。实现变电站设备及运行环境信息的集中管理，科学地对设备运行环境状态进行综合诊断，更及时、准确、灵敏地反映设备及运行环境的当前状态，避免增加人力物力不必要的浪费及巡检不到位且实时性不好等问题。通过系统的实施，为各级

15、人员提供了一个能够随时随地获取变电站设备运行环境状态和即时管理的强大工具。从而提高变电站运行管理集约化水平，一定程度上解决变电运行人员相对电网发展而言日益短缺的发展矛盾，推进变电运行集约化管理。 3.4 提高变电站设备的安全运行的可靠性，有效预防各类事故的发生，形成智能化变电站运行环境风险控制和自动检修模式。形成监控中心与运维班相互结合的模式。 3.5 提高工作效率，降低维护成本，减轻运行维护人员的劳动强度，实现科学、高效监控，确保变电站设备的安全、稳定运行及可靠供电。避免突发事件造成用户供电中断所带来的不利影响，体现良好的经济效益和社会效益。 3.6 变电站视频信息、环境信息、安防信息、消防信息等上传到地市级、省级平台，实现变电站信息的实时监控，便于运维、调度、集控中心随时掌握变电站的实时情况、为事故调查取证、提高变电站运行的管理水平和实时性。 参考文献 1杨德林，电力电缆岗位技能培训教材M，中国电力出版社，2007 2王风雷等，电力设备状态监测新技术应用案例精选M，中国电力出版社，2009