輔助設施監控系統在變電站的應用

魯明+朱金龍+胡凱

【摘 要】 各類輔助設施在維護變電站安全穩定運行方面的作用日益增強，但由于目前標準規范不健全、設備分散，在運行和維護方面存在較多問題，本文提出了輔助設施集中監控平臺的應用方案，通過將各類信息集中處理，解決了輔助設施分散導致的信息收集困難和維護不便等缺陷，實現遠程監控和大數據的存儲分析，并展望了平臺實施后對專業人員帶來的運維質量和管理水平的提升。

【關鍵詞】 變電站 ?輔助設施 ?監控 ?大數據

隨著電網規模的發展壯大，作為電力能源輸送節點的變電站在電網中的重要作用日益凸顯，為確保變電站的安全穩定運行，除提升設備質量、加強人員巡視等常規手段外，各類站內輔助設施也在逐步發揮著更為重要的作用。

1 存在的問題

變電站輔助設施包括環境監測、安防保衛、防火排洪、視頻監控等多種類別，由于生產廠家眾多，且前期重視程度不夠，沒有制定統一的技術規范標準，導致各類輔助設施在運行和維護方面存在較多的不可靠因素，各類設施分散布置，功能獨立，僅能就地查看和操作等特性，使得設備出現問題時無法及時發現和處理，無法達到輔助設施預期的效果。針對這一問題，提出變電站輔助設施監控平臺的應用，通過集中及遠程監視和控制，及時發現問題，以期輔助系統發揮應有的作用。

2 改進思路和目標

輔助設施監控平臺計劃對變電站內所有未接入調度監控系統的各類在線監測裝置和輔助設備進行監控管理，該平臺建立在各類設備的通信功能日益完善的基礎之上，通過通信協議，將輔助設施統一接入站內輔控系統主機，由輔控主機上傳網絡，通過網絡傳輸，可以實現站內和遠程的監控功能，后期可建立遠程服務器，實現對所有變電站輔助設施數據的監視和存儲，進行大數據分析。輔助監控系統結構如下圖1所示。

通過變電站輔助設施監控平臺的應用，一方面解決原有裝置分散、獨立或僅有就地服務的狀況，實現了系統實時監測、故障告警、趨勢告警和預警，以及快速發現、定位并確定設備故障原因的目標，提高變電設備信息化和智能化，實現變電站全面、實時的監控要求;另一方面，隨著接入系統的變電站數量逐步增加，通過大數據分析，可以為變電運行、變電檢修、生產管理、設備招標采購等多個領域提供專業化、差異化的專家級應用服務，提高變電生產運行的精益化管理水平。

3 實現方式

根據系統結構圖1，變電站輔助設施監控系統分為三部分，一是信息收集單元，即各類站內輔助設施;二是信息處理單元，即站內輔控系統主機;三是信息應用單元，即站內及遠程的監控主機及數據服務器。

3.1 信息收集單元

信息收集單元是輔助監控系統所監測的裝置對象，即站內各類輔助設施，目前包括一次設備輔助、環境安防、電能質量、公用設備等多個種類，裝置具體包括了SF6監測裝置、蓄電池在線監測系統、直流系統相關監測裝置、油色譜在線測試儀、門禁系統、火災報警、溫濕度顯示及控制等等。

（1）環境監控子系統：由溫濕度傳感器、SF6探測器、風速傳感器、水浸探測器、水位采集傳感器、空調控制器等組成。（2）視頻監控子系統：統一接入變電站原有視頻監控系統。（3）防盜報警子系統：包含門禁系統、安全警衛子系統。門禁子系統由門禁控制主機、讀卡器、開門按鈕、電磁力鎖、連接電纜等組成。安全警衛子系統由紅外對射報警器、紅外雙鑒報警器、電子圍欄、報警主機、連接電纜等組成，報警信號的硬接點輸出可連接到站端視頻處理單元或環境數據處理單元的硬接點輸入接口，同時具備與公安110聯網接口。（4）輔助設備智能控制子系統：由燈光、水位、風機、水泵控制單元等組成。（5）火災報警子系統：由智能接口設備、火災報警控制器、聲光報警器、各種感溫感煙探測器等組成。（6）在線監測子系統：由直流系統、蓄電池在線監測系統等組成。現場設備安裝、接入，以區域為單位進行布線，與變電站智能終端之間以網絡、串口進行通訊。

3.2 信息處理單元

每個變電站配備一臺變電站智能終端，終端通過串口（RS485/232）或網絡口與現場的智能設備連接，部分老舊設備可采取硬接點方式接入，智能終端負責變電站所有輔助監控設備的信息采集、規約解析、數據過濾、告警計算，同時提供數據緩存和存儲。每個智能終端均分配有固定的IP地址，可以將數據實時傳送至生產管理信息系統，供站內及遠程計算機訪問數據并提供就地及遠程控制功能。同時為方便數據的采集和存儲，智能終端提供對外的透傳接口，提供給集中平臺進行透傳采集分析，進行后期的大數據應用。

3.3 信息應用單元

由于目前變電站已基本實現無人值守方式，所以能夠遠程監視變電站實時狀態的功能就變的至關重要，通過網絡傳輸，運維人員可以在班組實時監視輔助設施的運行狀況，及時發現異常，消除事故隱患。遠程服務器布置在公司通信機房內，包括web應用服務器、統一調度任務集群服務器和業務數據庫服務器，負責匯總和處理所有下屬變電站的監測數據，保存匯總信息和結論性數據，通過電力信息內網和變電站智能終端進行交互。

4 平臺應用優勢分析

通過變電站輔助設施監控平臺的建立，構建信息收集、處理和應用的三層平臺，匯總各變電站輔助設施監測數據，滿足不同崗位、不同專業人員對設備信息的需求。一是為運行人員提供實時的、直觀的、全面的告警和故障信息;二是為檢修人員提供及時準確判斷設備缺陷和故障的技術數據;三是為專業管理人員提供全方位統計、對比、分析等決策依據;四是實現在線監測及輔助設施信息的統一智能采集和分類存儲，為專家提供了遠程診斷手段和專業分析工具，為大數據分析應用提供了可能。endprint