變電運維現場作業安全防護與監控技術

閆紅偉

摘要：定期巡視、檢查變電站設備是保證變電站正常運行的關鍵。強化日常維護工作，有助于及時發現各種異常情況、設備故障，優化設備總體的運行效率。然而當前尚未形成成熟的安全防護技術，以確保變電運維現場的正常運行。由此當務之急就是優化現場安全管控水平，以確保變電站運維作業的穩定性。基于此，本文將緊扣變電運維現場作業，深入剖析其安全防護、監控技術。

關鍵詞：變電運維；重要性；現場作業

中圖分類號：U664.156文獻標識碼：A文章編號：

引言

變電運維在整個電力系統、電網中的重要性是不言而喻的。其作用主要體現在運維管理變電站以及倒閘操作、處理事故等等。是確保整個電網得以安全運行，并形成強大的經濟效益的前提條件。總之就電力生產的發展來看，非常有必要提升管控變電站運維作業現場安全的能力。基于此，本文首先緊扣變電站安全作業，深入剖析了該領域的監控現狀，其次，從安全防護、監控平臺等層面，扼要剖健全變電站監控體系的相關策略。

一、變電站安全作業監控研究現狀

直到2002年，國內學者才提出巡檢這一概念。顯然，關于變電站安全作業監控系統方面的研究，我國要遠遠滯后于國外其它國家。在國內，仍有很多地區采用人工加紙的方式開展變電站巡檢工作，而只有一些發達地區已經引入視頻監控。顯然人工加紙這一模式不僅工作效率無法保證，且存在較大的安全隱患。首先后臺監控中心無法及時監測操作人員是否進入變電站工作以及進入之后所處的狀態，換言之即無法及時巡檢變電站現場中，操作人員的行動軌跡，甚至在操作人員誤進帶電操作間隔時，也未能發出警告以警示人員，極易引發安全事故。可以說由于現場存在嚴重的信息脫節的現象，就意味著監控人員很難有效追蹤現場內的工作人員是否靠近危險區域，為安全埋下了極大的隱患。一些經濟較發達的地區已經運用遙感控制以及通信等現代信息，設置遠程視頻監管方式，可實時監控現場設備及工作人員，顯然這相較于純粹利用人工加紙的監控方式具有優化巡視率，同時還可設立多個變電站，動態的了解部分工作現場，有利于規避發生安全事故。但是不可否認的是此方法過于依賴于監控設備，且很多遠程監控設備也存在視頻死角以及各類缺點等問題。一旦監管設備發生故事，更難以發現是否存在安全隱患。

二、變電運維安全防護與監控平臺

1.系統整體架構

監控管理平臺整體系統主要可分為如下三部分：其一是應用系統；其二是核心系統；其三是傳感網絡。其中前兩者又可稱為系統軟件。

應用系統：可進一步細分為：其一平臺業務；其二平臺管理。前者主要運用地理信息系統以及監控子系統，即可通過觀察平面圖了解人員、設備的具體位置。該系統所獲取的數據來自于中間件服務，通過監控子系統平面圖，即可判斷業務邏輯并顯示報警信息。通過系統，即可使相關人員了解作業人員當前的狀態、位置，從而有效判斷、控制現場。另外相關使用者還可結合應用系統合理配置、維護服務器以及現場內各種設備。

核心系統：該系統的作用主要體現計算前端傳感網絡，統一封裝設備信息、算法，形成格式，并最后發送至應用程序。作為分層結構，核心系統還可分為很多個層次：

核心服務：毋庸置疑在核心系統中，核心服務是最為關鍵的一部分，向下具有管控傳感網絡的作用，而向上則主要應用于系統。同時為了滿足各用戶的使用需求，還可封裝核心服務，使其成為公共API接口，并充分發揮其開發程序的優勢。核心服務是應用系統得以查詢到相關信息的關鍵，比如設備的狀態、撤、布防情況、報警設置等等。核心服務會在設備發生異常情況或者其它有需要報警的情況下，以發送消息的方式告之應用系統；計算中心：計算中心的輸入指的是是接收自前端通信模塊的特征信號，結合分析處理，并持久化存數處理結果，同時還具有充當輸入信號的作用，優化核心服務性能；前端通訊其作用主要體現在封裝、隔離傳感網絡等方面。具有轉化設備數據，同時使數據以既定格式的方式佃入給計算中心，提供可操作傳感網絡的核心服務；持久化服務：顧名思義指的是持久化操作系統各數據；公共庫，屬于公共模塊部分，在封裝核心系統時需要運用到；傳感網絡，具有集成處理前端數據傳輸、傳感硬件的作用。同時還可結合傳感數據的需要進行分析、篩選、組合、分發等相關工作。

2.系統功能

區域顯示：利用GIS，即可充分發揮監控管理平臺的功能和作用，呈現各個不同的區域。通過該平臺，可滿足監管理人員查看作業區域額的需要，即通過區域額平面圖，準確標準出包括可作業區域、禁入區域等各種區域，同時利用各種顏色顯示各區域。

行動軌跡監控：具有顯示作業人員實際位置的作用。運用GIS可清楚的通過監控管理平臺實時顯示作業人員的運動軌跡、方位信息。這樣一來也就意味著通過監控室，平臺監控人員即可很輕松的獲得與作業人員作業的相關信息以及他們所處的物理位置，從而提升管理的效率，并準確評估、判斷現場工作環境。此外平臺還會如實記錄并存儲所有作業人員在現場的行動軌跡、作業地點等相關信息，形成數據庫。從而方便監控管理人員查詢歷史數據，通過積累總結相關數據，有利于日后深入分析。

危險警告：作業環境通常會設立一些禁入區域。所謂禁入區域，也就是禁止作業人員靠近的區域。正如上文分析的那樣平臺具有實時以信息的方式“報告”作業人員的運動軌跡，位置信息，準確計算系統預設禁入區域、人員具體信息情況。換言之即一旦作業人員靠近禁入區域，就會形成預警機制，并通過智能近電告警安全帽的方式提前通知作業人員。另外現場監控人員還可透過該平臺，查看與形成警告相關信息，比如人員的實際位置、姓名等等。

環境監測：在分析現場作業人員是否處于安全范圍時，要結合各因素進行合理考量，而周圍電場場強度就是一個重要的考量指標。監測電場場強是否發生變化以及變化的程度，并結合相關計算方法，充分發揮監控管理平臺的作用，計算得出當前的安全系數。假設設計得出的安全系數，顯示人員所處的環境是危險的，那么會以智能近電告警安全帽的方式，提醒作業人員。此外平臺還會顯示出告警信息，準確定位施工人員以及電場產生源的實際情況。endprint

3開發定位服務程序

定位服務程序具有處理超聲數據，計算目標坐標等強大的功能。除此之外運用其它功能模塊還具有利用GIS系統，顯示安全監控、地理位置等相關信息。數據通訊，存在于定位服務程序、監控平臺其余功能模塊，定義各通訊數據的字段含義、通訊數據結構。而消息中間件具有收發數據、轉存、丟包等強大的功能作用。

4設計開發消息中間件

要求監控平臺、定位系統要具有精確性、實時性等特點。系統是否可實現相關功能，與數據通信服務質量有著直接的關系。通信中間件技術契合了系統對互操作性、實時性等相關要求，具促進信息共享、數據傳輸等強大的功能作用。中間件屬于軟件層的一部分，其主要界于底層通信協議、分布式應用程序間。針對各分布式軟件模塊，構建相應的互操作機制，同時支持開發分布式應用程序，取締存在異構性、復雜性的分布式環境。中間件服務所形成的協議、程序接口具有標準性。結合各硬件平臺、操作系統可知，機制有利于規范協議、符合接口的相關設計要求。不僅極大的簡化了開發程序，同時其應用程序還兼具較強的可用性、可擴展性以及健壯性。

三、如何進一步完善變電站監控系統

強化監視設備關鍵位置力度。在操作電氣設備方面，有機結合了遠程操作與就地操作兩大方式，且通常在變電站進行，很明顯其目的在于保障人身安全。一般情況下電網運維人員會在操作完成后，核心刀閘、開關狀態，另外結合實際需要核實是否有必要增加硬、軟壓板的投入，比如如果有二次操作設備的需要就有必要增加投入。從某一方面來說，直到當前變電站尚未能真正實現無人操作。而自動化電網設備持續創新和運用的今天，不斷深入順控、程序操作，比如操作刀閘等設備中。遠程監控校核相關設備的運行情況，紹壓板的投入位置、刀閘位置等等。所以除了要靈活運用現有的監視電氣設備系統之外，還要加大監視新增設備的力度，這也是順控操作、程序操作的基本要求；其次，強化警告信號辨識度。毋庸置疑當前我國很多地區的電氣設備，尤其是一些偏遠地區，仍沿用60年代的傳統設備。雖說已經投入變電站，且不斷更新智能變電站技術，但是是未能統一形成警告信號。隨著智能電站的發展，極大的改變了CT、PT以及設備告警信息。最后GOOSE網的通通信也對保護、上傳數據產生一定影響。所以針對各類型號的變電站設備，非常有必要結合開發監控系統的程度，結合運用上層，強化辨識度。這有利于更準確的剖析故障原因、辨識故障元件，大幅度提升變電站的運維監控水平。

結語

毋庸置疑，在變電運維班管理變電站持續增加的今天，對班組管理的工作量也提出更大的要求。然而，現有的安全防護、監控技術尚無法應對、管理現場復雜的施工情況。為了提升投產后的電站的安全性、經濟性，減少發生事故的機率，文章重點解析了與變電站運維服務相關的監視系統，同時提出相關改進建議，以期為電網的發展做出一份貢獻。

參考文獻：

[1]趙馳.智能化變電站運行維護技術研究[D].天津：天津大學，2011.

[2]周維.視頻監控中運動目標發現與跟蹤算法研究[D].合肥：中國科學技術大學，2012.endprint