完善變電站監(jiān)控系統(tǒng)安全性的措施

常 皓，楊 光，王廣軍，韓 偉

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司白山供電公司，吉林 白山 134300）

1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷程

1.1 傳統(tǒng)檢測與控制階段

在變電站監(jiān)控系統(tǒng)問世時(shí)，系統(tǒng)構(gòu)成主要有各類繼電器、控制開關(guān)信號(hào)燈、測量儀表、報(bào)警器以及相關(guān)電路，并且這些部件能夠相互組合發(fā)揮出其效應(yīng)，共同連接完成對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測量、報(bào)警與控制的功能[1]。在這個(gè)階段，各類操作一般是人為進(jìn)行，監(jiān)管難度較大，覆蓋面積較小，對(duì)于變電站所產(chǎn)生的突發(fā)情況不能夠及時(shí)應(yīng)對(duì)，嚴(yán)重影響了變電站的良好運(yùn)行。

1.2 簡易電子監(jiān)控階段

在傳統(tǒng)的監(jiān)控過程中，反應(yīng)速度較慢，響應(yīng)能力較差，不能夠維持整個(gè)日益龐大的電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此對(duì)人為操作的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化與改良，采用了全新的遠(yuǎn)方傳輸系統(tǒng)（RTU）來提升變電站監(jiān)控的安全性與可靠性。這類系統(tǒng)能夠?qū)ψ冸娬具\(yùn)行過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)以及主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送于遠(yuǎn)方調(diào)度中心的控制裝置，并有專業(yè)工作人員對(duì)其進(jìn)行控制與調(diào)整，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的監(jiān)控。這個(gè)階段變電站監(jiān)控系統(tǒng)的安全性得到了提升，并且操作也為簡便快捷，對(duì)于變電站的監(jiān)控工作大部分都由相關(guān)設(shè)備進(jìn)行處理，相關(guān)工作人員只需要對(duì)一些項(xiàng)目作出提綱挈領(lǐng)的決策。但是因?yàn)檫@類設(shè)備并不具備較強(qiáng)的拓展性，導(dǎo)致其只能夠處理一些較為簡單的監(jiān)控工作，對(duì)于一些較為復(fù)雜的操作不能夠完成，并且無法對(duì)變電站運(yùn)行過程中的安全隱患進(jìn)行排查與預(yù)防，導(dǎo)致了變電站監(jiān)控系統(tǒng)的安全性還有待提高。

1.3 信息化監(jiān)控階段

隨著我國步入信息化時(shí)代，變電站監(jiān)控系統(tǒng)也利用了網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)，使其優(yōu)化為計(jì)算機(jī)控制監(jiān)控系統(tǒng)，步入了信息化監(jiān)控階段。通過計(jì)算機(jī)較為強(qiáng)大的事務(wù)處理能力，能夠讓變電站監(jiān)控工作變得更為智能，處理變電站相關(guān)事件的速度與效率也有了質(zhì)的飛躍。目前，大部分變電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展都處于此階段，在穩(wěn)定運(yùn)行信息化監(jiān)控系統(tǒng)的前提下，努力鉆研新型科學(xué)技術(shù)，提高智能化監(jiān)控的水平，以最小的造價(jià)成本支出獲取最大化的收益，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)全國各地智能電網(wǎng)普及與推廣的目標(biāo)[2]。

2 變電站監(jiān)控系統(tǒng)存在的安全隱患

2.1 自然天氣以及消防隱患

對(duì)于變電站，由于整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，設(shè)備眾多，極易受到來自自然天氣的影響。例如，在天氣較為干燥的旱季，因?yàn)樽冸娬拘枰^為龐大的用電量來支撐其正常運(yùn)行，一旦天氣過于干燥，人為失誤以及電路故障都容易造成變電站失火，進(jìn)而影響到變電站的正常運(yùn)行。一般變電站監(jiān)控系統(tǒng)都能夠?qū)夂颉囟冗M(jìn)行有效的監(jiān)測，但在某些較為極端的天氣下同樣存在著不小的風(fēng)險(xiǎn)，如何對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，將安全隱患降至最低，是當(dāng)前完善變電站監(jiān)控系統(tǒng)安全性需要重點(diǎn)思考的問題。

2.2 人為破壞的隱患

由于變電站通常建立于郊區(qū)，所以人跡較為罕至，在變電站內(nèi)往往只有相關(guān)的工作人員，且閑雜人等并不能準(zhǔn)許入內(nèi)。但隨著經(jīng)濟(jì)犯罪的頻率越來越高，不少犯罪分子將目光聚焦于變電站內(nèi)，他們往往抱著能偷則偷，不能偷則破壞的心理，在未經(jīng)許可的情況下擅自進(jìn)入其中，很容易對(duì)變電站各類系統(tǒng)進(jìn)行破壞。同時(shí)，人為破壞不單單是指不法分子，部分工作人員或許由于工作的疏忽，如電路搭配不當(dāng)、操作出現(xiàn)失誤等，容易對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)造成不同程度的破壞。因此，在確保較低的成本支出情況下，如何對(duì)變電站準(zhǔn)入人員以及工作人員的工作狀態(tài)進(jìn)行更佳的監(jiān)控，是當(dāng)前完善變電站監(jiān)控系統(tǒng)安全性的又一大問題。

2.3 人工管理的隱患

變電站整體環(huán)境較大，而變電站監(jiān)控系統(tǒng)則要對(duì)整個(gè)變電站進(jìn)行全面的監(jiān)控，雖然由電子系統(tǒng)能夠進(jìn)行大部分的操作，但最終做出決策以及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件還是需要相關(guān)工作人員親自進(jìn)行處理。目前，大部分變電站工作人員較為分散，當(dāng)某處出了問題時(shí)，工作人員不能夠及時(shí)到場進(jìn)行處理，導(dǎo)致了事態(tài)被嚴(yán)重惡化，容易造成難以挽回的后果。同時(shí)，部分變電站的管理體系并不健全，對(duì)于各環(huán)節(jié)的職能分配并不合理，信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為松散，全網(wǎng)進(jìn)行協(xié)調(diào)與調(diào)控的水平較差。目前，電網(wǎng)的局部自動(dòng)化程度雖然日益增長，但大部分應(yīng)用系統(tǒng)往往只能滿足單一部門的發(fā)展需求，相互缺乏有效的協(xié)作與溝通，彼此較為獨(dú)立，信息采集缺乏同步性，橫向無法共享，縱向難以貫通。此外，并未構(gòu)建一體化的電網(wǎng)信息模型與共享支撐平臺(tái)，難以實(shí)現(xiàn)大電網(wǎng)電源、電網(wǎng)和用戶資源的一體化分級(jí)互動(dòng)協(xié)調(diào)控制，容易造成變電站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)處理效率較低，處理速度不夠及時(shí)等問題。

3 完善變電站監(jiān)控系統(tǒng)安全性的措施

針對(duì)本文所提到的這類安全隱患，可以對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從根本上提升其安全性，從而將隱患扼殺于初始階段。

第一，可以將環(huán)境檢測技術(shù)與智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行融合，對(duì)變電站現(xiàn)場濕度、溫度、氣體監(jiān)測、煙感以及安防監(jiān)控進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并建立相應(yīng)的信息共享平臺(tái)，讓負(fù)責(zé)變電站監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)工作的各個(gè)部門能夠了解這類關(guān)鍵數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶鞖鈿夂蛱攸c(diǎn)，對(duì)可能出現(xiàn)的天氣隱患進(jìn)行排查預(yù)防，做出相應(yīng)的預(yù)案，一旦有突發(fā)事件到來時(shí)，能夠有效并及時(shí)地進(jìn)行處理，降低甚至完全杜絕天氣氣候隱患對(duì)變電站所帶來的破壞。

第二，可以對(duì)空調(diào)、除濕、門禁、水泵等環(huán)節(jié)的控制進(jìn)行整合，即采用智能聯(lián)動(dòng)技術(shù)將獨(dú)立的管控進(jìn)行有效的融合，進(jìn)而提升變電站安全管理效率與質(zhì)量，從而減少變電站監(jiān)控系統(tǒng)的安全隱患。

第三，可以采取智能化追蹤技術(shù)，讓變電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制云臺(tái)移動(dòng)，能夠?qū)ψ冸娬靖鲄^(qū)域進(jìn)行全面立體的監(jiān)控，對(duì)進(jìn)入各個(gè)區(qū)域的人員自動(dòng)采取拍攝、追蹤等操作，并且將所拍攝到的影響上傳至監(jiān)控中心，方便工作人員對(duì)人為破壞隱患進(jìn)行排查。此外，當(dāng)破壞事件發(fā)生時(shí)，能夠根據(jù)智能化追蹤技術(shù)切實(shí)將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人，杜絕這類事件的再次發(fā)生[3]。

第四，火災(zāi)一直都是變電站頻發(fā)的破壞事件之一，為了能夠更好地進(jìn)行防火，可以在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中增添防火智能工作臺(tái)。這類工作臺(tái)一般以人造板為基礎(chǔ)材料，表面為不飽和聚酯樹脂，通過澆鑄、干磨、水磨、拋光等工藝制作，并設(shè)計(jì)百葉式輔助進(jìn)氣口、表面光滑，可更大地負(fù)載重物，解決現(xiàn)場工作臺(tái)的著火隱患。

第五，針對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)管理體系不夠完善的問題，可以將變電站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行智能化，采用一體化優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先做好相關(guān)的職能分配，讓各部門能夠明確自身的工作重心。一般整個(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)管理體系運(yùn)作如下，變電站控制區(qū)主要負(fù)責(zé)對(duì)變電站整體環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，將溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)以及人員流動(dòng)情況通過網(wǎng)絡(luò)傳輸于調(diào)控中心，調(diào)控中心根據(jù)已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，對(duì)可能產(chǎn)生的隱患進(jìn)行羅列，分配相關(guān)人員對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的排查。同時(shí)，變電站非控制區(qū)則主要負(fù)責(zé)操作電量計(jì)量終端，并且在線對(duì)工作人員工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)變電站某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題時(shí)，采取故障錄波裝置對(duì)問題原因進(jìn)行分析，并將之上報(bào)于生產(chǎn)與調(diào)度管理系統(tǒng)，由這一系統(tǒng)根據(jù)共享數(shù)據(jù)庫尋找出合理的解決方法。這樣整個(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)管理體系就顯得相對(duì)完善，關(guān)鍵信息能夠及時(shí)傳輸，避免事態(tài)的惡化。

將優(yōu)化后的變電站監(jiān)控系統(tǒng)正常運(yùn)行后，多種環(huán)境傳感器的數(shù)據(jù)能夠得到完美的整合，環(huán)境采集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫也得以建立，變電站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所需要的信息更為及時(shí)準(zhǔn)確，符合各地變電站的實(shí)際需求，所分析出的結(jié)果更為精準(zhǔn)。優(yōu)化后的變電站監(jiān)控系統(tǒng)有一獨(dú)特的亮點(diǎn)，在于搭建了輔助設(shè)備監(jiān)控模型，能夠?qū)崿F(xiàn)控制模塊的智能聯(lián)動(dòng)，對(duì)主體監(jiān)控系統(tǒng)可能遺漏的部分能夠進(jìn)行合理的補(bǔ)充，確保整個(gè)監(jiān)控環(huán)節(jié)萬無一失，對(duì)現(xiàn)場所發(fā)生的突發(fā)事件能夠及時(shí)進(jìn)行處理，解決了相應(yīng)的安全隱患，大大提升了變電站監(jiān)控系統(tǒng)的安全性[4]。同時(shí)，該項(xiàng)目通過變電站現(xiàn)場檢測、采集、分析、計(jì)算及輔助設(shè)備聯(lián)動(dòng)管理，全面和準(zhǔn)確地判斷站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境工況，可以減少60%的人力、物力費(fèi)用，提高工作效率及供電可靠性。

4 結(jié) 論

變電站監(jiān)控系統(tǒng)的安全性一直是變電站工作中的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，通過對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化，改善環(huán)境檢測系統(tǒng)，完善監(jiān)控管理體系，增加輔助監(jiān)控模型，不但減少了相應(yīng)的成本支出，提升了工作效率以及供電的可靠性，還能夠最大化的保證變電站監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，切實(shí)提升其安全性，為變電站相關(guān)工作的順利開展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。