变电站监控系统安全防护管理体系设计

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年28卷8期   作者:向宇
[导读] 随着经济的发展,我国的电力事业的发展也有了改善。
        摘要:随着经济的发展,我国的电力事业的发展也有了改善。变电站监控系统实时采集电气设备中的数据(包括断路器状态、隔离开关状态、锁定状态、各段母线电压、各段线路电压、电流和功率值、有功功率、无功功率、馈线电流、频率、相位、变压器油温、直流电源电压、等等),并对电气设备进行在线控制,自动进行事件记录、故障录波、安全监视,随时掌握变电站运行状态,对变电站进行无人值守。变电站监控系统是一个复杂、精密的系统,为保证变电站监控系统安全、稳定运行,必须为监控系统设计安全防护管理体系。
        关键词:变电站监控系统;安全防护;管理体系设计
        引言
        在智能化变电站发展过程中,根据智能电网的重要组成,对电网发电、配电以及电力运输的平台建立,需要不断的进行调整。电网的现代化发展需求是增加智能变电站高效输出,在发展过程中,优势极为明显。电力系统是调度的系统也是变电站重要的组成部分,根据当前电网运行体系的建立需要不断进行设计思考。
        1设计安全防护管理体系
        1.1管理安全体系
        管理安全体系,主要包括:监控系统安全运行制度、监控系统管理人员安全制度、监控系统管理人员培训。——变电站监控系统的工作人员必须定期接受业务培训、安全培训,必须不断强化头脑中的安全意识,工作人员必须认真学习《电力监控系统安全防护规定》;变电站必须制定严格的规章制度,严禁无关人员接触、靠近监控系统,严禁工作人员在监控系统中使用来历不明的U盘。
        1.2物理安全体系
        物理安全体系,主要包括各种必要的物理安全防护措施。监控系统必须设置在安全、可靠的机房内,机房内的温度必须控制在25℃左右,机房必须防湿、防火、防雷击、防爆、防腐蚀;监控系统的电磁兼容性EMC必须符合EN50081-2、EN50082-2、EN50082-3、EN50082-4、FCC、GB/T17626、IEC61000等标准。
        1.3技术安全体系
        技术安全体系,主要是OSI安全体系。OSI安全体系必须包括应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层、物理层等7个层级;OSI安全体系应当包括通信平台、网络平台、系统平台、应用平台等4个平台;OSI安全体系必须具有身份鉴别、访问控制、跟踪审计、防止否认等功能。OSI安全体系必须保证监管系统数据的安全性、完整性、机密性、可用性。OSI安全系统必须采取必要的加密机制(加密隧道数至少要达到1024个),通过加密,可以进一步提升数据的保密性。OSI安全系统必须采取必要的访问控制机制,严禁未经授权的用户非法访问变电站监控系统。
        2变电站监控系统的发展历程
        2.1传统检测与控制阶段
        在变电站监控系统问世时,系统构成主要有各类继电器、控制开关信号灯、测量仪表、报警器以及相关电路,并且这些部件能够相互组合发挥出其效应,共同连接完成对变电站运行状态进行监视、测量、报警与控制的功能。在这个阶段,各类操作一般是人为进行,监管难度较大,覆盖面积较小,对于变电站所产生的突发情况不能够及时应对,严重影响了变电站的良好运行。
        2.2简易电子监控阶段
        在传统的监控过程中,反应速度较慢,响应能力较差,不能够维持整个日益庞大的电网系统的正常运行,因此对人为操作的监控系统进行了优化与改良,采用了全新的远方传输系统(RTU)来提升变电站监控的安全性与可靠性。这类系统能够对变电站运行过程中的相关数据以及主要设备的运行状态进行数据搜集,通过网络将数据传送于远方调度中心的控制装置,并有专业工作人员对其进行控制与调整,进而实现对变电站的监控。

这个阶段变电站监控系统的安全性得到了提升,并且操作也为简便快捷,对于变电站的监控工作大部分都由相关设备进行处理,相关工作人员只需要对一些项目作出提纲挈领的决策。但是因为这类设备并不具备较强的拓展性,导致其只能够处理一些较为简单的监控工作,对于一些较为复杂的操作不能够完成,并且无法对变电站运行过程中的安全隐患进行排查与预防,导致了变电站监控系统的安全性还有待提高。
        2.3信息化监控阶段
        随着我国步入信息化时代,变电站监控系统也利用了网络通信技术、现代控制技术与计算机技术,使其优化为计算机控制监控系统,步入了信息化监控阶段。通过计算机较为强大的事务处理能力,能够让变电站监控工作变得更为智能,处理变电站相关事件的速度与效率也有了质的飞跃。目前,大部分变电站监控系统的发展都处于此阶段,在稳定运行信息化监控系统的前提下,努力钻研新型科学技术,提高智能化监控的水平,以最小的造价成本支出获取最大化的收益,进而实现全国各地智能电网普及与推广的目标。
        3变电站一体化智能监控系统设计
        3.1音/视频信息传输与控制框架
        在变电站一体化监控系统中采用动态分布,根据公司及变电站及以及便民站本地系统三个等级,在每个等级中做好控制中心、客户端的连接,中心管理通过自身对设备的负责,加强管理工作。输入子服务系统完成各项服务请求,在服务系统的建立过程中,保证网络的传输效率。网络管理服务,将实现系统运行状态及时反馈给操作人员,在操作人员发生异常后能够更快的解决平台上产生的问题。
        3.2音/视频采集系统设计
        在系统设计过程中,根据一体化智能控制的音频输出,对运行人员的倒闸操作巡逻操作以及变电站安防常外作业人员的监督管理。变电站中每一个监控设备都可以对人工巡逻进行代替,不容易实现,解决此问题可以借助移动平台,在移动平台使用过程中加强指令输出对监控与自动巡检。根据监控固定的移动设备相互结合找到盲点形成变电站一次设备的信息才接固定监控,主要完成设备内部的合闸指示。设备出现异常状况以及安防系统视频采集对作业人员的安全可以有所保障。
        3.3移动平台操作及控制
        在移动平台建立过程中,根据设备安装基础对移动机构进行状态控制,通过音视频信息的异同传说在一体化平台进行储存。移动平台主要通过控制监督音视频每个模块的组成。视频监控模块将摄像机采集的视频数据、报警数据进行上传,根据实际情况做出调用。音频采集分析模块通过音频的各种方面与正常时的工作应聘做出比对,一旦出现异常的情况做到及时报警。数据采集以及报警数据通过传输能够在设备中进行查看。通过设备音频监控及发现电力设备的内外缺陷,能够诊断设备运行中的故障,对声音异常移动目标自动判断和报警等能有效控制。将优化后的变电站监控系统正常运行后,多种环境传感器的数据能够得到完美的整合,环境采集基础数据库也得以建立,变电站数据处理系统所需要的信息更为及时准确,符合各地变电站的实际需求,所分析出的结果更为精准。优化后的变电站监控系统有一独特的亮点,在于搭建了辅助设备监控模型,能够实现控制模块的智能联动,对主体监控系统可能遗漏的部分能够进行合理的补充,确保整个监控环节万无一失。
        结语
        变电站监控系统属于综合性自动化系统,它可以全方位、不间断控制电气设备的运行状况,实现无人值守。为保证变电站监控系统稳定运行,必须做好监控系统的安全防护,必须认真设计监控系统的安全防护管理体系。
        参考文献
        [1]施畅,汤向华.变电站监控系统网络安全防护措施及方案[J].农村电气化,2018,(7):5-7.
        [2]黄磊,何爽,金啸虎.变电站监控系统安全防护体系综述[J].电气开关,2018,56(3):1-4.
        [3]王顺浦.500kV变电站设备3D全景监控及培训系统研究[D].济南:山东大学,2017.
        [4]朱雪雄.数字化变电站信息网络安全研究[D].长沙:湖南大学,2011.
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