变电站辅助系统群远程集中监控的实现--中国期刊网

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变电站辅助系统群远程集中监控的实现

发表时间：2021/5/25 来源：《基层建设》2021年第2期作者：任伟丁周白东亚孟程施开译汪洋

[导读] 摘要：随着计算机与物联网技术的发展，无人值守变电站越来越普及，以智能数据采集、分析为核心，变电站内各辅助系统的远程监控已得到应用。

        国网浙江杭州市萧山区供电有限公司浙江杭州 310000
        摘要：随着计算机与物联网技术的发展，无人值守变电站越来越普及，以智能数据采集、分析为核心，变电站内各辅助系统的远程监控已得到应用。由于变电站内有多个辅助系统，互相独立运行，通过不同通道上传数据，系统间没有实现信息共享，效率不高、资源浪费、管理不便，因此需要将各系统的远程控制集成在统一的监控平台，能使各系统间形成联动，真正实现变电站远程监控的自动化、智能化，实现效益最大化。
        关键词：远程；变电站；集中监控；辅助系统
        1 概述
        在整个电网系统中，变电站处于“源-网-荷-储”的核心环节，不仅建设数量多，而且地域分布广，因此对变电站的管理尤为重要，其中变电站辅助监控系统作为重要的物联网信息管理平台，为电网的安全稳定运行起到保驾护航的作用。
        随着社会的进步，国内变电站逐渐取消人工巡检，采用远程与集中控制的方式，实现变电站管理的自动化与智能化，供电部门相继建立了运检中心，通过变电站综合监控系统与辖区变电站信息交互，对辖区内分散的远距离变电站进行遥测、遥信、遥控、遥调、遥视，解决了过去人工巡检的效率低下、人员技能经验不同、容易漏检、安全性低、成本高、检查次数有限等问题，借助计算机与互联网络技术成功实现远程实时监控、远程故障和意外情况报警的接收与处理，确保变电站安全、可靠运行。
        除了对动力设备运行监控外，通常还需对变电站的环境、消防、安防、六氟化硫、给排水和采暖通风照明等辅助系统进行监控与管理，目前国内大多运检部门并未实现一个监控平台对所有系统集中监控，通常只整合了一到二个系统，因此尽管已大幅减少了变电站运维人员的工作量，但也增加了运检中心及运检平台的管理难度，因为辖区内的变电站数量庞大，如果每座变电站需采用多个监控平台才能完全实现全程监控，各辅助系统平台之间没有信息交互，实际上运检中心对变电站的管理并没有实现真正意义上的自动化与智能化。
        由于变电站各个辅助系统仍为独立运行，通过不同通道上传数据，甚至每套系统都配有独立的管理人员，这些相互独立的系统没有形成综合监控、集中管理，无形中降低了系统的效率，同时也增加了系统管理成本和运维成本。
        因此，需要建立将各系统联动的真正意义上的智能变电站，对变电站内所有需要监控的信息进行集中控制，包括动力设备运行、运行环境（温度、湿度等）、监视图像、安防警卫、火灾报警、六氟化硫监控、其他辅助控制系统等，各系统间能完全形成信息交互，一个平台控制所有系统，形成互动，将极大方便运检中心人员的实时监控与管理，真正实现智能化、自动化管理。
        2系统组成
        与每个独立系统的远程监控平台类似，该系统包括了变电站主控制器、与主控制器实现信息交互的运检总监控中心，变电站主控制器连接了动力监控系统、环境监控系统、六氟化硫监控系统、消防监控系统、安防监控系统和其他辅助控制系统。与现有远程监控平台相比，本文提出的群远程监控系统基于物联网技术，对变电站各辅助系统进行集中组合和集中控制，实现系统联动，构建起各个辅助系统之间的信息交互，便于运维人员通过监控网络平台实时监控和管理，使变电站监控系统统一成一个平台，控制每个配电站的全部辅助系统，既减少了设备、人力方面的资源投入，又能实现各系统的联动，减少人员工作量，由于是对现有的监控平台的整合与完善，因此具有技术上实现难度不大、安全可靠、效率得到提升、资金投入不高等特点。具体的系统结构框架见下图：

3 系统功能
通过物联网的互通互联，将动力、环境、安防、消防、六氟化硫及其他辅助系统的监控数据上传给监控中心，总控制器通过数据采集、数据分析，将分析结果传递给监控中心，由监控中心对所有数据集中管控并进行分析，实现综合报警及对各辅助系统的联动控制，在网络视频监控终端即时显示实时信息，运维人员可以方便地实现远程监控与管理，同时监控平台还可以通过数据接口与外部进行数据交换，具有较好的扩展性。具体的逻辑结构框架见下图：

        3.1 运检总监控中心
        运检总监控中心一般由监控服务器、监控客户终端等组成，主要完成变电站图像的接收与显示，数据的接收与贮存，除了显示辖区各变电站辅助系统的实时信息，还具有数据综合统计与智能分析，通过短信、语音和声光等手段进行报警，提醒和告知监控中心运管人员采取相应措施，并可通过运管人员手动或自动操作采取措施，使变电站内的各系统及时联动，实际上运检总监控中心相当于整个变电站的中枢神经，具有统一调度、统一监视、统一指挥和统一控制的作用。
        3.2 动力控制系统
        动力控制系统一般由变压器、断路器、隔离开关、电流互感器、电压互感器、架空母线、消弧线圈、并联电抗器、电力电容器、调相机等设备组成。动力控制系统通过变电站主控制器，将数据传输到运检总监控中心，运维人员能够实时监测动力系统的运行情况，以保障变电站电力供应的正常运行。
        3.3 六氟化硫监控系统
        六氟化硫监控系统由六氟化硫传感器、数据采集传输模块和六氟化硫监控器构成，通过变电站主控制器，将数据传输到运检总监控中心，运检人员随时掌握各变电站内空气中的六氟化硫含量变化情况，实现智能控制。
        3.4 环境监控系统
        环境监控系统由烟雾感应、地水监测、红外监测和温湿度监测系统组成，针对各辅助系统相互独立不能协同工作的现状，提供新的解决手段，可根据烟气、温湿度、照度、水位等各种环境变化引起的报警与其他辅助系统进行联动协同工作。
        通过变电站主控制器，将数据传输到运检总监控中心，运检人员随时掌握各变电站内环境控制的情况，进行远程控制，通过智能采集与智能分析，可帮助运检人员采取措施，降低损耗，如在变电站的排风系统方面，某些排风设备24小时运行，监控中心通过监控，可以根据温湿度的数据信息进行干预，自动对设备实现辅助决策控制，这样可大大节省电力资源。
        3.5 消防监控系统
        消防监控系统数据采集模块与现场消防设备的功能信号连接，通过变电站主控制器，将数据传输到运检总监控中心，一旦发生异常，可自动关闭事故电站的开关、阀门，或开启消防灭火喷淋阀进行喷水，或通过手机短信、声光报警、语音报警，通知运管人员采取措施，或与其他辅助系统进行联动、协同工作，以尽可能将损失减少到最低程度。
        3.6 安防监控系统
        安防监控系统对采集到数据，通过变电站主控制器，将数据传输到运检总监控中心，对门禁、意外动物闯入，或其他安全防卫异常发生时，与其他辅助系统进行联动，并通过手机短信、声光报警、语音报警等方法，通知运管人员采取措施。
        3.7 其他辅助监控系统
        其他辅助监控系统采集到的数据，通过变电站控制器，将数据传输到总监控中心，必要时与其他辅助系统进行联动，并通知运管人员采取措施。如灯光照明，监控系统根据光照度传感器上传的数据信息，可实现灯光自动及远程手动控制、与其他辅助系统的联动。排水控制，通过水位探测器，实时获取排水沟内污水的液位数值，如达到临界高度即启动水泵进行排水处理等等。
        变电站监控系统通过数据传输网络对动力监测设备、环境监测设备、消防监控设备、安防监控设备、辅助系统控制设备及其扩展功能模块，将监控数据传输给总监控中心，并通过数据采集以及智能控制策略，对数据进行分析和处理，将分析处理的结果通过总监测中心对各类监测数据综合管控，实现数据的存贮、综合报警功能，并能够通过WEB发布信息，同时还能通过外部接口进行数据交换，实现远程监控。
        因此，建立的变电站监控系统基于计算机互联网技术，根据变电站辅助系统的智能化需求，通过对变电站动力监控、环境监控、安防监控、消防监控、六氟化硫监控、给排水和采暖通风等其他辅助系统的功能进行集成控制和系统联动，构建起各系统间的信息交互，便于运维人员通过网络实时监控和管理，使变电站监控系统具有较强的应用性和功能拓展性，真正满足运管人员对监控系统的平台化、智能化、集中化、高效化的需求。
        参考文献：
        [1]变电站辅助设施与环境监控系统设计及实现《电气自动化》2011年郝福忠，吴广学
        [2]苏正220kV智能变电站的设计与应用        《华北电力大学》2013年     刘士源
        [3]关于无人值守模式下500kV变电站集中监控若干问题的探讨《低碳世界》2014年蒲实