魏強(qiáng)

(國網(wǎng)太原供電公司,山西太原 030012)

智能化輔助系統(tǒng)在智能變電站的應(yīng)用

魏強(qiáng)

(國網(wǎng)太原供電公司,山西太原 030012)

智能變電站是電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)智能化的重要途徑,而智能變電站實(shí)現(xiàn)可靠的運(yùn)行離不開智能化系統(tǒng)以及輔助系統(tǒng)的支持。本文以太原供電公司220kV長風(fēng)變電站作為案例,重點(diǎn)分析智能變電站的智能化輔助系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)以及組成部分,通過深入的分析,為相關(guān)工作人員提供系統(tǒng)操作與管理的理論依據(jù)。

智能化輔助系統(tǒng) 智能變電站 應(yīng)用分析

1 智能化輔助系統(tǒng)

目前，所運(yùn)行的變電站智能系統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測、消防報(bào)警、安全防范、視頻監(jiān)控、門禁等等子系統(tǒng)實(shí)行獨(dú)立運(yùn)行，以不同的渠道上傳數(shù)據(jù)，每套子系統(tǒng)都有專職的管理人員，很難做到各個(gè)子系統(tǒng)綜合監(jiān)控和集中管理，這樣很難保證系統(tǒng)的高效運(yùn)行，而且增加了系統(tǒng)的管理成本。如何降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，充分的挖掘現(xiàn)有輔助系統(tǒng)的潛力，是智能變電站需要解決的問題。智能化以科技為支撐，通過智能系統(tǒng)解決這些問題。智能化輔助系統(tǒng)橫向負(fù)責(zé)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)(SCADA系統(tǒng))的信息交互和互動(dòng)，縱向負(fù)責(zé)與上級(jí)統(tǒng)一信息平臺(tái)的信息交互，以適應(yīng)智能化變電站對輔助系統(tǒng)的需求。智能變電站的基本特征是通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、全站信息數(shù)字化和信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，即網(wǎng)絡(luò)通信體系基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)。

2 系統(tǒng)組成

2.1 智能視頻綜合監(jiān)控子系統(tǒng)

(1)視頻綜合監(jiān)控子系統(tǒng)的主要視頻綜合監(jiān)控子系統(tǒng)的主要功能是，用視頻監(jiān)控結(jié)合安防系統(tǒng)檢測變電站的運(yùn)行現(xiàn)狀，實(shí)現(xiàn)變電站的安全運(yùn)行和設(shè)備的安全。利用智能系統(tǒng)的技術(shù)分析視頻功能完成的檢測圖形，并進(jìn)行分析判斷，為遠(yuǎn)程操作提供判斷信息。通過視頻監(jiān)控、 環(huán)境監(jiān)測監(jiān)視、燈光聯(lián)動(dòng)現(xiàn)場設(shè)備的運(yùn)行狀況，起到預(yù)警和保護(hù)作用。

(2)視頻監(jiān)控系統(tǒng)顯示監(jiān)視對象的直觀性和真實(shí)性，檢測內(nèi)容包括變電站全景、變電站圍墻、變電站大門、主變壓器場地和高壓室和室內(nèi)重要區(qū)域。

2.2 其他子系統(tǒng)

環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)。環(huán)境監(jiān)測包括溫度采集、濕度采集、水浸采集等，溫/濕度通過4～20ma電流信號(hào)、開關(guān)量信號(hào)將數(shù)據(jù)上傳至智能視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)，完成實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測及OSD視頻疊加，越限可以聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警、短信報(bào)警、啟動(dòng)相應(yīng)子系統(tǒng)(溫/濕度關(guān)聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)、水浸關(guān)聯(lián)給排水系統(tǒng))等預(yù)案，同時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至統(tǒng)一信息平臺(tái)。

消防報(bào)警子系統(tǒng)。消防報(bào)警子系統(tǒng)自成系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制。當(dāng)產(chǎn)生火警信號(hào)時(shí)，消防系統(tǒng)啟動(dòng)自動(dòng)滅火裝置或火災(zāi)隔離措施，同時(shí)通過RS-232將信號(hào)上傳至智能視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)接收到火警信息后，調(diào)用相應(yīng)預(yù)置位，視頻監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)彈出視頻窗口、聯(lián)動(dòng)聲光報(bào)警、短信報(bào)警，并將火警信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至統(tǒng)一信息平臺(tái)。

安全防范子系統(tǒng)。變電站安全防范子系統(tǒng)由電子圍欄、紅外雙監(jiān)、紅外對射、震動(dòng)傳感器、門禁等設(shè)備組成，其主要功能如下：對大門、窗戶進(jìn)行監(jiān)視和入侵探測，防止非法侵入，保障變電站周邊環(huán)境的安全；對變電站全站進(jìn)行監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)入侵，保障變電站空間范圍內(nèi)的建筑、設(shè)備的安全；各種探測器可以方便布防、撤防，并可按時(shí)間自動(dòng)投入或自動(dòng)撤防。

門禁子系統(tǒng)。門禁子系統(tǒng)是一種新型的現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，集自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和現(xiàn)代安全管理措施于一體。網(wǎng)絡(luò)化門禁系統(tǒng)的應(yīng)用大大提高了智能變電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控能力、出入權(quán)限的管理能力、數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)和問題分析的水平，提高運(yùn)行維護(hù)效率，降低成本。門禁子系統(tǒng)主要由門禁控制器、讀卡器、電控鎖、門磁和電鎖電源等組成，安裝在建筑物的主要出入口、設(shè)備機(jī)房等重要區(qū)域的通道口，實(shí)現(xiàn)對出入口的控制。

控制子系統(tǒng)?？刂谱酉到y(tǒng)(照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng))根據(jù)事件(如入侵報(bào)警、消防報(bào)警、溫濕度報(bào)警、水浸報(bào)警)自動(dòng)對站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行開啟和關(guān)閉操作，也可在統(tǒng)一信息平臺(tái)及智能視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)中控制設(shè)備的開啟和關(guān)閉。

3 系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)視頻監(jiān)視。通過視頻監(jiān)視實(shí)時(shí)了解變電站內(nèi)設(shè)備的信息，確定主變壓器運(yùn)行狀態(tài)，確定斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等的分/合閘狀態(tài)，確定刀閘接觸情況是否良好。雖然這些信息已通過SCADA遙測、遙信功能進(jìn)行采集，但沒有視頻監(jiān)控清晰直觀。

信息采集匯總。變電站的穩(wěn)定運(yùn)行離不開站內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行， 而自然條件等因素將影響設(shè)備的安全運(yùn)行，高溫、雷雨、冰雪、臺(tái)風(fēng)天氣時(shí)，設(shè)備事故的發(fā)生率特別高，因此監(jiān)控人員需要實(shí)時(shí)掌握溫度、濕度、風(fēng)力等環(huán)境信息，通過采集、處理和上傳，生成曲線和報(bào)表。通過視頻監(jiān)控結(jié)合消防報(bào)警、安全防范系統(tǒng)，可以對防火、防盜等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保護(hù)變電站人員和設(shè)備的安全。

遠(yuǎn)程控制。監(jiān)控人員通過客戶端和瀏覽器可對變電站任一攝像機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)遙控云臺(tái)的動(dòng)作和鏡頭的變倍/聚焦，對攝像機(jī)預(yù)置位和巡航進(jìn)行的設(shè)置控制具有唯一性和權(quán)限性；可在電子地圖上對門禁、照明、空調(diào)和給排水系統(tǒng)的開啟進(jìn)行控制。

智能聯(lián)動(dòng)。智能視頻綜合監(jiān)控系統(tǒng)可以對各子系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)：當(dāng)安全防范、消防報(bào)警設(shè)備被觸發(fā)時(shí)，有預(yù)置功能的攝像機(jī)能自動(dòng)轉(zhuǎn)到預(yù)置點(diǎn)，按需設(shè)置聯(lián)動(dòng)錄像功能；預(yù)設(shè)的報(bào)警能彈出窗口，并配合電子地圖顯示；當(dāng)水浸監(jiān)測到電纜溝高液位時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)給排水系統(tǒng)；當(dāng)溫/濕度越限時(shí)，能自動(dòng)啟動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

應(yīng)用高清視頻監(jiān)控技術(shù)。某電站采用了大量網(wǎng)絡(luò)高清攝像機(jī)，分辨率達(dá)720線。完整的高清方案需要前端、平臺(tái)、傳輸、存儲(chǔ)、顯示等環(huán)節(jié)均滿足高清標(biāo)準(zhǔn)。高清視頻監(jiān)控相比標(biāo)清視頻監(jiān)控具有圖像清晰度更高、場景覆蓋范圍更廣和細(xì)節(jié)更清晰的優(yōu)勢。

應(yīng)用SCADA系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)視頻及設(shè)備狀態(tài)智能分析技術(shù)。在變電站SCADA系統(tǒng)下發(fā)遙控命令或非遙控操作產(chǎn)生遙信變位時(shí)，通過隔離裝置使用61850-MMS進(jìn)行通訊，將相關(guān)斷路器、刀閘信息傳送至智能變電站輔助系統(tǒng)。輔助系統(tǒng)調(diào)用動(dòng)作設(shè)備周圍的多個(gè)攝像機(jī)預(yù)置點(diǎn)，自動(dòng)將攝像機(jī)對準(zhǔn)到相關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)相關(guān)多角度視頻信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控，避免了去現(xiàn)場確認(rèn)的環(huán)節(jié)。

應(yīng)用自動(dòng)化巡檢技術(shù)。通過多個(gè)攝像機(jī)的不同預(yù)置點(diǎn)將重要設(shè)備的巡檢添加到序列中，配置成巡航路線，自動(dòng)顯示需要巡檢設(shè)備的圖像并停留。可以一次性將變電站所有設(shè)備需監(jiān)控的點(diǎn)位添加完成，實(shí)現(xiàn)變電站的設(shè)備自動(dòng)巡檢。重要區(qū)域的巡檢可采用智能分析和移動(dòng)偵測技術(shù)，對需要監(jiān)控的區(qū)域設(shè)置觸發(fā)條件，按需設(shè)置穿越警戒面檢測、進(jìn)入/離開入侵區(qū)域檢測，在布防狀態(tài)下，一旦觸發(fā)就能聯(lián)動(dòng)相應(yīng)報(bào)警。自動(dòng)化巡檢功能的使用，使巡檢人員無需去現(xiàn)場就能對全站重要設(shè)備進(jìn)行巡檢，有效提高了巡檢效率，避免漏檢。

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