蘇州大學(xué) 龔佳驊

基于變電站安全運(yùn)行的監(jiān)控系統(tǒng)分析

蘇州大學(xué) 龔佳驊

變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)保證，在這一基礎(chǔ)上需要對變電站的日常運(yùn)行狀態(tài)、事故發(fā)生時的及時檢修、事故早處理做到一定的保證，從而阻止事故發(fā)生之后故障的范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。本文我們立足變電站的安全運(yùn)行要求對監(jiān)控系統(tǒng)作出分析，以監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為切入探討實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而保證供電設(shè)施能夠更加適應(yīng)變電站的操作。

電力系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)；事故處理；運(yùn)行

為了減少電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的重大問題，對變電站進(jìn)行安全運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控是非常有必要的。這個過程應(yīng)該有專門的監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行完成，在對變電站進(jìn)行監(jiān)控的時候，需要掌握一定的操作順序，這在檢修過程中也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，能夠有效地防止誤操作的產(chǎn)生。

一、變電站安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

對于電力系統(tǒng)來講，監(jiān)控系統(tǒng)是保證電力供應(yīng)的主要核心模塊，其中監(jiān)控系統(tǒng)也包括了很多的子模塊，每一個模塊都具有它的特殊功能。在線監(jiān)測系統(tǒng)，SCADA系統(tǒng)、遙視系統(tǒng)采集的大量的在線數(shù)據(jù)和異常報(bào)警信息以及各類離線數(shù)據(jù)為變電站的安全運(yùn)行監(jiān)控提供了足夠的信息數(shù)據(jù)來源，其中的多信息源主要是由變電站中的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理之后在經(jīng)過整合才形成的，包括警報(bào)信息、遙視信息以及預(yù)告性質(zhì)的信息。例如警報(bào)信息主要是經(jīng)過一些等級排序之后，對一次信息做出檢測功能，得出是否發(fā)出警報(bào)及發(fā)出何等級的警報(bào)。監(jiān)控系統(tǒng)的相應(yīng)模塊主要是將發(fā)生異常的模塊及時進(jìn)行處理，針對信息作出具體的分析，通過分析故障找到發(fā)生的具體原因，由于什么原因才會造成這類事故的發(fā)生，要明確在事故發(fā)生的時候需要采取什么樣的措施拯救，事故發(fā)生之后會對整個系統(tǒng)造成什么樣的影響，經(jīng)過分析之后在得出解決事故的正確措施，通過分析形成正確的事故維修報(bào)告。

在變電站中的監(jiān)控系統(tǒng)中采用的主要方案就是通過數(shù)字傳輸，以IP的形式進(jìn)行對所控制監(jiān)控點(diǎn)的管理，其中監(jiān)控系統(tǒng)中的攝像頭主要是通過一種視頻接線的形式與編碼器進(jìn)行連接，再經(jīng)由視頻編碼器將其處理為IP數(shù)據(jù)，然后通過網(wǎng)絡(luò)將這一數(shù)據(jù)向監(jiān)控中心進(jìn)行傳送，在傳送過程中這些數(shù)據(jù)將被分為兩路，其中一路主要是進(jìn)入主機(jī)進(jìn)行編碼的解碼，然后將通過顯示設(shè)備進(jìn)行顯示，另外的一組數(shù)據(jù)會被存入存儲設(shè)備，以數(shù)字的形式被進(jìn)行儲存。這種形式的優(yōu)勢就是能夠更好地實(shí)現(xiàn)對靈活性的擴(kuò)展，盡管監(jiān)控?cái)?shù)量越來越多，但是并不需要對樹干的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行一定的改動，就能夠靈活的實(shí)現(xiàn)。另外還具有方便管理的優(yōu)勢，能夠?qū)γ恳恍枰芾淼谋O(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行就近分配，通過權(quán)限管理能夠?qū)γ恳粋€需要監(jiān)控的人員以及部門進(jìn)行實(shí)時控制。

圖1 某變電站安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

如上圖監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖所示，隨著電力技術(shù)的發(fā)展我國多數(shù)變電站已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了光纖傳輸連接，在安全運(yùn)行工作中融合了SMT系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更加有效的監(jiān)控與調(diào)度管理。

二、變電站中進(jìn)行安全監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需的關(guān)鍵技術(shù)

在進(jìn)行監(jiān)控的時候需要的技術(shù)主要有對所需采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、對報(bào)警聚類算法進(jìn)行相應(yīng)的研究、通過融合設(shè)備進(jìn)行一些在線的信息監(jiān)測以及常規(guī)異常信息處理、對監(jiān)控系統(tǒng)中的知識流進(jìn)行處理與研究、工作人員進(jìn)行在線的安全評估等。

對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。監(jiān)控系統(tǒng)中的異常數(shù)據(jù)主要都是經(jīng)過相關(guān)的測控單元進(jìn)行采集的，主要通過計(jì)算機(jī)中的主模塊對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，在由在線監(jiān)測的到的數(shù)據(jù)中的測量反應(yīng)電壓設(shè)備的相關(guān)絕緣情況，這樣的做法在一定程度上能夠保證所得數(shù)據(jù)的的真實(shí)性以及有效性。但是這中間還是有很多的不確定因素存在的，很多的數(shù)據(jù)由于受到諸多因素的影響很容易出現(xiàn)失真的情況，由于很多數(shù)據(jù)都是有差別的，所以在對系統(tǒng)進(jìn)行分析的時候會有很多的不便，所以這就需要我們能夠進(jìn)行一些預(yù)處理。

對報(bào)警算法進(jìn)行研究。由于系統(tǒng)中可能還會存在很多的無用因素，那么一旦發(fā)生事故，這些因素就會對系統(tǒng)造成干擾，所以在事故發(fā)生的時候也很可能存在很多種錯誤。利用報(bào)警聚類算法能夠在一定程度上解決這些問題，在解決問題的時候要有輕重緩急之分，最重要的問題優(yōu)先解決，一些無關(guān)緊要的問題可以稍后再進(jìn)行處理，不要讓這些問題分散工作人員們的注意力，所以這就要求變電站值班員在遇到事故故障的時候有優(yōu)先排序。

監(jiān)測以及分析異常信息。在進(jìn)行故障信息分析的時候，監(jiān)控系統(tǒng)提供的結(jié)果的正確性會在很大程度上面受到所獲得的信息的影響，任何信息都是存在一定的不確定性質(zhì)的，在線監(jiān)測器是對變電站相關(guān)系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視，起著反映當(dāng)前設(shè)備信息的功能。

對知識流的處理研究。在對實(shí)時數(shù)據(jù)經(jīng)過處理之后系統(tǒng)會顯示故障的主要原因，故障發(fā)生的位置，故障解決的大致所需要的時間以及本次故障大致會引起的損失等。對于不同的故障位置需要值班員能夠采取不同的故障解決措施，如果不加區(qū)分就進(jìn)行故障排除的話可能會影響故障消除的效果，對于值班員的生命安全也是存在一定的威脅性的。所以說在監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控到系統(tǒng)異常的時候，對于事故的處理流程以及按照故障類型的特點(diǎn)進(jìn)行整治是非常必要的，在確立突發(fā)事故的時候需要工作人員能夠及時的定向操作、對整個變電站進(jìn)行運(yùn)行檢修，在之后對相關(guān)人員的工作水平進(jìn)行考核。

對安全性進(jìn)行在線評估與研究。在變電站運(yùn)行的時候，對相關(guān)電氣設(shè)備進(jìn)行一些定量評估，是依靠在系統(tǒng)具有供電可靠性的要求之上的，應(yīng)當(dāng)以實(shí)際統(tǒng)計(jì)作為基礎(chǔ)，對待能力公司或者是供電系統(tǒng)做出合理的可發(fā)展實(shí)施原則，如果監(jiān)控系統(tǒng)缺乏可靠的評估研究，那么就會對實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)造成一些不必要的麻煩。

另外還有的變電站可以采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段，通過視頻監(jiān)控在一些沒有工作人員值班的工作地點(diǎn)進(jìn)行布控，通過攝像頭反饋回來的信息來作出系統(tǒng)檢修維護(hù)的一些決定，這些攝像頭以及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行結(jié)合，能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)對入侵因素的識別和及時反饋。一旦系統(tǒng)出現(xiàn)煙火事故或者是有非法停車現(xiàn)象發(fā)生，那么這些已經(jīng)聯(lián)網(wǎng)相連的設(shè)備之間就能夠?qū)崿F(xiàn)信息互通，再通過網(wǎng)絡(luò)做到及時的將這些發(fā)生故障的信息反饋給相關(guān)的工作人員，以便與他們及時的采取一些措施進(jìn)行挽救或者處理。

三、結(jié)語

無論是要實(shí)現(xiàn)對變電站安全運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)質(zhì)量的提升，還是要將電力資源進(jìn)行地區(qū)范圍有效的調(diào)度，都需要我們更加合理和科學(xué)的控制系統(tǒng)技術(shù)。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是需要將電力系統(tǒng)各種功能進(jìn)行綜合的。想要更好的完成這一要求，就需要工作人員能夠?qū)⒉僮髯兊酶唵位⒐芾泶胧└拥闹悄芑?，以此來保證對監(jiān)控系統(tǒng)的有效應(yīng)用。另外由上文中所提及的電力系統(tǒng)的一些特點(diǎn)也能夠幫助我們更好地實(shí)現(xiàn)變電站在運(yùn)行時的整體安全水平，可以保證在變電站運(yùn)行的時候更加的穩(wěn)定并且安全系數(shù)也更高，同時通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行故障檢測和預(yù)防，能夠更好的降低變電站在運(yùn)行時的工作成本，可以更好地提升電力效益發(fā)揮。

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