變電站自動化綜合智能監控系統建設研究

馬 冰（國網江西省電力公司九江供電分公司，江西九江332000）

變電站自動化綜合智能監控系統建設研究

馬 冰（國網江西省電力公司九江供電分公司，江西九江332000）

伴隨計算機技術和網絡技術的不斷發展，使得我國各行業領域中自動化建設速度也在不斷提升。而伴隨人們對電力能源需求量的增加和依賴性的增強，也使得推動變電站自動化建設變得尤為重要。作為變電站系統中的重要組成，其智能監控系統綜合性能和自動化能力的高低，也會對變電站整體工作效率和電力運輸質量產生直接影響。對此，本文以變電站為立足點，就其建設自動化的綜合智能監督控制系統進行細致的研究。

變電站；自動化綜合智能監控系統；建設

引言

對變電站來講，其自動化和智能化建設是確保電網系統智能化、現代化建設目標得以順利完成的關鍵因素。現階段，我國大部分變電站在智能化建設過程中采用的都是一次設備智能化建設方案，其建設水平仍舊停留在設備狀態監測和檢修等方面，對于監控功能系統的智能化和自動化建設力度相對較為薄弱。因此，為了有效提升變電站輸送電的安全穩定，提升電網系統的服務管理質量，做好變電站內部智能監控系統建設，推動變電站自動化管理快速發展十分必要。

1 智能變電站的優越性

智能變電站較之于常規變電站與數字化變電站具有顯著的優越性。智能變電站之中的各種電氣設備都是智能設備，這些設備大多應用了較為先進的技術，具有集約程度較高、經濟環保以及可靠性高等優點，而且運行的速度較快，運行的效率較高。據相關調查研究發現，智能變電站的主要要求為：各變電站間實現信息共享的標準化、通信平臺的網絡化、信息交流的數字化等。在變電功能得以實現的過程中，智能變電站系統可以自動的完成一些工作，比如說：對各種信息進行采集、保護與測控等，并且能夠依照電網的設計運行狀況，實現一些高級的功能，比如說：對電網開展實時的自動控制，對電網予以智能化的調節，將應對各種突發問題的決策給制定出來，以及與附近變電站開展信息互動并且推動變電站對電網的控制作用得以實現。就運行與處理上，智能變電站徹底實現了數字化功能，其對所有數據的收集、處理以及輸入、輸出等都應用了完全數字化方式，較之于過去，數據的精確度得以有效的提高。智能變電站數據處理數字化的實現，對于整個有效支撐整個電網具有非常重要的意義，這遠遠超過數字化變電站的優越度。除此之外，智能變電站可以在線對電網予以監測，全部智能電氣設備都能夠實現體系化，這種體系具有可靠以及緊密的優點。所以，智能變電站是眾多智能技術的重要集成體，其能夠實現高級的互動，使得不同型號的而設備可以開展高效的連接，從而使得電氣的利用率得以有效提升。

2 智能綜合監控系統結構

隨著當前我國相關部門對建設變電站要求的提出，使得變電站的智能綜合監控系統已經成為了變電站建設工作中的必然要求。在階段，變電站的監控系統主要分為了省級主站系統、變電站終端系統以及地區級主站系統這三個級別。其中，省級主站擁有查看其所轄省內所有變電站環境和視頻信息、統計地區級主站實際運行和工作情況的權利；地區級主站擁有監控轄區內所有變電站視頻環境信息，以及統計其工作情況的權利。一般情況下，省級與地區級的應急指揮平帶主要是依靠Web客戶方位這種方式來接入到與之相對應的主站之中，其訪問全面是由相應主站授權而獲得的。與此同時，變電站中終端監控單元內的戰端傳輸工作主要應用的是TCP/IP的傳輸方式，組網內所有設備采用的都是統一集中數據監控采集設備，設備采集標準為IU機架式的設計方式，其智能采集設備上方存有一個IP接口，下方存有八個RS485/232接口，十二路數字量輸入以及八路數質量輸出。此外，監控采集設備本身的接入和轉換功能十分的強大，不僅能夠作為水浸和溫度等監控量，借助傳感器設備完成A/D轉換，還可以利用RS485/232接口同智能設備連接，完成監控系統的綜合智能建設。

3 智能變電站電氣設備智能監控系統的硬件設計

變電站電氣設備智能監控系統的硬件設計包括5個模塊，分別是聲音信號處理模塊、人機交互模塊、聲音信號采集模塊、電源模塊和故障判別模塊。其總體結構圖如圖1所示。

圖1 變電站電氣設備智能監控系統的硬件結構圖

在進行硬件設計中的聲音部分硬件的時候要注意其處理速度要快，并且要有比較強的數據庫管理功能和人機交互功能，同時可以在多種環境下保持其正常的性能，還要具有很強的擴展性。

4 終端監控單元建設

4.1 溫濕度監測

在安裝溫濕度監控設備時，相關人員需要以變電站實際占地空間我依據，在變電站內部完成溫濕度傳感器設備的安裝工作，以便確保站內各個時間段的溫濕度變化可以得到實施的監控功能控制[1]。在變電站的智能檢測系統中，傳感器設備發出的信號一般會被接入集中數據監控中心平臺的采集器之中，而后在依靠該采集器將收集到的溫濕度變化值及時的傳輸到響應的監控中心平臺上。這樣一來，變電站監控管理人員便能實時掌握站內各個位置實際的溫度和濕度，一旦站內實際溫濕度超過了限定要求，監控系統就會發出警報，提示管理人員及時對系統進行條件，從而保證變電站內部設備可以處于安全穩定的運行狀態中。

4.2 漏水監測

就變電站本身來看，其內部安裝的空調設備周邊會因為設備在安裝過程中的一些施工點而出現漏水情況，為變電站正常運行埋下安全隱患[2]。因此，在建設智能監控系統時，相關人員需要在空調的周邊以及站內可能會出現漏水情況的位置安裝漏水檢測線路，并在該線路中的合理位置安裝標準的漏水信號傳感器設備，將此種傳感器同集中數據監控系統中的采集器連接起來。這樣一來，當變電站內部出現漏水現象時，其具體位置和情況就能夠被及時傳輸到監控系統中，觸發警報，從而得到及時的緩解和處理。

4.3 視頻系統監測

在建設變電站智能監控系統時，相關人員需要對監控范圍內存在的所有設備進行實時的視頻監控。按照我國地區級主站現象的視頻監控系統建設要求，在建設該監控系統的過程中需要將管理人員需要的視頻以組播或者是IP單向播放的方式實時上傳到相應監控中心平臺上，從而更好的滿足多個用戶同時方位同一視頻的傳輸要求[3]。其次，需要設定具體的監測時間，管理人員要按照要求的時間間隔對變電站內部所有攝像機的運行情況進行視頻巡視檢查。具體的巡視檢查對象，管理人員可以隨意設定，但一定要保證視頻巡檢系統具有移動檢測和自動跟蹤的功能，從而保證視頻系統的監測質量和效果。

5 智能監控系統的實際應用

5.1 Lonworks通訊1系統網絡建設

在變電站之中，Lonworks屬于站內保護裝置[4]。其中，上位機屬于Lonworks通訊，而監控系統中使用的計算機則需要配置相應的Lonworks卡和CSE201遠動。其具體應用如圖2所示。

圖2 Lonwork s通訊1系統網絡圖

5.2 Lonworks通訊2常用系統網絡圖

在智能變電站系統中，因為Lonworks通訊屬于現階段常用的保護裝置，而站內上位機主要是以太網作為通訊網絡，CSE101負責轉發當地的變電站監控，CSE201負責轉發遠距離變電站的監控信息。其具體的工作狀態如圖3所示。

6 保護測控系統在智能變電站中的作用

保護測控系統是組成智能變電站自動化系統的重要部分，負責采集、處理變電站內數據，控制斷路器、隔離開關等一次設備。保護測控系統處于變電站自動化系統的間隔層中，我們可以通過保護測控系統對變電站的現場信息進行收集、處理與分析。保護測控系統集保護、測控兩個功能于一體，保護和測控功能既相對獨立，又能融合工作。使用了保護測控系統的智能變電站的優勢在于可以大量減少二次接線，既提高了自動化系統的可靠性，又能節省了資金投入。

相對于一般的微機保護裝置，保護測控裝置有下列幾個區別：

圖3 Lonwork s通訊2常用系統網絡圖

（1）在功能方面，保護測控裝置把一般微機保護裝置原本分開的微機保護裝置和微機測控裝置的功能合并。

（2）在內部結構方面，一般的微機保護裝置采用單個CPU完成整個系統的管理，而保護測控裝置采用了多個不同的CPU，分別負責完成保護、測控和通信管理功能。

（3）在保護裝置硬件方面，保護測控裝置比一般的微機保護裝置增加了單獨的測量CT、計量端子、測量端子、狀態量端子。

7 結束語

總而言之，計算機網絡上技術的發展在一定程度上也推動了監控系統的快速發展，而變電站內部的智能化綜合監控系統又是變電站自動化發展的有一個新階段。該監控系統的順利建設，不僅可以為電網系統的自動化、現代化、智能化建設奠定良好的基礎，還可以降低遙視用戶時的工作成本，提升變電站監控水平和質量，促進我國社會經濟健康穩定可持續發展。

[1]鄭劍云.35kV智能變電站綜合自動化系統的設計與應用[J].電工電氣，2014，07：62～64.

[2]徐艷松，朱聯聯，王玉博，等.變電站綜合自動化監控系統網絡設計及應用[J].電器工業，2014，10：67～74.

[3]黃亮浩.基于IEC61850的智能變電站綜合自動化系統研究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2011，10：289～290.

[4]吳征程.IEC61850智能變電站綜合自動化系統分析與應用[J].科技創業家，2013，08：144+183.

TM63

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2095-2066（2016）24-0064-02

2016-8-10