淺析智能變電站輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)

摘 要：智能變電站輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)高度集成各輔助信息，實現(xiàn)符合標準的橫向及縱向的信息交互和發(fā)布，統(tǒng)一網絡、統(tǒng)一平臺、精簡設備，避免重復建設，提高設備利用率，提高電網運行可靠性，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行和設備有效監(jiān)管提高技術支撐和技術保證，文章介紹了智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)結構、技術原理、監(jiān)控范圍和發(fā)展方向。

關鍵詞：智能變電站；輔助系統(tǒng)；監(jiān)控系統(tǒng)

1 系統(tǒng)構成

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)位于變電站網絡信息安全II區(qū)。主要由視頻圖像監(jiān)控、暖通環(huán)境監(jiān)測、燈光照明、安全防護與門禁、交直流電源監(jiān)測、消防火災告警、SF6有害氣體監(jiān)測、狀態(tài)監(jiān)測等子系統(tǒng)組成，系統(tǒng)組成可根據變電站需要監(jiān)測的信息進行調整。

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)在安全II區(qū)內部與子系統(tǒng)進行數據交互，采用各子系統(tǒng)私有協(xié)議收集各子系統(tǒng)的輔助信息，采用IEC 61850標準，穿過防火墻安全I區(qū)監(jiān)控主機單向獲取部分SCADA信息進行分析和展示，同時對輔助子系統(tǒng)進行聯(lián)動控制；采用符合各級主站系統(tǒng)要求的網絡協(xié)議，通過IP網絡將輔助系統(tǒng)數據傳送給各級主站系統(tǒng)。

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)圖（如圖1所示）。

2 技術原理

2.1 環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

環(huán)境量采集單元對環(huán)境信息也格式各樣，品類眾多，制造的眾多在于信息精確計量和輸出而不在于接口標準化，很難要求其輸出標準接口，所以環(huán)境量采集單元必須支持多種類型輸入/輸出接口。

（1）溫度傳感器一般是由不同材質的導體在某點互相連接在一起，對連接點加熱時，在導體不加熱的部位就會出現(xiàn)電位差。（2）溫度傳感器主要有電阻式、電容式兩大類。濕敏電阻的特點是在基片上覆蓋一層用感濕材料制成的膜，空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發(fā)生變化，利用這一特性即可測量溫度。（3）風速傳感器是測量空氣流速的儀器。（4）水浸傳感器分為接觸式水浸探測器和非接觸式水浸探測器兩種。（5）六氟化硫/氧探測器主要使用電化學法，包括定位電解式傳感器和伽伐尼電池式氧氣傳感器。（6）煙霧探測器是利用起火時產生的煙霧能夠改變光的傳播特性這一基本性質而研制的。（7）風機控制器、燈光控制器一般采用干觸電輸入輸出方式，來控制風機和燈光回路的電源回路，并帶有位置繼電器用以標識開關狀態(tài)。

2.2 音視頻系統(tǒng)

使用站端視頻處理單元與前端的模擬或網絡攝像機，獲取實時動態(tài)圖像。模擬攝像機一般采用BNC同軸連接電纜傳送PAL或NTSC制式模擬信號，通常采用RS485接口的PELCO協(xié)議接收控制命令；網絡攝像機一般采用RTP/RTSP協(xié)議傳送數字信號，采用RTCP協(xié)議接收控制命令。

站端視頻處理單元采用RTP/RTSP/RTCP協(xié)議將攝像機的圖像流、聲音流傳送到智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)，接收并轉發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)對攝像機的控制命令。（1）PAL制式，通常指625線，每秒25幀，隔行掃描。（2）NTSC制又稱為恩制。（3）實時傳輸協(xié)議RTP。（4）實時流傳輸協(xié)議TRSP。（5）RTP控制協(xié)議RTCP。

2.3 安防系統(tǒng)

（1）電子圍欄設置直接安裝在圍墻頂部的上方，按圍墻每邊100m左右設一個防區(qū)，每2～3個防區(qū)設一個主機箱。（2）門禁通過門禁控制器對各關鍵部位的門開閉狀態(tài)、開關動作進行監(jiān)控。（3）紅外探測器和遠動傳感器在一定距離范圍內監(jiān)測人員的入侵，一般也采用干觸點方式輸出。

3 系統(tǒng)高級應用

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)對各輔助子系統(tǒng)進行統(tǒng)一的集成和信息匯總，實現(xiàn)變電站輔助子系統(tǒng)的本地化管理、監(jiān)視、控制，具備將輔助信息和DCADA信息及輔助控制功能結合進行聯(lián)動互動的高級功能。

輔助信息聯(lián)動是安防或火警報警聯(lián)動和環(huán)境監(jiān)測聯(lián)動。SCADA系統(tǒng)聯(lián)動：輔助監(jiān)控系統(tǒng)接收從安全I區(qū)系統(tǒng)傳來的SCADA實時數據，同步接收發(fā)送來的SVG格式的變電站接線圖形文件，在智能輔助監(jiān)控平臺上主接線圖與SCADA同步顯示。輔助監(jiān)控系統(tǒng)在變電站發(fā)生遙控、操作、保護故障報警等情況是能將攝像頭對準進行操作的設備。

4 監(jiān)控范圍和配置方式

智能輔助綜合監(jiān)控系統(tǒng)主要監(jiān)視范圍包括：視頻、安防、消防及門禁，紅外對射報警、電子圍欄報警及警笛，煙霧報警及火災報警等報警信息；門開關狀態(tài)、人員進出記錄；非法闖入、門長時間未關閉及非法刷卡等門禁信息；戶內外黃金溫濕度、風力、水浸、SF6氣體濃度、照明、暖通、給排水、風機運行狀態(tài)、空調運行狀態(tài)等。

圖像視頻系統(tǒng)配置方式：（1）每臺主變壓器兩臺搞死攝像機；（2）高壓設備1～2個間隔一套搞死攝像機；（3）每個大門1個固定機；（4）110kV及一下等級變電站配置1臺全景攝像機，220kV或330kV變電站配置2臺，500kV及以上配置3～4臺；（5）主控室配置1臺室內中速球攝像機；（6）每個二次設備室配置2～4中速球攝像機；（7）高壓開關室每4～6個屏柜配置1臺室內中速球攝像機；（8）每個電容器室1個室內中速球攝像機；（9）每個獨立通信室1個室內中速球攝像機；（10）每個站用變壓器室1個室內中速球攝像機；（11）每個蓄電池室1個室內中速球攝像機；（12）每個GIS室2～3個室內中速球攝像機；（13）每個消弧線圈室1個室內中速球攝像機；（14）電纜層配置固定攝像機。

5 未來發(fā)展方向

由于對變電站運行檢修要求進一步提升，輔助設備監(jiān)控自動化水平進一步提高，智能輔助系統(tǒng)將向著“通信標準化、面向對象化、聯(lián)動智能化、平臺統(tǒng)一化、監(jiān)控集成化”發(fā)展，其代表行特征和應用功能主要表現(xiàn)在如下方面：（1）智能安全圍欄；（2）智能聯(lián)動；（3）智能巡檢；（4）智能圖像監(jiān)控；（5）設備全壽命管理決策。

6 結束語

隨著智能變電站建設的進一步深入，IEC61850標準成為變電站最主要的通用標準，由于輔助系統(tǒng)生產商大多不是電力行業(yè)專用供應商，目前智能輔助控制系統(tǒng)完全采用IEC61850標準還有一些難度，但是TEC61850標準第2版發(fā)布后，其應用領域得以拓寬，涵蓋了電力公用事業(yè)自動化的各個方面，因此，IEC61850標準在變電站輔助控制系統(tǒng)中的應用也降成為必然趨勢。

參考文獻

[1]國家電網公司基建部.智能變電站建設技術[M].北京：中國電力出版社，2011.

[2]盧志俊，黃若涵，周招洋.物聯(lián)網技術在智能電網中的應用[J].電力系統(tǒng)通信，2010.

作者簡介：崔路（1983-），男，漢族，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)。