杭州供電公司10 kV智能開關站監控系統的設計與應用

謝琳

（國網杭州供電公司，浙江 杭州 310009）

杭州供電公司10 kV智能開關站監控系統的設計與應用

謝琳

（國網杭州供電公司，浙江 杭州 310009）

10 k V開關站是城市配電網中最重要的供電設施，保證其正常高效的運行是供電部門的責任。本文通過闡述杭州供電公司10 k V智能開關站監控系統的設計、建設以及配電輔助一體化平臺的建立，著力提升開關站運行環境狀態信息的監測，并通過輔助設備的控制以提升10 k V開關站的智能化水平。

10 k V開關站；運行環境；在線監測；監控系統

近年來杭州供電公司結合“三雙”接線改造和配電自動化建設工作，使杭州供電公司配電網自動化水平上了一個新臺階，也標志著城市智能配電網的初步形成。但隨著工作的逐步推進，發現開關站內相關輔助監視和控制系統的功能缺失形成了運行狀態信息孤島，另外運維人員面對數量龐大的開關站開展日常巡檢工作也存在著壓力，如何實時獲取開關站內外的重要運行環境狀態信息并加以控制給開關站的設計與建設工作提出了新的要求。

110 k V智能開關站監控系統硬件設計

智能開關站應具備實現主要電氣設備、關鍵設施及室內外環境的實施視頻監控，記錄并處理采集的相關數據，通過數據分析對重要告警及狀態變化及時通知配網運檢人員。同時，能夠實現運行人員遠程對輔助設備的遙控及管理。根據這些功能需求設計了10 k V智能開關站監控系統，系統主要由門禁系統、視頻監控系統、溫濕度監控系統、風機控制系統、水侵控制系統、臭氧及S F 6監測系統等子系統組成。

（1）門禁系統。安防系統涉及開關站大門改造，改造后的大門采用統一的防盜門，并配以新型智能鎖。通過智能鎖輔以門禁控制技術，能夠阻止未獲得進入權限的人員開啟開關站大門，同時能夠記錄所有出入的詳細情況，實現對出入口的安全管理。

（2）視頻監控系統。視頻監控系統負責對全站周邊環境及站內設備運行情況進行全天候視頻監控，以滿足運行管理的要求，一般配置高清可旋轉攝像頭。

（3）溫濕度監控系統。電氣設備的運行對環境的溫濕度都有嚴格的要求，由于溫度過高過低引起的元器件失效或環境濕度過高引起的漏電事故時有發生，及時偵測到開關站內溫濕度的變化，對提前預判故障的發生及發展具有極其重要的意義。通過在開關站的關鍵部位設置溫濕度傳感器，以實時監測內部的溫濕度情況。

（4）風機控制系統。為保證高溫高濕氣象環境下設備的正常運行工況，在開關站內設置排風扇，加強空氣對流，同時設置定時控制及遙控啟動功能，結合溫濕度監測，實現對開關站內溫濕度的精準控制。

（5）水浸控制系統。當連續降雨或排水不暢時，開關站內部電纜溝內可能會產生積水造成安全隱患，加裝電纜溝內水位監控裝置，并配以水泵抽水系統，可以有效解決電纜溝內積水問題，保證電纜運行環境的安全。

（6）臭氧及S F 6監測系統。目前開關站內開關柜一般采用S F 6作為絕緣介質，如發生S F 6泄漏將影響開關柜的絕緣性能，可能會造成重大的設備事故。通過在開關站設置臭氧及S F 6監測探頭，將相關數據定時發送至系統將大大保證開關柜運行的安全可靠性。

210 k V智能開關站監控系統主站設計

（1）開關站監控系統主站。開關站監控系統主站主要由視頻監控模塊、環境監測模塊、智能控制模塊、安防報警模塊、視頻存儲系統等模塊組成（如圖1所示）。通過現場安裝的感應器、探頭等獲取實時數據，按照預設的通訊規約，通過遠程信道（包括專用光纖、4 G移動公網信道等）將開關站內各模塊獲取數據標準化的接入變電站輔助一體化監控子站，再利用原有通信通道上送至省級變電站輔助一體化監控主站。通過瀏覽器瀏覽監控主站前臺頁面可以顯示某開關站的相關運行實時數據如圖2所示，借助菜單欄可進行相應報警閥值設置，相關輔助設備控制等操作。對于特別關注的開關站可以建立群組功能（如圖3所示），將實時狀態數據批量顯示，以提高監控效率。

圖1 智能開關站監控系統主站構架

圖2 單個開關站數據實時監測界

（2）開關站監控系統實現功能。通過前期的系統建設及開發，目前智能開關站監控系統能夠實現如下功能：①實現開關站輔助設備（如視頻、門禁、溫濕度、風機等）接入參數配置、實時監控；②實現環境監測等監測量閾值設置、智能預警提示（如頁面提醒、短信提醒等）等報警管理功能；③結合配電自動化開關動作數據實現智能聯動報警、智能巡視巡檢功能；④實現實時對儀表讀數、匯控柜指示燈、刀閘狀態等智能分析；⑤實現輔助設備接入覆蓋率、設備故障信息、廠家設備故障情況等信息查詢統計功能；⑥實現輔助設備智能運維等功能。

圖3 群組開關站狀態監視

3 建設實例

以杭州供電公司在某三個重要負荷的10 k V開關站進行智能開關站監控系統建設為例，現場傳感器及控制器配置見表1，傳感器及探頭的布點位置如圖4所示。

表1 杭州供電公司典型智能開關站設備配置

圖4 傳感器布置圖

通過上述三個開關站的智能化監控改造中傳感器、控制器設置及前期試點的工作經驗，總結以下幾點建議。

（1）建議地下室開關站盡可能設置水位傳感器，以保證雨季開關站的安全運行。水泵控制單元的設置因受制于土建、排水工程及投資資金的實際情況，建議酌情考慮安裝。

（2）建議重要負荷開關站視頻監控應覆蓋室內、室外的全部區域不留死角，同時適當提高監控畫面的動態監測報警閥值。

（3）建議對操作較為頻繁的重要負荷開關站增加臭氧及S F 6傳感器布置數量，以保障開關柜運行工況的實時監控，提升監測靈敏度。

4 結語

10 k V智能開關站監控系統開發及應用是根據建設智能配電網的要求和開關站運行管理工作中的實際需求而推出的全新課題。目前杭州供電公司按照10 k V智能開關站的統一建設標準要求，選取了轄區內50個典型的開關站進行了試點建設，取得了良好的成效。下一步將借助前期工作積累的經驗對重要負荷開關站進行全面的智能化監控改造，從而減輕一線班組人員的運檢工作壓力。相信通過智能開關站監控系統的推廣應用將進一步提高開關站的安全風險防范能力，同時提升配電網的智能化水平。

[1]葛一帥. 杭州供電公司用電信息采集系統建設運維及應用的研究[D].華北電力大學, 2014.

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