電氣監視與控制系統集中運維的提升改造

［摘 要］榆能化公司110 kV 1 號、2 號總變為全廠電力調度集控中心，采取有人值守，倒班模式。1 號、2 號總變分別通過國電南瑞D5000和東方電子DF8003D 電力調度系統對榆能化一線、二線各變電站的電氣設備進行監視、控制及數據采集。隨著公司的發展，生產人員不足與巡檢工作量增加之間的矛盾日益突出。在此形式下榆能化公司1 號總變建立智能巡檢系統，將設備運行的狀態信息、視頻圖像等進行整合和集成，提升電氣監視與控制系統集中運維。

［關鍵詞］電氣監視與控制系統；智能巡檢系統；無人值守數據分析

［中圖分類號］TM63 ［文獻標志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）02–0090–03

陜西延長中煤榆林能源化工股份有限公司（以下簡稱“榆能化公司”）110 kV 1 號總變和2 號總變分別為電力調度集控中心。一線的電氣監視和控制系統對1 號總變、熱動力、DMTO、甲醇、HDPE 等13 個變電站進行監控、數據采集及控制，二線的電氣監視和控制系統對2 號總變、公用變2 線、DMTO 2線、PP3等12 個變電站進行監控、數據采集及控制。1 號和2號總變現各配置1組運行人員，每組20人，分別在1號、2 號總變執行4 班倒。

1 號和2 號總變的上級電源為同一電源點，兩個110 kV 站供電屬于榆能化公司整體生產運行系統，電力系統負荷及調控關聯緊密，影響面大，且一線及二線的電氣監視與控制系統功能、范圍、監控網絡構架、設計原理基本一致。

1 電氣監視與控制系統集中運維提升改造需求

榆能化1 號總變投入運行已有12 a，設備性能處于衰減期，在1 號總變建立智能化巡檢系統，通過1 號、2 號總變oracle 數據庫將全廠35 kV 變電站進行集中監控管理，實現一線、二線裝置的電力設備統一協調管理，可盡早發現設備缺陷及隱患，有效保障站內電氣設備安全、平穩、可靠運行，且可根據生產裝置運行情況合理調節全廠供電系統運行指標，減少人為介入等不安全因素。連續實時巡檢，補缺人為誤差，設備運行數據自動存儲比對分析，進一步實現自控化，全面提高電氣專業人員的工作效率，同時提升了突發事件應急處理協調配合能力，且改造后可將運行倒班人員由現在40 人縮減至25 人，降低人員成本支出，提升變電站電力系統集控化高效運維。

一線電氣監視與控制系統采用國電南瑞D5000電力調度系統，二線采用東方電子DF8003D 電力調度系統。110 kV 1 號總變、2 號總變分別獨自承擔一線生產裝置及二線生產裝置的供電、電力調度、電力系統指標調節、視頻監視、遙調遙控、倒閘操作等工作。1 號、2 號總變現各配置20 人對所管轄的變電站進行調管，人員工作不集中，致使1 號總變和2 號總變工作兼容性和互通性不高。經實踐發現，如獨立控制運行不利于對全廠電力系統的統一協調管理、突發事件應急處理、系統維護維修、電力系統運行指標的調節控制等，且增大了對作業人員的需求。

榆能化1 號總變現采用視頻監控和人工巡檢。視頻監控主要采用攝像機通過同軸線纜將模擬信號輸送至視頻服務器，在電腦終端進行查看。人工巡檢主要是對運行設備進行人為判斷，通過看、觸、聽、嗅等感官去分析設備的運行狀況。在高負荷期間、特殊天氣、特殊保供電需求時，只能通過增加巡檢頻次來提高設備的穩定運行。

2 電氣監視與控制系統集中運維提升具體改造方案

電氣監視與控制系統集中運維提升，須通過新增智能設備或更換部分硬件設備來搭建系統構建，完成系統構建后創建物理鏈路，將硬件設備所采集到的數據、圖像、音頻等信號上送至智能平臺進行分析、比對并出具報告，具體改造方案如下。

2.1 設備配置

（1）室外設備區域配置輪式巡檢機器人，主要對主變、斷路器、隔離開關、電壓/ 電流互感器、避雷器、電容電抗器等設備進行設備外觀檢測、表計度數抄錄、設備溫度檢測等巡檢。

（2）35 kV 配電室、繼保室、GIS 室配置室內軌道巡檢機器人，主要用于開關柜、通信屏柜、服務器機柜的外觀、開關狀態、指示燈狀態、壓板狀態、設備發熱情況等巡檢。

（3）紅外高清云臺一體化攝像機（高清云臺相機）布置于主變、高抗裝置區域，對室外開闊區域的巡檢點進行監控覆蓋，例如，監控主變壓器套管、壓力釋放閥、散熱器外觀、油枕油位、呼吸器顏色、高壓套管油位、瓦斯繼電器氣泡等；監控高抗中性點的套管外觀、油溫表、油位表、呼吸器顏色等；監控高抗油位表、油溫表、油枕油位表、瓦斯繼電器氣泡、呼吸器顏色、套管外觀等。

（4）熱成像雙光譜網絡云臺攝像機（雙視云臺）布置于主變、高抗區域中較高視野的位置，對區域內的設備進行溫度監測，例如，對主變頂部、主變頂部的套管/ 引線/ 接頭的溫度進行監測；對高抗設備的室內設備主體、室外套管夾板、各個連接處的溫度進行監測。

（5）紅外高清網絡筒型攝像機（紅外高清槍機）監控空間狹小區域的巡檢點，例如，監控主變的油溫表、油位表；監控高抗中性點的避雷器表計、表盤外觀有無破損、套管油位指示等；監控高抗設備外觀、有無異物、PT 油位表、瓦斯繼電器氣泡、油溫表、油位表。

（6）1 號總變更換2 臺防誤服務器（ 含集控防誤應用服務軟件（JKFW-YYFW）、集控防誤數據管理系統（JKFW-SJGL）、集控主站圖形軟件（JKFW-TXRJ））、1 臺流媒體服務器（含視頻監控軟件（UTRVS_100））、2 臺視屏顯示器、1 臺遙視工作站（含防誤視頻聯動軟件（UTRVS_LKG_ST）、遙視系統客戶端軟件（UT-RVS_License））、1 臺視頻監視主機等。

（7）2 號總變增加3 臺服務器、5 臺工作站。

2.2 創建物理鏈路

1 號總變和2 號總變電氣監視與控制系統集中運維提升包括監控系統、防誤系統、保信系統、電纜在線測溫系統、智能巡檢系統、高壓電纜故障預警系統。監控系統采用遠程工作站延伸的方式，分別從1號總變的主網交換機和II 區交換機延伸網絡到2 號總變，1 號總變原有工作站保持不變，在2 號總變增加監控工作站，并在2 號總變安裝南瑞監控系統的客戶端軟件，確保1 號總變的主網交換機、II 區交換機與2 號總變新增加的主網交換機、II 區交換機相連通。1號總變和2 號總變的通訊連接采用光纖聯通，1 號總變的全部系統（監控系統、五防系統、保信系統、電纜在線測溫系統、智能巡檢系統、高壓電纜故障預警系統）延伸至2 號總變客戶終端，通過轉換接口投至2 號總變LED 大屏或工作站進行一線運行數據、運行工況的監控及電度報表的采集和遙信量的信息查看。

五防、電纜在線測溫、智能巡檢系統、高壓電纜故障預警系統采用與電力調度主站相同的方式，從1號總變延伸網絡到2 號總變，1 號總變原有工作站保持不變，在2 號總變增加相應的交換機和工作站，并安裝五防、電纜在線測溫預警、智能巡檢系統、高壓電纜故障預警系統的客戶端軟件。

電氣監視與控制系統集中運維提升結構示意如圖1 所示。

2.3 智能系統管理平臺

智能系統管理平臺能夠對機器人、固定視頻進行統一管理，對巡檢任務進行規劃，使機器人按照預定策略對巡檢對象進行數據采集，并將采集的數據進行存儲、分析，判斷設備的運行狀況。系統管理平臺軟件主要由實時監控模塊、數據統計模塊、報表系統、地圖編輯模塊、任務管理模塊、系統設置模塊和系統集成模塊等組成，除了能控制機器人執行相關巡檢任務外，還具有數據采集、儲存、統計、檢索、報表、智能分析等多種功能。

（1）數據采集。可通過自動或遙控實現數據采集，智能設備根據平臺軟件設置的任務策略自動調整角度、相機焦距，對目標監測點進行數據采集或運維人員通過平臺界面的遙控面板手動控制智能設備對某個監測點進行數據采集。

（2）錄像識別。智能設備通過可見光相機采集現場設備、環境的視頻圖像數據，并通過通信網絡上傳至管理平臺進行存儲、分析、展示，實現現場設備、環境的視頻監控。

（3）溫度數據采集。系統通過紅外熱成像儀對現場設備進行紅外圖像數據的采集，從中提取出設備的溫度信息，實現對設備的溫度檢測。

（4）局放數據采集。室內輪式巡檢機器人、室內巡檢機器人搭載局放檢測儀，檢測開關柜等柜體設備內局部放電情況，并將檢測數據實時傳至管理平臺服務器中進行存儲、分析，當機器人發現柜體局部放電處于異常狀態時，管理平臺能立即觸發報警，提示管理人員盡快處置。

2.4 實時監控

系統管理平臺能夠實時觀看監控圖像掌握現場情況，獲取各種數據和狀態信息。在變電站平面圖上，可查看對應攝像機、智能巡檢機器人等設備的布點位置，通過平面圖可查看各個監控點設備的分布情況、基本信息、觀看實時視頻，查看實時信息（圖像信息、報警信息、系統日志信息、操作日志信息等）。當系統發出報警時，可推出對應報警位置的聯動畫面。

同時系統可以同屏任選監視多路視頻信息，即可同屏監視升壓站的多路實時圖像信息，可對圖像信息進行隨時切換，具有選擇單畫面手動切換、單畫面自動輪視等多種方式。

3 結束語

通過對電氣監視與控制系統集中運維提升，在1號總變建立智能巡檢系統，將設備運行的狀態信息、視頻圖像信息進行整合和集成，實現定期智能巡檢、電氣設備狀態識別、設備缺陷識別及智能告警聯動等，并將采集的信息數據通過軟件進行分析對比，判斷設備運行狀況。24 h 全方位不間斷遠程監視、實時狀態分析，對電力設備的監視、控制更加可靠，確保系統運行的延續性。實現1號、2號總變所監管的電力設備集中監控，將一線、二線的電力設備進行統一協調管理，根據生產裝置運行情況合理調節全廠供電系統運行指標。

參考文獻

[1] 曹亮，鄒榮盛，張巧玲. 智能輔助控制系統設計研究[J].電力學報，2015，30（2）：149-155.