辅助设施监控系统在变电站的应用

鲁明+朱金龙+胡凯

【摘 要】 各类辅助设施在维护变电站安全稳定运行方面的作用日益增强，但由于目前标准规范不健全、设备分散，在运行和维护方面存在较多问题，本文提出了辅助设施集中监控平台的应用方案，通过将各类信息集中处理，解决了辅助设施分散导致的信息收集困难和维护不便等缺陷，实现远程监控和大数据的存储分析，并展望了平台实施后对专业人员带来的运维质量和管理水平的提升。

【关键词】 变电站  辅助设施  监控  大数据

随着电网规模的发展壮大，作为电力能源输送节点的变电站在电网中的重要作用日益凸显，为确保变电站的安全稳定运行，除提升设备质量、加强人员巡视等常规手段外，各类站内辅助设施也在逐步发挥着更为重要的作用。

1 存在的问题

变电站辅助设施包括环境监测、安防保卫、防火排洪、视频监控等多种类别，由于生产厂家众多，且前期重视程度不够，没有制定统一的技术规范标准，导致各类辅助设施在运行和维护方面存在较多的不可靠因素，各类设施分散布置，功能独立，仅能就地查看和操作等特性，使得设备出现问题时无法及时发现和处理，无法达到辅助设施预期的效果。针对这一问题，提出变电站辅助设施监控平台的应用，通过集中及远程监视和控制，及时发现问题，以期辅助系统发挥应有的作用。

2 改进思路和目标

辅助设施监控平台计划对变电站内所有未接入调度监控系统的各类在线监测装置和辅助设备进行监控管理，该平台建立在各类设备的通信功能日益完善的基础之上，通过通信协议，将辅助设施统一接入站内辅控系统主机，由辅控主机上传网络，通过网络传输，可以实现站内和远程的监控功能，后期可建立远程服务器，实现对所有变电站辅助设施数据的监视和存储，进行大数据分析。辅助监控系统结构如下图1所示。

通过变电站辅助设施监控平台的应用，一方面解决原有装置分散、独立或仅有就地服务的状况，实现了系统实时监测、故障告警、趋势告警和预警，以及快速发现、定位并确定设备故障原因的目标，提高变电设备信息化和智能化，实现变电站全面、实时的监控要求;另一方面，随着接入系统的变电站数量逐步增加，通过大数据分析，可以为变电运行、变电检修、生产管理、设备招标采购等多个领域提供专业化、差异化的专家级应用服务，提高变电生产运行的精益化管理水平。

3 实现方式

根据系统结构图1，变电站辅助设施监控系统分为三部分，一是信息收集单元，即各类站内辅助设施;二是信息处理单元，即站内辅控系统主机;三是信息应用单元，即站内及远程的监控主机及数据服务器。

3.1 信息收集单元

信息收集单元是辅助监控系统所监测的装置对象，即站内各类辅助设施，目前包括一次设备辅助、环境安防、电能质量、公用设备等多个种类，装置具体包括了SF6监测装置、蓄电池在线监测系统、直流系统相关监测装置、油色谱在线测试仪、门禁系统、火灾报警、温湿度显示及控制等等。

（1）环境监控子系统：由温湿度传感器、SF6探测器、风速传感器、水浸探测器、水位采集传感器、空调控制器等组成。（2）视频监控子系统：统一接入变电站原有视频监控系统。（3）防盗报警子系统：包含门禁系统、安全警卫子系统。门禁子系统由门禁控制主机、读卡器、开门按钮、电磁力锁、连接电缆等组成。安全警卫子系统由红外对射报警器、红外双鉴报警器、电子围栏、报警主机、连接电缆等组成，报警信号的硬接点输出可连接到站端视频处理单元或环境数据处理单元的硬接点输入接口，同时具备与公安110联网接口。（4）辅助设备智能控制子系统：由灯光、水位、风机、水泵控制单元等组成。（5）火灾报警子系统：由智能接口设备、火灾报警控制器、声光报警器、各种感温感烟探测器等组成。（6）在线监测子系统：由直流系统、蓄电池在线监测系统等组成。现场设备安装、接入，以区域为单位进行布线，与变电站智能终端之间以网络、串口进行通讯。

3.2 信息处理单元

每个变电站配备一台变电站智能终端，终端通过串口（RS485/232）或网络口与现场的智能设备连接，部分老旧设备可采取硬接点方式接入，智能终端负责变电站所有辅助监控设备的信息采集、规约解析、数据过滤、告警计算，同时提供数据缓存和存储。每个智能终端均分配有固定的IP地址，可以将数据实时传送至生产管理信息系统，供站内及远程计算机访问数据并提供就地及远程控制功能。同时为方便数据的采集和存储，智能终端提供对外的透传接口，提供给集中平台进行透传采集分析，进行后期的大数据应用。

3.3 信息应用单元

由于目前变电站已基本实现无人值守方式，所以能够远程监视变电站实时状态的功能就变的至关重要，通过网络传输，运维人员可以在班组实时监视辅助设施的运行状况，及时发现异常，消除事故隐患。远程服务器布置在公司通信机房内，包括web应用服务器、统一调度任务集群服务器和业务数据库服务器，负责汇总和处理所有下属变电站的监测数据，保存汇总信息和结论性数据，通过电力信息内网和变电站智能终端进行交互。

4 平台应用优势分析

通过变电站辅助设施监控平台的建立，构建信息收集、处理和应用的三层平台，汇总各变电站辅助设施监测数据，满足不同岗位、不同专业人员对设备信息的需求。一是为运行人员提供实时的、直观的、全面的告警和故障信息;二是为检修人员提供及时准确判断设备缺陷和故障的技术数据;三是为专业管理人员提供全方位统计、对比、分析等决策依据;四是实现在线监测及辅助设施信息的统一智能采集和分类存储，为专家提供了远程诊断手段和专业分析工具，为大数据分析应用提供了可能。endprint