基于变电站安全运行的监控系统分析

苏州大学 龚佳骅

基于变电站安全运行的监控系统分析

苏州大学 龚佳骅

变电站的安全稳定运行是电力系统正常运行的基础保证，在这一基础上需要对变电站的日常运行状态、事故发生时的及时检修、事故早处理做到一定的保证，从而阻止事故发生之后故障的范围进一步扩大。本文我们立足变电站的安全运行要求对监控系统作出分析，以监控系统结构设计为切入探讨实现监控的关键技术，进而保证供电设施能够更加适应变电站的操作。

电力系统；监控系统；事故处理；运行

为了减少电力系统运行中出现的重大问题，对变电站进行安全运行的实时监控是非常有必要的。这个过程应该有专门的监控设备进行完成，在对变电站进行监控的时候，需要掌握一定的操作顺序，这在检修过程中也是非常重要的一个环节，能够有效地防止误操作的产生。

一、变电站安全运行监控系统的结构

对于电力系统来讲，监控系统是保证电力供应的主要核心模块，其中监控系统也包括了很多的子模块，每一个模块都具有它的特殊功能。在线监测系统，SCADA系统、遥视系统采集的大量的在线数据和异常报警信息以及各类离线数据为变电站的安全运行监控提供了足够的信息数据来源，其中的多信息源主要是由变电站中的数据信息进行处理之后在经过整合才形成的，包括警报信息、遥视信息以及预告性质的信息。例如警报信息主要是经过一些等级排序之后，对一次信息做出检测功能，得出是否发出警报及发出何等级的警报。监控系统的相应模块主要是将发生异常的模块及时进行处理，针对信息作出具体的分析，通过分析故障找到发生的具体原因，由于什么原因才会造成这类事故的发生，要明确在事故发生的时候需要采取什么样的措施拯救，事故发生之后会对整个系统造成什么样的影响，经过分析之后在得出解决事故的正确措施，通过分析形成正确的事故维修报告。

在变电站中的监控系统中采用的主要方案就是通过数字传输，以IP的形式进行对所控制监控点的管理，其中监控系统中的摄像头主要是通过一种视频接线的形式与编码器进行连接，再经由视频编码器将其处理为IP数据，然后通过网络将这一数据向监控中心进行传送，在传送过程中这些数据将被分为两路，其中一路主要是进入主机进行编码的解码，然后将通过显示设备进行显示，另外的一组数据会被存入存储设备，以数字的形式被进行储存。这种形式的优势就是能够更好地实现对灵活性的扩展，尽管监控数量越来越多，但是并不需要对树干的网络进行一定的改动，就能够灵活的实现。另外还具有方便管理的优势，能够对每一需要管理的监控点进行就近分配，通过权限管理能够对每一个需要监控的人员以及部门进行实时控制。

图1 某变电站安全运行监控系统结构图

如上图监控系统结构图所示，随着电力技术的发展我国多数变电站已经实现了光纤传输连接，在安全运行工作中融合了SMT系统，可以实现更加有效的监控与调度管理。

二、变电站中进行安全监控系统实现所需的关键技术

在进行监控的时候需要的技术主要有对所需采集的数据进行预处理、对报警聚类算法进行相应的研究、通过融合设备进行一些在线的信息监测以及常规异常信息处理、对监控系统中的知识流进行处理与研究、工作人员进行在线的安全评估等。

对采集来的数据进行预处理。监控系统中的异常数据主要都是经过相关的测控单元进行采集的，主要通过计算机中的主模块对这些数据进行分析，在由在线监测的到的数据中的测量反应电压设备的相关绝缘情况，这样的做法在一定程度上能够保证所得数据的的真实性以及有效性。但是这中间还是有很多的不确定因素存在的，很多的数据由于受到诸多因素的影响很容易出现失真的情况，由于很多数据都是有差别的，所以在对系统进行分析的时候会有很多的不便，所以这就需要我们能够进行一些预处理。

对报警算法进行研究。由于系统中可能还会存在很多的无用因素，那么一旦发生事故，这些因素就会对系统造成干扰，所以在事故发生的时候也很可能存在很多种错误。利用报警聚类算法能够在一定程度上解决这些问题，在解决问题的时候要有轻重缓急之分，最重要的问题优先解决，一些无关紧要的问题可以稍后再进行处理，不要让这些问题分散工作人员们的注意力，所以这就要求变电站值班员在遇到事故故障的时候有优先排序。

监测以及分析异常信息。在进行故障信息分析的时候，监控系统提供的结果的正确性会在很大程度上面受到所获得的信息的影响，任何信息都是存在一定的不确定性质的，在线监测器是对变电站相关系统的状态进行监视，起着反映当前设备信息的功能。

对知识流的处理研究。在对实时数据经过处理之后系统会显示故障的主要原因，故障发生的位置，故障解决的大致所需要的时间以及本次故障大致会引起的损失等。对于不同的故障位置需要值班员能够采取不同的故障解决措施，如果不加区分就进行故障排除的话可能会影响故障消除的效果，对于值班员的生命安全也是存在一定的威胁性的。所以说在监控系统监控到系统异常的时候，对于事故的处理流程以及按照故障类型的特点进行整治是非常必要的，在确立突发事故的时候需要工作人员能够及时的定向操作、对整个变电站进行运行检修，在之后对相关人员的工作水平进行考核。

对安全性进行在线评估与研究。在变电站运行的时候，对相关电气设备进行一些定量评估，是依靠在系统具有供电可靠性的要求之上的，应当以实际统计作为基础，对待能力公司或者是供电系统做出合理的可发展实施原则，如果监控系统缺乏可靠的评估研究，那么就会对实际运行状态造成一些不必要的麻烦。

另外还有的变电站可以采用先进的科学技术手段，通过视频监控在一些没有工作人员值班的工作地点进行布控，通过摄像头反馈回来的信息来作出系统检修维护的一些决定，这些摄像头以及相关的设备进行结合，能够在一定程度上实现对入侵因素的识别和及时反馈。一旦系统出现烟火事故或者是有非法停车现象发生，那么这些已经联网相连的设备之间就能够实现信息互通，再通过网络做到及时的将这些发生故障的信息反馈给相关的工作人员，以便与他们及时的采取一些措施进行挽救或者处理。

三、结语

无论是要实现对变电站安全运行监控系统质量的提升，还是要将电力资源进行地区范围有效的调度，都需要我们更加合理和科学的控制系统技术。这些目标的实现是需要将电力系统各种功能进行综合的。想要更好的完成这一要求，就需要工作人员能够将操作变得更简单化、管理措施更加的智能化，以此来保证对监控系统的有效应用。另外由上文中所提及的电力系统的一些特点也能够帮助我们更好地实现变电站在运行时的整体安全水平，可以保证在变电站运行的时候更加的稳定并且安全系数也更高，同时通过监控系统进行故障检测和预防，能够更好的降低变电站在运行时的工作成本，可以更好地提升电力效益发挥。

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