电力系统辅助设备监控系统信息接入研究

国网江西省电力有限公司检修分公司 刘 嘉 郑力文

近年来，电力系统自动化程度提高，变电运行人员逐步减少，变电站逐步实现少人值守和无人值守，电力系统辅助设备监控系统随之逐渐进入人们的视野。传统变电站依靠人力对消防报警系统、电子围栏系统等辅助设备进行信号监控，工作效率较低，占用大量的人力资源，无法适应电力企业降本增效、工商业电价下降的趋势。电力系统辅助设备监控系统做到多系统的综合监控，集中管理，增加了系统的集成度和可用性，降低了系统的管理成本，更好的适应了当下智能电网的要求。本文从电力系统辅助设备监控系统发展历程、各子系统接入方式、联动方式、网络连接方式等方面着手，对其进行综合性的研究。

1 辅助设备监控系统的发展历程

传统的变电站监控系统一般指的是主设备监控系统，包含传统的自动化监控系统、继电保护、自动装置等设备，是集保护、测量、控制、远传等功能为一体，通过数字通信及网络技术来实现信息共享的一套微机化的二次设备及系统。由于电网长期实行变电站有人值守，消防、安防、视频等系统并未完全接入主设备监控系统，而是长期由变电运行人员进行现场检查维护，新兴的变电设备在线监测装置，动力环境监测装置出现后也需要一个统一、标准化的平台对其进行监控，信号处理，电力系统辅助设备监控系统应运而生。

2 安防系统的接入方式

安防系统是电力辅助系统中的重要组成部分，主要包括电子围栏系统、视频监控系统、红外对射防入侵系统和门禁系统等，其中最重要的是电子围栏系统和视频监控系统。电子围栏的常见接法有两种，无独立电子围栏主机时，可以将告警信号的开关量接入视频监控系统的硬盘录像机，借视频监控系统的通道接入辅助集中监控系统。有独立电子围栏主机时，通过安防通用板卡将电子围栏厂家自有规约转换为RS232/RS485协议、再通过安防IED 转为IEC61850协议，接入辅助集中监控系统。

视频监控系统是辅助设备监控系统中最重要的子系统，大部分的联动需要视频监控系统参与，视频监控系统通过专用接入装置以SDK 方式接入辅助集中监控系统，其中视频类数据传输使用SIP 协议，数据、指令传输采用IEC103/104规约。

3 消防系统的接入方式

消防系统主要是变电站内的楼宇火灾报警系统，因为各火灾报警系统厂家均有各自规约，一般以modbus 规约为主，需通过消防通用板卡将消防报警系统自有规约转换为RS232/RS485协议，再通过安防IED 转为IEC61850协议，即DLT/860协议，接入辅助设备站端监控主机，站端监控主机以IEC103/104规约的形式将消防报警系统数据传输至辅助设备监控总站。

4 在线监测、动环、环境监测系统的接入方式

动环子系统包括动环智能终端、微气象、温湿度、SF6监测、风机、空调、除湿机、照明设备、水浸、漏水监测、水泵、灯光、空调（新风装置）等。在线监测子系统包括主变油色谱、铁芯接地电流、GIS局放、开关在线监测、避雷器泄漏电流在线监测等。环境监测子系统由各类传感器、控制箱、就地模块、温湿度、室内SF6气体泄漏监测、水浸监测、给排水设备等组成。

这些系统不需要使用专用板卡和IED，只需要通过规约转换装置，即可接入辅助设备站端监控主机，再通过数据通道传输至辅助设备监控总站。需要注意的是在线监测装置一般安装在生产调度通信大区，辅助设备监控总站安装在数据通信大区，为了保证信息安全，需要加装正向隔离装置，保证数据的单向传输和物理隔离，维护网络安全。

5 各系统之间的联动

各系统联动的形式主要包括视频联动和非视频联动，视频联动指的是主设备倒闸操作、运行状态确认、主设备故障告警时、各辅助系统如安防告警时，联动相应视频预置位，调取实时视频和录像。非视频联动指的是各辅助子系统间监测和控制功能之间的联动。

典型功能总结归纳，主要为以下四类：安防报警系统入侵时打开相应防区灯光；消防系统火灾报警时联动相关区域门禁系统紧急开门、灯光开启、风机排烟；SF6浓度越线时支持风机启动；温湿度告警时启动空调遥控功能。

6 网络安全要求

辅助设备监控信息接入包含众多辅助子系统，各辅助子系统所处的网络分区各不相同，系统的架构复杂。为了防止各网络分区互相影响，保障网络安全，需采用物理隔离装置（安全网闸）和工控防火墙，对各系统之间采取必要的网络安全维护措施。网络安全维护措施对电力系统的安全稳定运行有着重要的意义。

图1 典型变电站辅助设备监控系统结构

7 网络拓扑结构

目前，各变电站及运维站的辅助集中监控系统分别与位于调度端的辅助设备监控总站建立专用数据通信网网络通道，形成星型网络，这种结构网络的稳定性好，网络传输速率较高，并且易于网络的扩展。由于传输视频信号，需要带宽较大，根据相关规范要求，网络通道带宽至少在100Mb以上。

8 辅助设备监控系统建设环节管控重点

电力系统各辅助子系统涉及的厂家众多，技术升级快，在建设时要注意统筹规划，使用相同的标准、通用接口，为设备升级、改造留裕度。同时，新设备如在线监测装置建设时应在项目可研编制阶段就考虑接入辅控系统。

表1 各辅助子系统建设、接入环节管控重点

另一方面，鉴于变电站户外恶劣的运行环境，辅助监控系统建设时采用的电缆、光缆、网线均应铠装、屏蔽，电缆、光缆之间还需注意光电分离，防止因小动物啃咬、电缆腐蚀等原因导致监控信号中断、电缆沟火灾等严重后果。