无人值守监控技术在变电站中的应用

无人值守监控技术在变电站中的应用

靳璐

内蒙古电力（集团）有限责任公司呼和浩特供电公司变电管理二处, 内蒙古 呼和浩特010010

摘要：目前变电所的各个重要设备都配备了一些电感元件，可以对设备的运行状况进行实时监控，并与“五防”相结合，可以防止误操作。同时，随着现代安保技术的不断发展，电力系统内部的安保工作得到了极大的改善，通过视频技术，可以对整个变电站进行全方位的监控，并对各种设备进行表面检测，通过对视频进行计算机视觉和模式识别，可以从大量的视频中提取出有用的信息。本文在此基础上就无人值守监控技术在变电站中的应用进行了简要的分析，仅供参考。

关键词：无人值守；监控技术；变电站；应用

1无人值守变电站的优势

无人值守变电站是在智能变电站的基础上发展出来的。无人值守变电站是以信息技术、数字化技术等为基础，对变电站实现智能化监控管理等功能。其主要特点是站内不设固定值班人员，仅有少数人员对计算机系统进行维护，主要通过远程设备监控，定期巡视维护来保证其正常运行。无人值守变电站节省大量的人力、物力、财力，提高终端用电效率，而且提高了电网的综合管理水平和发展潜力。无人值守变电站的优势如下：1）功能单元模块化（尤其是对应物理形态上的模块化），使无人值守表电站的整个系统可以方便地拆卸、运输、易地重组和重复使用，可以满足滚动开发中的供电需求。2）无人值守变电站一般都配置功能更强大的智能保护方案和智能检测系统，在全新的智能保护方案下，通信流程更便利、通信机制更可靠，可以实现智能保护的全程化、信息化、自动化和远程化，智能检测系统还可以保障无人值守变电站的安全性。3）无人值守变电站的全部硬件都在厂区内研究、开发和设计，包括组装、连线以及调试，都是在生产厂区内完成。当在使用现场进行安装时，只需要功能单元模块之间连线即可，工作量大幅度减少，可能出现的错误也非常少，可以保证变电站在现场工作的质量。4）无人值守变电站的安装对现场条件的要求非常低，不需要进行繁重的安装前准备工作，只需要简单的土地平整、安装区域清理腾空即可，不仅降低了现场安装难度，而且也缩短了变电站的施工周期，可以使其以最快的速度投入使用。

2无人值守监控技术在变电站中的应用

2.1无人值守变电站监控需求

无人值守变电站监控需求大致有以下几点：（1）对整个变电站厂区的环境进行远程监控和监听，并配备相应的通话功能；（2）对变压器、断路器的一些重要设备要实时观察外观变化及运行情况；（3）对TV、TA、电缆接头以及绝缘体等高压设备的运行情况进行实时监控；（4）时刻监控隔离开关和接地开关的开合状态；（5）对变电站内的易燃设备实时监控；（6）具有周界告警联动功能，实现对异常人员的自动监视、以及重要设备的防火预警；（7）监视器采集的视频图像，经雷达视频融合技术融合后，通过以太网传送至监控中心。根据变电站监控工作的实际需要，可人工划分重点监控区域，开启报警提醒功能。不仅如此，还可对重点监控区域划分险情等级标准，根据险情等级的不同采取相应的应急手段。

2.2远方监控中心建设

在实际运行过程中，基于SD-6000电网调度自动化系统开发的远方监控系统出现了综合接入容量饱和、后续无人值守变电站无法接入等问题。考虑到电网未来发展，经过论证，大庆油田供电公司提出了“对远方监控系统升级，建立星火、会战两个监控中心”方案，其监控主站建设主要包括硬件体系建设、软件体系建设2个部分。第一，硬件体系建设。（1）硬件配置。监控中心硬件配置服务器柜2面，交换机柜1面，前置机柜1面，值班员工作站4个(或2个双屏显示)，维护工作站1个，报表工作站1个、打印机1台；系统时钟采用双网配置；前置系统最多可接入96座变电站；星火监控中心增加了大屏幕显示单元，实现“分屏、多任务”显示。（2）关键技术。前置数据采集使用按口值守技术监视主备用通道，解决双机一忙一闲问题，保证负载均衡运行高效，及时发现通道故障；使用前置数据保险箱技术，解决通道瞬间故障造成的数据丢失问题。第二，软件体系建设。（1）软件配置。监控中心软件包括操作系统层、支撑平台层和应用层3个层次，其中操作系统层选用LINUX和WINDOWSXP操作系统；支撑平台层是整个体系结构的核心，分为集成总线、数据总线、公共服务3个部分；应用层主要选用OPEN-3000SCADA监控系统。（2）关键技术。OPEN-3000SCADA监控系统遵循IEC 61970，IEC 61968国际标准设计，提供统一标准的网络通信平台和数据访问平台。系统标准、开放、接入能力强，理论上可以无限大，目前国网最大接入数量为300座，运行一切正常。

2.3报警联动及应急控制

集控中心监测到变电站状态异常时进行报警联动，确定预警等级。根据需求，共设计一级、二级、三级3个预警等级，当异常概率值未超过30%时，集控中心联动报警等级为一级；当异常概率超过30%但未超过60%时，集控中心联动报警等级为二级；当异常概率超过60%时，集控中心联动报警等级为三级。一级报警说明无人值守变电站异常程度较低，7d内完成维修即可；二级报警说明无人值守变电站异常程度较高，危害性较大，集控中心发出应急控制决策输出为24h内完成对异常区域维修；三级报警说明无人值守变电站异常程度非常高，危害性非常大，集控中心发出应急控制决策输出为立即维修异常区域，控制器控制异常区域的隔断开关开启，切割异常区域，将该区域的异常对无人值守变电站的影响降到最低。通过以上报警联动和应急控制，即完成了基于物联网技术的电网无人值守变电站集控中心的自动监控。

2.4电力设备主辅系统联动信号

近年来，集中式辅助设备的使用越来越普遍，其中，主设备的信号联动是对辅助设备进行集中监测的一个重要作用，它可以确保电力系统的稳定运行，提高电力系统的安全、稳定。解决变电站设备分闸操作结果确认存在的判据问题，采用现代影像技术，研制运行信息自动协调界面，以确保主设备监控系统与辅助设备集中监控系统的联动作用，主要指主设备监控系统发出信号，辅助设备监控系统自动弹出监控对象相关视频，为集控站工作人员延伸视觉至现场设备位置提供便利。在主机和附属设备的中央监视系统中，采用TCP的文字形式进行报文，并根据CIM/E的格式进行文字说明。当主机监视系统被遥控或有异常信号时，除了本身的系统进行相应的操作之外，主机监控器还将事件目标的信息传送给副装置的中央监视系统。视频连接主要用于主设备监控系统传送其连接设备的资源，并将辅助设备集中监视系统中的预置位信息进行对比，实现对站点名、设备名的完整匹配。与事先设定好的监控策略相结合，显示对应刀闸和开关的监控，监控刀闸和开关的动作，方便工作人员监控刀闸的开合的情况，为下一步的操作提供了重要的参考。报警联动界面主要用于发送事故信息、异常信息、变位信息、超限信息、通知信息和保护信息。辅助装置集中监视系统将预设的摄像头与预设位置相结合，并与完成设定策略相结合，以多角度记录事故发生前后的装置状况。

3结束语

总而言之，在综合考虑变电站地理环境、设施布局、气象条件等复杂因素的影响下，利用各种传感器、视频等多媒体技术对变电站的综合信息进行综合的采集，并通过监控信息分析系统对所收集到的数据进行分析、处理，通过远控端实现远程控制，利用一个好的平台对以上过程进行高效整合后形成的技术对变电站监控将是一个革新，对我国未来的电网监控运行、维护以及检修将具有里程碑的意义。

参考文献

[1]韩译锋,闫云凤,齐冬莲,等.目标物智能跟踪与分割融合算法及其在变电站视频监控中的应用[J].中国电机工程学报,2020,40(23):7578-7587.

[2]姜辉,滕磊,窦雪亮,等.变电站无人值守智能巡检机器人的构建与设计[J].设备管理与维修,2022,(16):104-106.

[3]万锴.500kV变电站“无人值守+集中监控”数字化转型运维模式分析[J].低碳世界,2022,12(4):102-104.