变电站自动化综合智能监控系统建设研究

马 冰（国网江西省电力公司九江供电分公司，江西九江332000）

变电站自动化综合智能监控系统建设研究

马 冰（国网江西省电力公司九江供电分公司，江西九江332000）

伴随计算机技术和网络技术的不断发展，使得我国各行业领域中自动化建设速度也在不断提升。而伴随人们对电力能源需求量的增加和依赖性的增强，也使得推动变电站自动化建设变得尤为重要。作为变电站系统中的重要组成，其智能监控系统综合性能和自动化能力的高低，也会对变电站整体工作效率和电力运输质量产生直接影响。对此，本文以变电站为立足点，就其建设自动化的综合智能监督控制系统进行细致的研究。

变电站；自动化综合智能监控系统；建设

引言

对变电站来讲，其自动化和智能化建设是确保电网系统智能化、现代化建设目标得以顺利完成的关键因素。现阶段，我国大部分变电站在智能化建设过程中采用的都是一次设备智能化建设方案，其建设水平仍旧停留在设备状态监测和检修等方面，对于监控功能系统的智能化和自动化建设力度相对较为薄弱。因此，为了有效提升变电站输送电的安全稳定，提升电网系统的服务管理质量，做好变电站内部智能监控系统建设，推动变电站自动化管理快速发展十分必要。

1 智能变电站的优越性

智能变电站较之于常规变电站与数字化变电站具有显著的优越性。智能变电站之中的各种电气设备都是智能设备，这些设备大多应用了较为先进的技术，具有集约程度较高、经济环保以及可靠性高等优点，而且运行的速度较快，运行的效率较高。据相关调查研究发现，智能变电站的主要要求为：各变电站间实现信息共享的标准化、通信平台的网络化、信息交流的数字化等。在变电功能得以实现的过程中，智能变电站系统可以自动的完成一些工作，比如说：对各种信息进行采集、保护与测控等，并且能够依照电网的设计运行状况，实现一些高级的功能，比如说：对电网开展实时的自动控制，对电网予以智能化的调节，将应对各种突发问题的决策给制定出来，以及与附近变电站开展信息互动并且推动变电站对电网的控制作用得以实现。就运行与处理上，智能变电站彻底实现了数字化功能，其对所有数据的收集、处理以及输入、输出等都应用了完全数字化方式，较之于过去，数据的精确度得以有效的提高。智能变电站数据处理数字化的实现，对于整个有效支撑整个电网具有非常重要的意义，这远远超过数字化变电站的优越度。除此之外，智能变电站可以在线对电网予以监测，全部智能电气设备都能够实现体系化，这种体系具有可靠以及紧密的优点。所以，智能变电站是众多智能技术的重要集成体，其能够实现高级的互动，使得不同型号的而设备可以开展高效的连接，从而使得电气的利用率得以有效提升。

2 智能综合监控系统结构

随着当前我国相关部门对建设变电站要求的提出，使得变电站的智能综合监控系统已经成为了变电站建设工作中的必然要求。在阶段，变电站的监控系统主要分为了省级主站系统、变电站终端系统以及地区级主站系统这三个级别。其中，省级主站拥有查看其所辖省内所有变电站环境和视频信息、统计地区级主站实际运行和工作情况的权利；地区级主站拥有监控辖区内所有变电站视频环境信息，以及统计其工作情况的权利。一般情况下，省级与地区级的应急指挥平带主要是依靠Web客户方位这种方式来接入到与之相对应的主站之中，其访问全面是由相应主站授权而获得的。与此同时，变电站中终端监控单元内的战端传输工作主要应用的是TCP/IP的传输方式，组网内所有设备采用的都是统一集中数据监控采集设备，设备采集标准为IU机架式的设计方式，其智能采集设备上方存有一个IP接口，下方存有八个RS485/232接口，十二路数字量输入以及八路数质量输出。此外，监控采集设备本身的接入和转换功能十分的强大，不仅能够作为水浸和温度等监控量，借助传感器设备完成A/D转换，还可以利用RS485/232接口同智能设备连接，完成监控系统的综合智能建设。

3 智能变电站电气设备智能监控系统的硬件设计

变电站电气设备智能监控系统的硬件设计包括5个模块，分别是声音信号处理模块、人机交互模块、声音信号采集模块、电源模块和故障判别模块。其总体结构图如图1所示。

图1 变电站电气设备智能监控系统的硬件结构图

在进行硬件设计中的声音部分硬件的时候要注意其处理速度要快，并且要有比较强的数据库管理功能和人机交互功能，同时可以在多种环境下保持其正常的性能，还要具有很强的扩展性。

4 终端监控单元建设

4.1 温湿度监测

在安装温湿度监控设备时，相关人员需要以变电站实际占地空间我依据，在变电站内部完成温湿度传感器设备的安装工作，以便确保站内各个时间段的温湿度变化可以得到实施的监控功能控制[1]。在变电站的智能检测系统中，传感器设备发出的信号一般会被接入集中数据监控中心平台的采集器之中，而后在依靠该采集器将收集到的温湿度变化值及时的传输到响应的监控中心平台上。这样一来，变电站监控管理人员便能实时掌握站内各个位置实际的温度和湿度，一旦站内实际温湿度超过了限定要求，监控系统就会发出警报，提示管理人员及时对系统进行条件，从而保证变电站内部设备可以处于安全稳定的运行状态中。

4.2 漏水监测

就变电站本身来看，其内部安装的空调设备周边会因为设备在安装过程中的一些施工点而出现漏水情况，为变电站正常运行埋下安全隐患[2]。因此，在建设智能监控系统时，相关人员需要在空调的周边以及站内可能会出现漏水情况的位置安装漏水检测线路，并在该线路中的合理位置安装标准的漏水信号传感器设备，将此种传感器同集中数据监控系统中的采集器连接起来。这样一来，当变电站内部出现漏水现象时，其具体位置和情况就能够被及时传输到监控系统中，触发警报，从而得到及时的缓解和处理。

4.3 视频系统监测

在建设变电站智能监控系统时，相关人员需要对监控范围内存在的所有设备进行实时的视频监控。按照我国地区级主站现象的视频监控系统建设要求，在建设该监控系统的过程中需要将管理人员需要的视频以组播或者是IP单向播放的方式实时上传到相应监控中心平台上，从而更好的满足多个用户同时方位同一视频的传输要求[3]。其次，需要设定具体的监测时间，管理人员要按照要求的时间间隔对变电站内部所有摄像机的运行情况进行视频巡视检查。具体的巡视检查对象，管理人员可以随意设定，但一定要保证视频巡检系统具有移动检测和自动跟踪的功能，从而保证视频系统的监测质量和效果。

5 智能监控系统的实际应用

5.1 Lonworks通讯1系统网络建设

在变电站之中，Lonworks属于站内保护装置[4]。其中，上位机属于Lonworks通讯，而监控系统中使用的计算机则需要配置相应的Lonworks卡和CSE201远动。其具体应用如图2所示。

图2 Lonwork s通讯1系统网络图

5.2 Lonworks通讯2常用系统网络图

在智能变电站系统中，因为Lonworks通讯属于现阶段常用的保护装置，而站内上位机主要是以太网作为通讯网络，CSE101负责转发当地的变电站监控，CSE201负责转发远距离变电站的监控信息。其具体的工作状态如图3所示。

6 保护测控系统在智能变电站中的作用

保护测控系统是组成智能变电站自动化系统的重要部分，负责采集、处理变电站内数据，控制断路器、隔离开关等一次设备。保护测控系统处于变电站自动化系统的间隔层中，我们可以通过保护测控系统对变电站的现场信息进行收集、处理与分析。保护测控系统集保护、测控两个功能于一体，保护和测控功能既相对独立，又能融合工作。使用了保护测控系统的智能变电站的优势在于可以大量减少二次接线，既提高了自动化系统的可靠性，又能节省了资金投入。

相对于一般的微机保护装置，保护测控装置有下列几个区别：

图3 Lonwork s通讯2常用系统网络图

（1）在功能方面，保护测控装置把一般微机保护装置原本分开的微机保护装置和微机测控装置的功能合并。

（2）在内部结构方面，一般的微机保护装置采用单个CPU完成整个系统的管理，而保护测控装置采用了多个不同的CPU，分别负责完成保护、测控和通信管理功能。

（3）在保护装置硬件方面，保护测控装置比一般的微机保护装置增加了单独的测量CT、计量端子、测量端子、状态量端子。

7 结束语

总而言之，计算机网络上技术的发展在一定程度上也推动了监控系统的快速发展，而变电站内部的智能化综合监控系统又是变电站自动化发展的有一个新阶段。该监控系统的顺利建设，不仅可以为电网系统的自动化、现代化、智能化建设奠定良好的基础，还可以降低遥视用户时的工作成本，提升变电站监控水平和质量，促进我国社会经济健康稳定可持续发展。

[1]郑剑云.35kV智能变电站综合自动化系统的设计与应用[J].电工电气，2014，07：62～64.

[2]徐艳松，朱联联，王玉博，等.变电站综合自动化监控系统网络设计及应用[J].电器工业，2014，10：67～74.

[3]黄亮浩.基于IEC61850的智能变电站综合自动化系统研究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2011，10：289～290.

[4]吴征程.IEC61850智能变电站综合自动化系统分析与应用[J].科技创业家，2013，08：144+183.

TM63

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2095-2066（2016）24-0064-02

2016-8-10