无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统的研制应用

尹自力

无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统的研制应用

尹自力

（国网湖南省电力公司湘潭供电分公司 湖南湘潭 411100）

现在无人值班变电站夜晚及室内光线较暗时工业监控无法使用，辅助环境报警难以得到及时发现，应急响应速度难以得到有效控制的问题严重影响着大检修管理模式下无人值班变电站工作模式的推进。本文通过分析无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统的研制应用，描述了该系统对提高无人值班变电站运行供电可靠性的作用。

无人值班变电站；辅助环境；智能控制系统

目前变电站普遍实施无人值班管理模式，并且随着电网的发展，变电站的数量越来越多，而变电站的站均维护人员则越来越少；现在变电站虽然采用了一定的数字化监控技术，对变电站的一、二次设备安全等问题进行数字化监控，但是灯光、空调、通风、大门等并未进行数字化监控；经常出现应急处置时需拐到基地站接钥匙影响应急处置快速处理的现象；夜晚及室内光线较暗时，监控人员通过监控摄像头巡查设备或查找异常时却什么也看不清，而把全站灯光打开又浪费电能，且容易聚集蚊虫影响站容站貌。

1 国内外研究现状

为解决以上问题，有的单位采取在变电站请人担任门卫值守，但随着国网公司成本预算压缩，现在已做不到在每个变电站请人担任门卫值守，110kV及以下变电站基本取消聘请门卫人员；运维班组、检修人员、管理人员等到变电站工作都必须去基地站接钥匙，运维班组为了避免应急处置时接钥匙的麻烦，在班组车辆上都配置了变电站钥匙，但还是经常出现钥匙被借走乃至丢失的现象；至于方便室内摄像头监控的问题，有的单位采取打开窗帘采光，但蓄电池室又必须关窗帘，防止阳光直晒蓄电池，而且采取这种方式时，一到晚上工业监控就基本失效；有的单位则室内采取紧闭门窗关上窗帘，同时打开室内室外灯光，这样倒是能够保证工业监控的作用，但随着时间的延长，站用电电量升高，灯具损耗增加，变电站室内外蚊虫、蛛网、积灰严重影响站容站貌，且增加了运维班组换灯及卫生清扫的维护工作量。因此，将变电站灯光、空调、通风、大门等实现数字化监控成为摆在运维人员面前的课题。

2 项目内容及主要工作

该项目拟建设一套变电站辅助环境远方智能控制系统。在远方值班室设置管理主机，将变电站的大门锁和主控楼锁更换为远程智能锁。可实现进站人员在无需钥匙的情况下，由远方值班人员确认身份授信后，开启智能锁进入变电站工作。该系统还可集成空调远方控制、灯光远方控制、风机远方控制、水泵远方控制、加热器远方控制、SF6气体泄漏在线监测、室内温湿度在线监测、故障录波分析数据调阅、视频系统远方缺陷跟踪于一体，实现对无人值班变电站辅助环境的远方智能控制。系统由变电站环境监控子系统、SF6气体泄漏在线监测子系统、智能门禁管理子系统、采暖通风及空调控制子系统、水泵控制子系统、远程灯光控制系统、数字化故障录波分析系统等组成，各子系统可以独立运行，也可组合部署。

3 项目预期目标

该项目将建设一套变电站辅助环境远方智能控制系统，对110kV双马、韶山变电站的空调、灯光、风机系统和SF6气体泄漏监测、室内温湿度监测、大门及主控楼锁具进行改造，实现对试点的110kV双马、韶山变电站辅助环境的远方智能控制。

4 项目技术原理

变电站综合监控辅助系统运用嵌入式软件技术、数据库技术、采集控制技术、视频技术、组态技术、传感技术、IEC61850规约技术、激光检测技术、网络通信技术自主研发针对变电站设备工作环境的安全生产综合管理系统，系统将变电站环境监控子系统，SF6气体泄漏在线监测子系统，智能门禁管理子系统、采暖通风及空调控制子系统、远程灯光控制系统、数字化故障录波分析装置等各独立辅助系统数据和功能整合起来、实现信息共享和互动。为电网安全生产指挥提供数学化操作平台。该平台将给传统管理模式带来深远影响，实现了对资源环境的科学管理、综合分析、与评价并提供辅助决策，形成了高效的运作体系，通过INTENET网络实现资源环境信息共享。

5 项目关键技术及创新点

（1）无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统软件逻辑架构

①采集系统在逻辑上分为综合处理层、通信层、采集层三个层次，在每个层次中又可划分为若干子层和模块，各层次和模块形成统一的整体，协调完成系统完整的功能。

②综合处理层又分为监控管理业务应用、前置采集平台、数据管理平台三大部分。业务应用实现系统的各种采集管理、设备管理、负荷管理、状态管理、综合查询、WEB发布及基于所采集原始数据的各类统计分析应用的业务逻辑。前置采集平台根据采集任务调度机制进行监控设备状态信息、操作信息等采集，负责多种通信方式采集设备的网络接入和通信报文的加密解密，并进行规约解析和转换，完成数据入库和转发等功能；同时，前置采集平台接收采集业务应用的参数下发、数据召测指令进行设备远程维护，并接收终端控制执行指令对带控制功能的设备执行相关控制操作。

③通信层是采集主台和采集设备的纽带，提供有线和无线的通信信道，为工作站和设备和信息交互提供链路基础，主要采用的通信信道有：RS485/323/422、TCP/IP、3G/GPRS/CDMA 无线公网。

④采集设备层是采集系统的信息底层，负责采集和提供整个系统的原始数据。

⑤对于与其他系统如综自系统、调度系统等系统的数据共享可根据不同数据采用不同的共享方式。对于实时性要求不高的可以采用中间库方式，对于实时性要求高的，可以通过数据中心接口直接传送，这样可以保证系统数据的安全、稳定。

（2）无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统由变电站环境监控子系统、安全防范子系统、SF6监测子系统、智能门禁管理子系统、空调控制子系统、灯光控制子系统等组成，各子系统可以独立运行，也可组合部署；该系统和工业监控系统统一组屏，屏内设备有辅助环境控制系统主机、显示器、门禁控制器、串口服务器、工业监控主机、UPS电源。

（3）环境监测子系统、安全防范子系统、SF6监测子系统通过变电站内温度传感器、湿度传感器、SF6浓度传感器、氧气浓度传感器、烟雾控测器等前端采集设备采集变电站各室内环境信息。当监测到极端天气状况时，智能辅助系统后台会发出告警信息，提示运维人员加大巡检密度，以保障设备在极端天气条件下的正常运行；当监测到烟感报警时，会提示远方值班人员利用工业监控排查是否误报警；当监测到GIS室SF6浓度报警时，会提示远方值班人员并开启风机通风。

（4）智能门禁管理子系统可使用门禁卡开门，到变电站检查、工作人员则可与远方值班人员联系后，远方值班人员通过工业监控摄像头确定进站人员身份后进行远方开门。

（5）空调控制子系统可以设定空调开启、关闭的温度条件，结合室内环境温湿度，判断是否需要开启、关闭空调，也可由远方值班人员控制开启、关闭空调。

（6）灯光控制子系统可由远方值班人员控制开启、关闭灯光，既可节约电能又可给工业监控检查设备时提供辅助灯光。

6 项目测试过程及结果

该项目在110kV双马、韶山变电站进行了应用，通过现场测试，运维人员携带一张门禁卡可实现多个变电站开门；其他允许单独巡视变电站人员可直接到变电站后，再联系远方值班人员开门；工业监控可实现全天候室内外巡检；变电站室内温湿度、烟雾情况、GIS室SF6浓度都能得到监控，出现异常能正常发送报警信号，便于运维人员迅速处理。

试点的110kV双马、韶山变电站辅助环境远方智能控制系统2016年运行情况良好，未发生维护费用。

7 无人值班变电站辅助环境远方智能控制系统项目效益分析

7.1 社会效益分析

该项目和变电站一、二次设备监控系统结合在一起使用后，能对无人变电站实现全方位监控，使设备运行状况的控制、异常及故障的处理速度得到提高，提高了无人值班变电站运行供电可靠性，为电力企业向社会提供更好的服务起到了良好的作用。

7.2 安全效益分析

该项目的应用解决了无人值班变电站夜晚及室内光线较暗时工业监控无法使用，辅助环境报警难以得到及时发现、应急响应速度难以得到有效控制的问题，减少了设备安全事故，提高了无人值班变电站的运行监视质量，扩大了运行监视范围，提升了电力企业的安全管理水平。

8 结论

该项目研制的变电站辅助环境远方智能控制系统在国内同类应用中处于领先水平，可将变电站的环境信息、空调信息、门禁信息、灯光信息、风机信息、水泵信息、加热器信息、故障录波等信息进行采集，并进行综合管理和控制，保证变电站辅助环境的正常、稳定和自动化运行；该项目和变电站现有的一、二次设备监控系统有机结合，可实现对变电站的全方位监控，该项目可靠性高、适用性好、易推广。

TM76

A

1004-7344（2016）33-0053-02

2016-10-16

尹自力（1972-），男，工程师、高级技师，本科，主要从事变电运维管理工作。