浅谈冶金矿山企业变电站集控站自动化系统建设

王凯 苏际文 于代林

摘要：简要分析了冶金矿山企业变电站集控站自动化系统建设的必要性，详细阐述了集控站自动化系统建设要点。集控站自动化系统实现了变电站的分层、分级管理，提高了企业经济效益。

关键词：冶金矿山企业;变电站;集控站;监控系统

1 变电站集控站自动化系统建设的必要性

目前，鞍钢集团矿业有限公司鞍山地区有18个66 kV变电站，分布于市区周边，变电站分布具有点多、线长、面广的特点，依旧采用比较传统的电网调度方式，已不能满足变电站实际运行需要。近些年来，随着电网运行状态信息的不断增多，采用高科技的信息网络技术和手段对其进行规范管理，成为电网综合管理的迫切需要。而变电站集控站自动化系统的建设，极大地提升了无人值守变电站的运行管理和维护水平，并改善了电网系统结构，实现了变电站的分层、分级管理，其产生的综合效益十分明显。

2 集控站自动化系统建设

我公司齐大山区域7座变电站位置分布相对比较集中，各站自动化及信息采集系统比较完备，各站间通信网络架构基本形成，已具备变电站集中控制条件。本期拟在该区域建设集控站，集控站设立于中心区域变电站中，实现对区域内其余6座变电站的远程操作、巡检、值守。

集控站自动化系统建设主要分6个部分，包括实时监控（SCADA）系统、视频监控系统、电能量采集系统、变电站动环综合监控系统、大屏拼接显示系统、网络传输系统，这6个部分有机统一，共同实现集控站自动化系统功能应用。

2.1    系统网络拓扑图

集控站自动化系统采用一体化设计理念，将电力监控、视频监控、电能量管理、动环系统统一集中到集控系统中，通过分区隔离管理，确保系统运行安全，严格执行相关行业标准中系统网络架构要求，节省硬件设备，且实现了数据融合。

集控站自动化系统网络拓扑图如图1所示。

2.2    实时监控（SCADA）系统

实时监控系统需要满足以下要求：

（1）实时监控系统的架构应全部采用分布式网络结构，数据及进程之间可动态迁移，充分发挥硬件资源的综合利用潜力，提高系统运行的稳定性和可靠性。

（2）系统内部具备实时编辑监视功能，可以自由设计实时监视画面，监控交互系统提供丰富、友好的人机交互界面，供下属电网运行管理人员对被监控电网的状况进行监视和远程控制。

（3）系统同时具备了数据采集、处理和分析功能，对下属各变电站的远动遥测、遥信、数字脉冲量、微机自动保护、各种脉冲量记录等相关信息和数据进行采集和分析处理。

（4）实时监控系统具备实时数据监控的功能。

（5）系统具备报表处理功能。

（6）系统具备信息管理功能。

（7）系统集成高可靠性的数据通信系统，与受控站设备进行可靠地通信，保障数据传输安全。

（8）系统具备故障录波接入分析、小电流接地选线、电压无功自动调节、操作票管理、GPS对时等功能。

2.3    视频监控系统

集控站建立集中管理式的变电站遥视系统，对无人值班变电站的环境状况、设备运行状况等各类情况加以监视，保证企业生产安全。以IP方式登录现有公司视频监控系统，调取各变电所的视频监控信息，同时系统满足以下要求：

（1）人机界面友好，操作简便，图像清晰，基本无可视盲点，全天候使用，满足远方设备巡视要求。

（2）可对受控站设备进行实时视频监控。在集控站监控终端上，接收来自变电站的实时图像。集控站设大屏幕显示终端，可同时显示多座受控站画面，可对受控站的摄像机进行控制，实现遥控云台转动、变焦聚焦等操作，具备人工切换和循环自动切换两种控制方式。

（3）系统具备便携移动式视频探头接入功能，可满足远方监护操作要求。

2.4    电能量采集系统

集控站配置电量工作站，利用公司现有电能量系统远程进行数据访问、处理，实现数据的采集、分析、处理、报表生成等功能，满足管理需求。

2.5    变电站动环综合监控系统

在无人值守变电站中，动环综合监控系统作为变电站一种重要的现代化监测、控制、管理平台，以“数据共享、智能控制”为核心，对全站辅助设施设备、环境、安全防范、消防、水侵监测、SF6监测、门禁、空调、照明控制、风机、智能空开等设备进行监视和远程控制，同时可接入主变油色谱在线监测、GIS局放气体监测、电缆在线测温、避雷器在线检测已有或准备建设的系统，在平台上进行数据收集、处理、研判和应用。系统具备与集控系统联动功能。

（1）集控系统与消防模块报警联动。烟感探测器在检测到烟雾告警后，火灾报警主机将数据送至动环系统平台，支持门禁紧急开门联动提示和操作，方便火灾区域的人员逃生;联动开启现场灯光照明，启动现场声光报警;联动报警区域视频预置位，弹出现场视频监控预览窗口;联动支持现场空调、风机的开启/关闭。

（2）安全防范报警联动。打开报警防区对应回路灯光照明;联动防区视频预置位，弹出现场视频监控预览窗口，开启录像。

（3）环境监测联动。对室内温湿度进行实时监测联动，高温时开启主控室空调、高压室风机进行降温，低温时控制空调对主控室实现升温，始终保持室内适宜的温度。

（4）门禁联动。变电站或主控制门禁启动时，联动照明子系统，点亮相关区域照明，联动视频子系统使得探头到达预置位。

集控站自动化系统通过整合各子系统的功能，实现多系统广泛联动，提升电网运行的安全性，降低一线人员劳动强度，提升企业经营效益。

2.6    大屏拼接显示系统

大屏拼接显示系统主要能够实现对变电站集控指挥系统中各类型变电站信息和视频图像信息的实时综合处理和显示，形成一套功能完善、技术先进的变电站信息显示和管理控制系统，满足变电站指挥、调度、监控的各种功能需要，为变电站的监控指挥和调度提供一个交互式的灵活系统，以便工作人员及时做出准确判断，进行信息处理，实现实时监控和集中控制目的。

拼接显示系统在设计上采用了模块化设计理念，不仅可以有效实现对用户的系统扩容和优化需求，更能帮助用户实现前期对设备的模块化设计，有效地保障了对用户的前期设备投入。拼接显示系统充分考虑到系统前期设备的合理安装、配置、操作方便等需求，提供了强大的拼接显示系統管理功能，合理配置、及时调整了系统的负载、监视系统状态，保证系统稳定、正常运行。

2.7    网络传输系统

集控站系统运行是否稳定，很大程度上取决于网络是否安全可靠。结合变电站地理位置分布情况及现有光缆实际情况，充分利用原有光缆和新架设光缆，形成2个环形光网络，提高网络运行的稳定性。集控站自动化网络传输系统如图2所示。

2.8    系统其他功能应用

系统的WEB服务器主要用来浏览、查询系统的画面、实时数据和历史数据，通过WEB服务器对外进行信息发布，允许系统内其他用户通过WEB服务器，根据不同授权级别，浏览系统信息。

手机APP智能终端应用。将智能手机APP软件与调度网的监控功能相结合，通过我公司的无线网络，直接连接到终端业务发布服务器，为监控系统的控制与调节提供极大的便利，能有效提高监控系统的监控效果，从而保证电网的安全、稳定运行。

3 结语

本文介绍的冶金矿山企业变电站集控站系统，能够实现变电站的分层、分级管理和无人值守、集中监控模式，有效发挥对电网运行、数据查询、故障处理、生产指挥等的重要指导作用，在提升电网管理水平，保障电网的安全、经济运行，提高企业经济效益方面具有重要意义。

收稿日期：2020-08-03

作者简介：王凯（1977—），男，辽宁鞍山人，工程师，研究方向：电气自动化。