背景

近年來，智能變電站已逐步投入正常運行，站內安全設施和治安管理日益受到重視，從而對電力公司安全技術防范的要求也越來越高。由于受變電站傳統管理模式的影響，各系統間信息不能共享，成為了安全范圍的信息孤島，缺乏縱向的有效監控。不同的專業，配置不同的監控設備，對同一技術事件重復處理，造成人力、設備的嚴重浪費。

變電站智能化輔助系統監控平臺將變電站現有的各類設備監控系統以及安全防范系統進行歸類整合，實行集成聯網、集中監控、統一調度，達到在同一平臺上實現安防、消防、環境、視頻、門禁、照明、SF6、排澇子系統集中控制的目標，建立智能變電站輔助系統綜合監控平臺，實現資源共享以及優化配置，節約了人力、財力、物力資源，極大降低了勞動成本，提高了員工的工作效率。

1 運行現狀

以山西省電力公司晉中供電公司某220 kV變電站為例，該站內監控區域的電子圍欄、消防、環境、門禁、視頻圖像以及照明等以獨立運行的方式工作。

由于各系統繁多，系統硬件類型和種類也不相同且點多面廣，采集同一數據，采用了生產、營銷、調度等多套子系統，造成了人力資源和設備的浪費，限制了各類終端設備的協同工作的發揮，影響了各系統工作效率。

該站的弱電系統的管理工作各自為政，對維護人員的職責界定不清晰，處于分散管理狀態，使得維管困難，費時費力效率低，綜合防范的能力差，造成缺少對事前預防、事中跟蹤、事后分析的工作預案。缺乏必要的監督和考核手段，對系統維護和值守人員不能統一指揮和調度，使得變電站的安保工作無法實現精確化管理與智能化轉型的要求。

站內的防范報警信息處于多頭管理狀態，報警界面模糊，缺少流程管理，巡查無計劃性以及無專人統一監控等現狀，造成問題和隱患不能及時處置和追責，使得無法實現閉環管理站內的弱電系統。

2 系統平臺構成

220 kV變電站智能化輔助系統監控平臺遵循《智能變電站一體化監控系統功能規范》進行設計，系統采用IEC61850標準統一建模。該系統除了強調各個子系統之間的信息共享和信息互動之外，還支持分層、分區的分布式結構及多級系統構建，同時可實現與智能變電站一體化監控系統的信息交互，可隨時滿足智能變電站對輔助生產系統提出的新需求。

變電站智能化輔助系統監控平臺主要由系統后臺主機、傳輸設備、輔助控制主機及各類輔助生產子系統組成。整個系統以后臺主機為核心，完成對各類子系統的高度整合。在維持現有各子系統相對獨立運行和自動閉環控制的前提下，后臺主機保持與各子系統通信，通過各子系統實現對變電站現場各種生產信息的采集、處理、監控等功能。 智能變電站輔助系統綜合監控平臺以標準的IEC61850協議上傳一體化監控系統，所有生產輔助信息可通過以太網通道或2M通道上傳主站系統。

輔助控制主機通過TCP/IP網絡接入系統后臺主機，可遠程采集各種設備的狀態、告警信息及實時數據，并可對現場設備進行遠程控制。輔助控制主機可通過網絡進行遠程參數配置、遠程管理及遠程固件升級。輔助控制主機能夠脫機運行，在網絡斷線、服務器故障等情況下依然能夠實現正常運行、聯動報警、設備控制以及記錄存儲等。

3 系統實施

針對這個20 kV變電站實際情況，按照整合利舊的原則，智能化輔助系統監控平臺（以下簡稱平臺）將該站的安防、消防、環境、視頻、門禁、照明、SF6、排澇子系統實現智能集中控制，采用組態開發模式，具有統一界面，具備子系統內和跨子系統的告警布撤防預案、告警聯動預案。

3.1 設備監控系統

設備監控系統是監控智能變電站運行設備的重要管控體系。它是由變電站環境監測子系統、照明子系統、SF6檢測子系統、排澇子系統等構成，在智能變電站的運行中起著保護設備以及預防設備故障的作用，使操作隊人員及時掌握變電站設備存在的問題和隱患，主動采取防范措施。

對于環境監測方面，變電站環境監測子系統，是在站內原使用的壁掛式普通溫濕度探測器的基礎上，新增主控室、繼電保護室、35 kV高壓室，2個蓄電池室新增安裝溫濕度傳感器，實現實時采集變電站的溫濕度，提高了對溫濕度的監控力度。當溫濕度超過標準值時，系統會自動報警提示，起到防范設備運行溫度過高，導致設備損壞的事故。此外，在照明子系統中增加燈光控制功能，實現平臺控制操作，增加隨攝像頭追蹤開啟的功能，當發生非法入侵、火災報警、變電站事故跳閘等事件時，攝像頭根據事件進行轉動、對焦啟動平臺聯動機制，開啟相應的照明燈。當夜間需要進行遠程視頻巡視時，燈光應根據攝像頭巡視路徑相應開啟和關閉。

對于該站終端GIS設備，SF6監測子系統加裝分布式的氣體監測裝置，接入平臺實現實時監測，自動完成預定區域的空氣中的SF6、O2等氣體的濃度檢測，在超過預定指標的情況下，啟動風機等裝置，進行排風換氣等補救措施。

排澇子系統是在站內加裝液體位置探測傳感器，接入平臺實現實時監測，當發生浸水事故時，平臺向排水泵控制箱發出啟動指令，遠程開啟排水泵。若當主水泵出現故障，導致水位上升至某一高度時，實現與視頻監控系統聯動，自動調用攝像機轉到相應預置位，同時并啟動備用水泵。在35 kV高壓室和1/2號蓄電池室增加風機控制系統并加裝除濕機控制系統；主控室和繼電保護室增加空調控制；接入平臺，實現遠程控制。

3.2 安全防范系統

安全防范系統是確保智能變電站安全運行的重要手段。它包括防盜子系統、視頻監控子系統、消防子系統等，在原有系統的基礎上更加實時地、全面地掌握變電站運行動態，及時消除隱患、處理缺陷，使操作隊人員安全管理工作更加直觀、便捷、高效。

為了保證主控室的安全運行，防盜子系統增加主控室內紅外傳感器，用于非法入侵防范和鑒別，建立紅外雙鑒、移動偵測以及視音頻等配套措施全方位的監控變電站。將原有北田站未接入任何系統的主控室室外紅外對射和電子圍欄，通過環境轉接單元，實現告警信號系統共享后接入平臺。

在主控樓東門新增門禁監控系統，由平臺統一監控控制，實現變電站開關門的記錄采集、進入的合法性檢測、遠程對門進行開合控制和異常情況（門超時未關、暴力破門等管理），用以考勤管理和安全防范。

視頻監控子系統將站內原使用的監控設備通過1臺DVR接入視頻監控系統；增加帶環通DVR，將原信號分給原有DVR和新增的1臺DVR；通過485線分配器實施雙DVR云臺控制；通過增加1臺硬盤錄像機和485分配器，實現視頻信號和控制系統的接入；室外增加1個高速球，監控南側各門口人員出入情況。

為了增加變電站發生火災等突發事件的應急措施，在站內消防系統主機及探頭上增加通訊板，接入平臺協議為實現變電站轄區內的火災隱患預防以及發生災害時的應對措施，加裝電纜接頭測溫分布式檢測裝置，實現纜線資源的老化和異常檢測，配合平臺遠動和自動化聯網裝置，實現火災發生后的第一時間隔離，降低影響。

220 kV變電站通過該平臺的設備監控系統實現操作隊員工實時采集變電站環境、照明、SF6以及排澇設備的各類運行設備的實時數據，以便根據數據分析設備運行情況；通過平臺的安全防范系統為變電站操作人員提供防盜子系統、視頻監控子系統、消防子系統的實時運行狀況，以便相關人員及時決策處理方案。

夜視自動跟蹤攝像機的應用，實現視頻系統具備影像的同步采集、傳輸和錄制功能，同時為各種告警或者故障提供的視頻追蹤功能以滿足取證需要。實現設備故障出現早期現場警報，并具備語音提示及時通知危險地點內人員疏散，保護運行設備。

4 結論

晉中供電公司220 kV變電站智能化輔助系統監控平臺的運行，使得主站操作人員只需按流程操作，便可接收所有納入本系統平臺的報警信息，及時處理前端的多方位的安全告警事件。通過防盜、視頻等子系統的接入，大大提高了變電站的安全運行水平，極大提升了該站應對火災等突發事件的應急能力。真正實現監控人員能“看”，即能切換到任何一個現場圖像；能“控”，即可以遠程控制現場的門鎖、視頻、防范狀態；能“查”，即設備、人員、環境、進行實時查詢。