1、生产技改智能变电站辅助监控系统方案智能变电站现状问题随着电网规模建设越来越大，需要管理的变电站数量越来越多，各级电网公司对变电站无人值守及智能化提出更高的要求，因此，为提高变电站的运行效率及自动化管理水平，保障变电站设备运行安全，国家电网相继出台了智能变电站相关建设规范，为智能变电站辅助系统提供建设依据。随着智能变电站技术的成熟和普及，变电站监控系统向着智能化的方向发展，解决了变电站设备的遥信、遥控、遥调、遥测以及遥视等“五遥”全面监控，使变电站真正实现了无人值班。除了这些实时性要求高的实时电气量监测之外，变电站内还需要对其他实时性要求不高的设备运行状态参数量进行监测，主要包括断路器的触头温度
2、、母排和刀闸接点温度、环境参数、人员位置等。目前，智能变电站在我国发展迅速，特别是其主要电气设备的智能化设计与建设日趋完善。但智能变电站的内涵不仅限于主要的电气设备，更需要站内大量的辅助设备也参与进来，实现辅助系统的集成化、智能化：如水泵、风机、空调等设备，从而提升设备综合管理，辅助监测设备的运行状态，可靠传递相关故障信息，最终实现变电站的安全生产能力的进一步提高。生产技改需求分析1）减员增效：变电站大多地处偏僻，若以人力监管，投入大、效率低，考虑采用技防、物防实现远程可视化智能管控。2）出入安全：针对变电站内一次二次设备的安全防盗及人员出入安全问题，宜在周界围墙、出入口布防，起到周界防范的作
3、用。3）环境安全：针对室内的仪器设备运行情况及安全防盗情况，需对室内温湿度、电缆沟处水位、GIS室内SF6浓度、站区风速等环境因素进行实时监测、联动预案。4）作业安全：针对设备区运行安全及人员作业安全，宜在作业区对主变等一次设备发热点定时探测，对该区域设定拌线、区域入侵告警，保证设备正常运行、人员作业安全。智能变电站辅助监控系统总体架构电科恒钛根据自身在电力行业多年的系统集成经验以及完善的大安防产品体系，在现有标准的变电站辅助监控平台的基础上，集成了电力行业最新的业务应用，并且随着技术的创新和新业务的发展，不断地完善我们的系统。智能变电站辅助系统综合监控平台是把原有变电站相对独立的各个辅助子系
4、统进行了有效地整合，在一体化综合监控平台上完成了多个系统的权限统一控制、资源统一共享、数据统一管理。实现了多系统的统一管理和联动。省级监控中心业务网络dl/bldl/dul物联网主机氧气 烟雾 水位 SF6 漏水 温湿度 风速红外RS485/4-20maRS485消防主机消防报警视频监控硬盘录像机AI智能巡检轨道机器人热成像程像机轨道机器人变埠耗监测局放低压里磐测开天柜测温蓄电池监冽TY?TI7T视频监控 可搬寸讲采用IEC61850/CDT循环远动规约/国网A/B接口等规约系统接口综合自动化系统变电站一体化信息平台统一视频平台在俄监测系统与变电站其它系统动智能变电站辅助监控系统，由设备监控、
5、视频监控、安全防范、门禁控制、环境监测、设备控制、AI智能巡检等子系统组成,并可按需扩展接入红外热成像测温、火灾报警等系统，实现实时视频监控、告警联动、录像回放、门禁管理、环境量监测、周界报警、灯光控制、火灾报警、热成像测温诊断及告警等功能，且可实现自定义设备联动。点位部署方案亮点1）标准接口系统设计符合国家电网技术要求。1 .融合集成多个标准子系统；2 .标准协议接口（IEC860协议、104规约）。2）智能掌控系统可实现变电站远程智能化管控。1 .环境数据可视化；2 .系统间实现自定义智能联动；3）系统扩展可扩展接入更多业务模块。1 .在线式热成像测温系统；2 .轨道机器人智能巡检系统竞争
6、优势1）智能化标准在国家电网标准技术要求基础上，结合智能技术及接口扩展技术，实现变电站智能化无人值守。2）前端到后端提供从前端到后端、从硬件到软件的完整解决方案。3）软硬件自研核心硬件、软件产品自研及生产，品质保证。智能变电站辅助监控系统子系统介绍1）视频监控系统变电站视频监控系统是变电站智能辅控系统中一个重要子系统，主要负责对全站重要电气设备、安装地点及变电站环境、变电站安全进行全天候的视频监视。变电站视频监控范围区域为变电站主控室、二次设备室、高压室、电缆层、电容器室、独立通信室等室内设备场景情况，另外对变电站大门、进站道路、主控楼门窗等重要区域的安全情况进行视频监视，对变电站重要设备外观
7、运行状态的视频监视主要有断路器、敞开式刀闸的分、合状态，变压器油位等。变电站视频监控系统由视频处理单元、摄像机、视频专用硬盘、智能分析服务器等设备组成。视频专用硬盘安装在视频处理单元，用于存储图像，可根据不同需求，配置不同的容量。智能分析服务器为可选设备，在需要实现智能分析功能的时候选用。摄像机的类型及数量需要根据工程情况进行确定。2）安全防范系统变电站安全防范系统主要是通过各种探测和传感技术的综合应用，针对变电站周界场所，实现在入侵破坏前的预警作用。主要是对围墙、大门、窗户进行监视和入侵探测，防止非法侵入，以保障变电站场地及周边环境的安全。变电站安全防范系统由电子围栏、红外对射报警器、红外双
8、鉴探测器、声光报警器、震动传感器等设备组成。变电站安全防范系统设备数量应根据工程需要进行确定。服务器TCP/IPTCP/IPRS232/ RS4859报警主机电子围栏门磁红外对射求助电子围栏门磁红外对射求助安全防范系统技术要求如下:（1）威慑及有形阻挡：具有有强大的威慑作用，能够有效恐吓阻挡企图入侵者，同时完整、有形的电子围栏可以阻挡翻越行为，防护周界区域。（2）智能报警：可灵活设定报警灵敏度，保证极低的误报率，同时能够区分偶然接触和强行入侵。（3）管理区域划分：实行系统划分区域管理，便于报警区域的准确定位，同时各防区可以方便的布防、撤防，并可按时间自动投入或自动撤防。(4)远程控制：支持电子
9、围栏远程布防、撤防、电压调整、复位等操作。可实现远程布防/撤防、工作模式调整、报警电压调整、报警延时时间、远程复位等功能。(5)联动功能：与灯光控制系统、视频监控系统等辅助生产系统之间具备联动功能，在发生入侵事件时，可同时调用相应的摄像机进行拍照或录像，在夜间可联动开启站内照明灯光等。(6)自检告警：具有短路告警、断路告警、接地告警、防拆告警、设备故障等设备异常告警功能。主要技术参数电子围栏电子围栏是由前端探测围栏和报警主机(高压电子脉冲发生器)组成的智能型周界防盗报警系统。前端探测围栏是由杆及特制合金导线等构件组成的有形周界，安装在变电站周界现有围墙或围栏上，每100米左右设一个防区，每隔1
10、0米左右在合金导线等构件上安装一块警示牌。报警主机负责接受前端探测围栏输出的高压电子脉冲信号，当前端探测围栏处于接地、短路、断路时，报警主机会检测到这些状况，并产生报警信号。变电站电子围栏一般采用双防区四线制主机，电子围栏工作原理如图5.6所示。电子围栏主机主要技术参数：(1)脉冲峰值：高压模式5000-10000V,低压模式1000V以下；(2)脉冲周期：21s；(3)脉冲持续时间:0.1s；(4)脉冲最大电量：W2.5mc；(5)脉冲电流超过300mA的持续时间:1.5ms；(6)脉冲电流峰值:W10A；(7)脉冲最大能量：W5J；(8)围墙栏线数：4线制；(9)防区划分：2个防区；(10
11、)告警输出：继电器接点输出;(11)支持后备蓄电池供电。红外对射报警器红外对射报警器主要技术参数：(1)光束数：四束；(2)警戒距离:100m；(3)探测方式：四光束同时遮断检知式；(4)光源：红外LED；(5)感应速度：50700ms；(6)警报输出：继电器接点输出1c,接点电容量AC/DC30V、0.5A；(7)防拆输出：继电器接点输出1b；(9)光轴调整角度：水平方向180(90),垂直方向 10 (5)；(10)材质：ABS树脂。红外双鉴探测器红外双鉴探测器把微波和被动红外两种探测技术结合在一起，只有在微波和红外同时响应时才会作出报警。它既能保持微波探测器可靠性强、与热源无关的优点，又
12、具有被动红外探测器无需照明和亮度要求、可昼夜运行的特点。由于两种探测器的误报基本上互相抑制了，而两者同时发生误报的概率又极小，致使误报率大大下降。红外双鉴探测器主要技术参数：(1)探测类型：红外+微波；(2)脉冲数调节：自动；(3)外壳：金属抗电磁干扰；(4)温度补偿：自动；(5)探测范围：90、14mxi4m；(6)电源：DC12VO3）环境监控系统环境监控系统主要功能是实时监测变电站重要场所和重要设备的工作环境（温度、湿度、漏水、水位、风速、SF6浓度等）状态，对工作环境的异常情况及时告警，对环境参数进行远程实时调节，以及配合其他辅助生产系统进行协调联动。环境监控系统主要由温湿度传感器、风
13、速传感器、水位传感器、SF6/02探测器、空调控制器、风机控制器、灯光控制器等设备组成。各类传感器和控制器的数量根据工程需要进行确定。环境监控系统主要技术要求如下：1）实时监测：对变电站重要场所和重要设备的工作环境状态（温度、湿度、漏水、水位、风速、SF6浓度等）进行实时监测，对工作环境的异常情况及时告警。2）控制功能：通过联动空调、风机、灯光、水泵控制器等设备，对监测的环境参数进行远程实时控制和调节。3）灯光控制：根据天气、时段等外部环境条件以及入侵报警、消防报警、摄像机录像等事件，自动控制灯光的开启。4)配合其它辅助生产系统进行协调联动。主要技术参数温湿度传感器温湿度传感器采用传感、变送一
14、体化设计，采集环境温湿度数据，并转换成RS485信号上传。温湿度传感器一般配置于主控室、继保室、蓄电池、高压室、通信室等室内。温湿度传感器如图5. 10所示。温湿度传感器主要技术参数：(1)温度量程：-30C 100；(2)温度精度：0.4；(3)温度分辨率：0. 1；(4)湿度量程：3% 99% RH；(5)湿度精度：3% RH；(6)湿度分辨率：0. 1% RH；(7)工作电源：9-36VDC；(8)安装方式：壁挂式；(9)输出方式:RS485；(10)通信协议：ModBus RTU；(11)具有LCD显示。温湿度传感器图风速传感器风速传感器风速传感器是测量空气流速的仪器，由3个互成120
15、固定在支架上的抛物锥风杯组成感应部分，安装于一根垂直旋转轴上，在风力的作用下，风杯绕轴以正比于风速的转速旋转，实现风速的测量。风速传感器一般安装于变电站主控楼顶，通常情况下，一个变电站安装一个风速传感器即可。风速传感器如图5.11所示。风速传感器主要技术参数：(1)测量范围:L060m/s；(2)准确率:30m/s(0.5+0.05v),N30m/s5%；(3)分辨率：0.Im/s；(4)起动风速：VO.7m/s；(5)RS485输出。水浸传感器一般采用分体式水浸传感器，变送器安装在屏体内，探测电极安装在前端。水浸传感器是利用其探测电极浸水后阻抗会发生变化(在无水浸入时，电极之间的电导为零；当
16、有水接触电极时，电导变大)的特点，将这种变化转换成标准电压信号，并推动继电器输出开关量信号，实现特定环境的水浸状态检测和预警。探测电极一般考虑在电缆沟的低点位置布置。水浸传感器如图5.12所示。水浸传感器的主要技术参数：(1)静态功耗:0.5Wo(2)最大报警功耗：1.2W；(4)工作湿度：20%RH100%RH；(5)误报率：0.01%；(6)供电电压：DC24V(9V36V)；(7)输出形式：继电器输出。水浸传感器图水位传感器水位传感器水位传感器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件的压阻效应，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标
17、准电信号。水位传感器如图5.13所示。水位传感器主要技术要求：(1)量程：0-10米；(2)负载能力：W500欧；(3)精度：0.5%FS；(4)长期稳定性：W0.2%FS/年;(5)环境温度：-35+55；(6)环境湿度:10%95%RH；(7)供电电源：24VDC；(8)输出信号：RS485；(9)防护等级：IP68。SF6/02探测器SF6/02探测器主要用于检测安装有SF6设备的高压开关室、组合电器(GIS)室、SF6主变室等场所空气中SF6气体含量和氧气含量。当检测环境中SF6气体含量超标或缺氧时,通过辅助系统综合监控平台实时报警、并自动采取排风等措施，可为工作人员提供人身健康安全保
18、护。SF6/02探测器如图5.14所示。SF6/02探测器主要技术参数：(1) SF6气体传感器原理：红外吸收光谱法;(2) SF6气体检测范围:03000ppm；(3) SF6气体检测分辨率：Ippm；(4) SF6气体检测精度：1%FS；(5) 02检测范围：0100%；(6) 02检测灵敏度:0.1%；(7)工作电压:185-265VAC；(8)功耗：5W；(9)环境温度：-20C60；(9)输出方式：RS485方式，定量输出。空调控制器SF6/02探测器空调控制器空调控制器具有自学习功能，能够适用于所有带遥控功能的空调。空调控制器利用学习到的红外遥控器码值远程控制空调开关、运行模式等各
19、种运行状态，并对空调设备的温度参数进行调节。空调控制器主要技术参数：(1)自动学习红外遥控器的码值，能够兼容所有主流厂家的空调；(2)支持外挂红外发射头，外挂距离可达十米；(3)支持空调状态反馈；(4)具有断电记忆功能，断电后能保存之前设置的信息；(5)采用RS485通信方式;(6)供电电压为DC12V。灯光、风机、水泵控制器灯光、风机、水泵控制器由大功率继电器、交流接触器、电流互感器组成，通过控制设备的供电电源实现设备的启动、停止，实现对开关类设备的远程控制。灯光、风机、水泵控制器的主要技术参数：(1)控制方式：继电器输出，触电容量AC250V、30A；(2)支持设备状态反馈；(3)控制大功
20、率设备时，具有电机保护功能；(4)供电电源为DC12V。4）智能门禁系统门禁系统作为变电站一种新型现代化安全管理系统，集自动识别技术、自动控制技术和现代安全管理措施为一体，具有对变电站大门及相关门户出入远程控制、实时监控、保安防盗报警、对门户多种开门方式及状态自动记录、存储、远程读取、分析处理等多种功能。门禁系统主要由门禁控制器、读卡器、门铃、门磁和电锁等组成。门禁控制器是门禁系统的核心部分，它负责整个系统输入、输出信息的处理、储存、控制，通过RS-485接口连接辅助控制系统主IEDo读卡器是读取卡片数据的设备，通过控制器引出的韦根线可实现供电和通信。电控锁是门禁系统中门开、关的执行部件。门磁
21、主要由开关和磁铁两部分组成，通过感应物体位置的变化来检测门的开、关状态。门禁系统的结构如图5.16所示。门禁控制器、读卡器、门铃等设备的数量根据工程需要进行确定。智能门禁系统工作原理图智能门禁系统主要技术要求如下：（1）具有对门户出入控制、实时监控、保安防盗报警等多种功能；（2）具备多种开门方式，如刷卡开门、密码开门、卡和密码开门、多卡开门、远程控制开门等；（3）具有强制关门和紧急开门功能，具备远程开门、关门功能；（4）具备信息记录功能，能记录门开关状态、开关记录、门禁开启时间及开启人的卡号、姓名、单位等信息，所有的记录信息能远程读取；（5）具有网络故障报警、非法闯入报警、门长时间未关闭、非法
22、卡刷卡报警、胁迫报警等多种报警模式；（6）与视频监控系统、灯光控制系统、火灾自动报警系统等其他辅助生产系统的联动功能。5）火灾自动报警系统火灾自动报警系统通过感烟探测器、感温探测器等探测装置，实时监测变电站室内主要区域的火情状态，发生火灾时，及时发出报警信号。火灾自动报警系统主要由感烟探测器、感温探测器、明火探测器、感温电缆、手动报警按钮、火灾报警控制器等组成。火灾自动报警系统一般由专业厂家供货、施工。辅助控制主机可以和火灾报警控制器通信，从而将火灾自动报警系统接入TIP3000智能变电站辅助系统综合监控平台，同时可以实现和其他系统的联动：（1）联动环境监控系统，当发生火灾时，关闭相应的空调、风机等设备，防止火灾蔓延。（2）联动智能门禁系统，当发生火灾时，打开房门便于人员的疏散逃生及消防救援人员的进入。（3）联动视频监控系统，对发生火灾的区域进行拍照或录像。
