導(dǎo)語(yǔ)：變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要摘要：針對(duì)中國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展的實(shí)際需要，開(kāi)發(fā)并應(yīng)用了GD3000型變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，本系統(tǒng)為遠(yuǎn)程管理提供幫助，使之能平安可靠地應(yīng)用于無(wú)人值守變電站中。該系統(tǒng)采用新的開(kāi)放式模塊、分布式處理的概念，可廣泛用于電力系統(tǒng)的無(wú)人站及各種信息采集的場(chǎng)合。

摘要：變電站全面監(jiān)測(cè)分布式集中控制

0引言

無(wú)人值守變電站要求對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的監(jiān)控。目前，我國(guó)電力系統(tǒng)普遍采用的是SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“四遙”功能，但僅此還不能滿足生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完全無(wú)人化和充分保證變電設(shè)備平安運(yùn)行的目標(biāo)，因?yàn)檎緝?nèi)現(xiàn)場(chǎng)還存在設(shè)備絕緣、環(huán)境視頻圖像監(jiān)控新問(wèn)題，解決例如防火、防盜、防止設(shè)備絕緣劣化、發(fā)熱過(guò)度等實(shí)時(shí)監(jiān)視，這些新問(wèn)題使得建立全面的變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。

經(jīng)過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)狀況的監(jiān)測(cè)，基本只針對(duì)某個(gè)獨(dú)立單元系統(tǒng)，如電氣指標(biāo)監(jiān)測(cè)，電視監(jiān)控、絕緣在線監(jiān)測(cè)、防火防盜監(jiān)控等，并上傳至局生產(chǎn)管理部門。這些僅僅依靠某一、二項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果去了解變電站的狀況往往是片面的，不足以讓后方的生產(chǎn)管理人員實(shí)時(shí)、全面地把握變電站現(xiàn)場(chǎng)狀況，更不能依靠某一項(xiàng)監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行及時(shí)處理，令已經(jīng)投入的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能充分發(fā)揮應(yīng)有的功能，導(dǎo)致事倍功半。即便安裝了較多項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但各個(gè)系統(tǒng)互不兼容，操作繁瑣，往往集成度不高，一樣達(dá)不到理想的監(jiān)測(cè)效果。

經(jīng)過(guò)研制開(kāi)發(fā)的一套具備全面監(jiān)測(cè)項(xiàng)目?jī)?nèi)容的變電站綜合一體的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，將變電站監(jiān)測(cè)推向全面化，使得變電站無(wú)人值守成為可能。

1主要研制目標(biāo)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化，由電視、火警和保安監(jiān)控子系統(tǒng)、設(shè)備狀態(tài)紅外監(jiān)控子系統(tǒng)、電纜防火、高電壓絕緣在線監(jiān)測(cè)等子系統(tǒng)組成，某些成熟的子系統(tǒng)可直接引進(jìn)，然后，利用主控系統(tǒng)將各個(gè)系統(tǒng)利用軟硬件接口集成在一體，統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理，可大大縮短研制周期，并且保證某個(gè)系統(tǒng)的升級(jí)，不影響其他子系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行。

(1)系統(tǒng)采用分布式集中控制技術(shù)，把一個(gè)變電站分成幾個(gè)報(bào)警區(qū)域，每個(gè)報(bào)警區(qū)域由一臺(tái)分級(jí)控制器負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)的所有報(bào)警控制、設(shè)備控制。分級(jí)控制器再通過(guò)數(shù)據(jù)線和矩陣主機(jī)相連。矩陣主機(jī)和所有的分級(jí)控制器只須一對(duì)雙絞線連接即可。系統(tǒng)采用分級(jí)控制技術(shù)，使系統(tǒng)施工、布線和維護(hù)簡(jiǎn)單方便，系統(tǒng)可行性提高，某一區(qū)域故障不影響其他區(qū)域。分級(jí)控制器采用標(biāo)準(zhǔn)422/485接口，可和變電站其他設(shè)備連聯(lián)。

(2)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控?，F(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)，只能監(jiān)視設(shè)備的外部及四周環(huán)境，無(wú)法監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，只能在被監(jiān)視設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重(如起火冒煙、外部變形等)情況下報(bào)警，無(wú)法將被監(jiān)視設(shè)備發(fā)生故障消除在萌芽狀態(tài)。因此，要做到真正意義上的無(wú)人值守變電站，必須采用紅外熱像儀，完成對(duì)變電站主要工作設(shè)備(主變壓器、電容器、開(kāi)關(guān)等)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，及時(shí)報(bào)警。

(3)電纜防火系統(tǒng)使用纜式定溫探測(cè)器對(duì)電纜溫升進(jìn)行報(bào)警，大大優(yōu)于傳統(tǒng)的溫度、煙霧探測(cè)器只能起到事后報(bào)警功能，無(wú)法早期發(fā)現(xiàn)故障隱患。

2系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)

GD3000變電站監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控前端、現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)工作站、通信網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)監(jiān)控中心組成，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1GD3000變電站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1監(jiān)控前端和現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)工作站

監(jiān)控前端由各類監(jiān)測(cè)傳感器、攝像機(jī)、紅外熱像儀、電纜感溫探測(cè)器、防火報(bào)警設(shè)備組成，監(jiān)控前端和現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)工作站組成一套站內(nèi)系統(tǒng)可單獨(dú)工作。

2.2遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)

(1)現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)工作站和后臺(tái)監(jiān)控中心之間，通過(guò)VC2000DN編解碼器，光端機(jī)采用光纖（E1口）連接，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。

(2)VC2000DN解碼器將2M信號(hào)解碼后通過(guò)RS-232串口傳輸至監(jiān)控中心服務(wù)器。

(3)后臺(tái)監(jiān)控中心通過(guò)監(jiān)控中心服務(wù)器采用以太網(wǎng)交換機(jī)，接入MIS網(wǎng)。

2.3后臺(tái)監(jiān)控中心

后臺(tái)監(jiān)控中心一般設(shè)在辦公大樓，由系統(tǒng)中心服務(wù)器、VC2000DN解碼器、監(jiān)控客戶終端組成。

(1)硬件設(shè)備采用先進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備，確保穩(wěn)定、可靠和平安，具有強(qiáng)抗干擾能力。

(2)每一個(gè)經(jīng)過(guò)授權(quán)的客戶終端通過(guò)IE瀏覽器即可對(duì)監(jiān)控前端設(shè)備進(jìn)行管理,如實(shí)時(shí)測(cè)量在線各類高壓設(shè)備的介質(zhì)損耗、泄漏電流等，遙控各類攝像機(jī)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控，遙控紅外熱像儀對(duì)設(shè)備發(fā)熱情況跟蹤，接收各類報(bào)警消息等。

3系統(tǒng)主要特征

該系統(tǒng)可以完成現(xiàn)場(chǎng)日夜電視監(jiān)控、高電壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)、電氣設(shè)備熱故障紅外熱像實(shí)時(shí)監(jiān)控及防火防盜監(jiān)控，它利用網(wǎng)絡(luò)媒介將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和局生產(chǎn)調(diào)度部門連接在一起，使遠(yuǎn)方的生產(chǎn)管理人員對(duì)變電站現(xiàn)場(chǎng)狀況了如指掌，為變電站的無(wú)人值守創(chuàng)造了良好的前提條件。

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、安裝擴(kuò)展輕松簡(jiǎn)捷。

根據(jù)電力行業(yè)規(guī)程，采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而成，系統(tǒng)配置靈活合理，既可自成體系，又可多級(jí)組合而形成監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，各子系統(tǒng)可自由配置組合并實(shí)現(xiàn)無(wú)代升級(jí)；系統(tǒng)自身有很強(qiáng)的可拓展性，和其他系統(tǒng)有較強(qiáng)兼容性。

(2)使用簡(jiǎn)單方便。只需登錄上網(wǎng)（局域網(wǎng)）或撥號(hào)上網(wǎng)(INTERNET)，均可通過(guò)IE瀏覽器對(duì)前段變電站設(shè)備進(jìn)行管理。

(3)系統(tǒng)控制面板和圖形界面（GUI）友好?；赪INDOWS系列操作系統(tǒng)的用戶友好界面程序，簡(jiǎn)單易學(xué)。

(4)高電壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能強(qiáng)大。高電壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于中型、大型變電站，對(duì)主變壓器套管、耦合電容器、電流互感器、電壓互感器、主變壓器鐵心、主變壓器中心點(diǎn)套管、各種避雷器、斷路器等高電壓設(shè)備絕緣狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目有摘要：介質(zhì)損耗、泄露電流、等值電容、母線電壓、頻率、鐵心電流、零序泄露電流、諧波分析等?？梢宰詣?dòng)或手動(dòng)監(jiān)測(cè)上述各量及變化率，進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理，打印其結(jié)果或變化曲線，進(jìn)行絕緣情況的綜合評(píng)判。

(5)圖像傳輸速度快、品質(zhì)高。傳輸圖像分辨率352×288～704×576可調(diào),彩色32Bit,亮度256級(jí)，速率25楨/s（PAL制）-30楨/s（NTSC）制。①圖像遠(yuǎn)程傳輸硬件壓縮，圖像效果明顯好于軟件壓縮，云臺(tái)移動(dòng)時(shí)，圖像仍保持清楚。②局域網(wǎng)接收采用軟件解壓縮，用戶不限。③最新網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)視壓縮芯，傳送極高質(zhì)量圖像直接上10/100M以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)傳輸可達(dá)到30幀/s。④網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸采用最新的IP呼叫方式，只有當(dāng)視頻服務(wù)器接收到網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)示時(shí)才響應(yīng)請(qǐng)求發(fā)送圖像，且占用帶寬不超過(guò)50kbps，網(wǎng)絡(luò)能力強(qiáng)大。變電站的圖像、監(jiān)測(cè)信息、通過(guò)光纖2M口傳輸圖像，至供電局監(jiān)控中心，有關(guān)部門在辦公室使用電腦上網(wǎng)即可遠(yuǎn)程查看和控制前端設(shè)備。變電站的監(jiān)視圖像、監(jiān)測(cè)信息也可直接上變電站已有的局域網(wǎng)。

(6)紅外熱像故障監(jiān)測(cè)測(cè)溫準(zhǔn)確。

采用紅外熱成像儀對(duì)整個(gè)變電站的關(guān)鍵部位實(shí)施監(jiān)測(cè)和黑夜監(jiān)視，能夠把握關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。①焦平面紅外熱成像儀，有線連接，設(shè)定工作方式后自動(dòng)工作。②遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制，手動(dòng)實(shí)現(xiàn)視場(chǎng)內(nèi)熱故障搜尋。③全屏任意點(diǎn)測(cè)溫、偽彩色顯示，設(shè)定溫度報(bào)警，溫度分辨率≤0.1℃。④全數(shù)字化存儲(chǔ)，確保圖像數(shù)據(jù)同現(xiàn)場(chǎng)情況相同。⑤功能強(qiáng)大的分析軟件，自動(dòng)形成報(bào)告輸出。

(7)主動(dòng)報(bào)警、減少損失。

對(duì)紅外入侵、煙敏、電纜防火等報(bào)警點(diǎn)的設(shè)防摘要：可進(jìn)行任務(wù)設(shè)防、定時(shí)程序設(shè)防、人工手動(dòng)設(shè)防，當(dāng)所設(shè)防的點(diǎn)出現(xiàn)報(bào)警后，系統(tǒng)可就地進(jìn)行報(bào)警處理，并在前端按權(quán)限切換至報(bào)警現(xiàn)場(chǎng)的圖像，主動(dòng)提醒生產(chǎn)管理人員，使各種異常得到及時(shí)處理，將損失降到最小，并建立圖像、地點(diǎn)、時(shí)間等資料的數(shù)據(jù)庫(kù)供查詢和硬盤錄像。

(8)先進(jìn)的抗干擾技術(shù)。

在變電站強(qiáng)電磁場(chǎng)干擾下，可以保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定，符合GB6833.1中規(guī)定的靜電放電敏感度試驗(yàn)、電源瞬態(tài)敏感度試驗(yàn)、輻射敏感度試驗(yàn)、傳導(dǎo)敏感度試驗(yàn)要求。

4經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益分析

GD3000型變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在泰安供電公司桃園變電站已投入運(yùn)行，在公司MIS網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍內(nèi)，各級(jí)有關(guān)部門的計(jì)算機(jī)都可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)變電站現(xiàn)場(chǎng)的情況，在生產(chǎn)管理、調(diào)度中發(fā)揮了巨大的功能，創(chuàng)造了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

4.1經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)該系統(tǒng)可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)通過(guò)MIS網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地為領(lǐng)導(dǎo)和生產(chǎn)管理人員提供變電站的現(xiàn)場(chǎng)情況，可操縱前臺(tái)攝像機(jī)進(jìn)行變電站現(xiàn)場(chǎng)巡視，完全代替運(yùn)行人員日常例行巡視。

(2)該系統(tǒng)可進(jìn)行遠(yuǎn)紅外測(cè)溫工作，遠(yuǎn)程操縱帶云臺(tái)的紅外熱像儀即可測(cè)出變電站關(guān)鍵設(shè)備的溫度，從而把握設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，減少不必要的檢修工作。

(3)該系統(tǒng)的火警和保安監(jiān)控裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的防火、防盜保護(hù)。獨(dú)具特色的電纜防火預(yù)警子系統(tǒng)可對(duì)變電站各種類型的電纜進(jìn)行感溫監(jiān)測(cè)，一旦溫度達(dá)到設(shè)定值即進(jìn)行報(bào)警，將異常消除在萌芽狀態(tài)中。

綜上所述，經(jīng)過(guò)測(cè)算，投入該系統(tǒng)后每年節(jié)約不必要的現(xiàn)場(chǎng)檢修、巡視、測(cè)溫投入的人工、材料和臺(tái)班等直接費(fèi)用至少達(dá)20萬(wàn)元。

4.2社會(huì)效益分析

GD3000型變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)投入后也收到了良好的社會(huì)效益摘要：①提高了供電的可靠性；②提高了電網(wǎng)運(yùn)行的效率；③提高了配電設(shè)備技術(shù)水平；④提高了企業(yè)現(xiàn)代化管理水平，達(dá)到科學(xué)管理，合理運(yùn)營(yíng)的目的；⑤達(dá)到減員增效、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的；⑥改進(jìn)對(duì)無(wú)人值班變電站或少人職守變電站隱患的監(jiān)控能力，提高服務(wù)質(zhì)量，從而提高為用戶服務(wù)水平，樹(shù)立供電企業(yè)的良好形象。

4.3平安方面

杜絕了設(shè)備的無(wú)依據(jù)檢修，從而大大減少了帶電現(xiàn)場(chǎng)的工作量，是減少電力事故發(fā)生、實(shí)現(xiàn)平安生產(chǎn)“可控、在控”的行之有效的辦法。



5結(jié)束語(yǔ)

GD3000型變電站監(jiān)控系統(tǒng)是一套具備全面電力監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的綜合一體化系統(tǒng)，各子系統(tǒng)均代表當(dāng)前國(guó)內(nèi)最新技術(shù)成果應(yīng)用，該系統(tǒng)已通過(guò)山東省電力集團(tuán)公司科技成果鑒定，適合應(yīng)用于當(dāng)前電力系統(tǒng)變電站無(wú)人值守場(chǎng)合。