變電站輔控平臺及工業(yè)視頻改造范文

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摘要：為了適應(yīng)變電站無人化后存在的無法及時(shí)獲取現(xiàn)場相關(guān)信息的缺點(diǎn)，通過變電站輔控平臺將消防、安防、視頻監(jiān)控等子系統(tǒng)集成后傳輸至遠(yuǎn)程后臺，從而提高了變電站現(xiàn)場信息獲取的便捷性。原先已有的作為視頻監(jiān)控和其他子系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的對象視頻監(jiān)控系統(tǒng)已無法滿足需求，因此需要對變電站整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行改造，繼而滿足清晰、遠(yuǎn)程以及聯(lián)動(dòng)的需求。

關(guān)鍵詞：輔控平臺；協(xié)議轉(zhuǎn)換；工業(yè)視頻；預(yù)置點(diǎn)；遠(yuǎn)程巡視

隨著變電站無人化的推進(jìn)，運(yùn)維人員須定期對變電站進(jìn)行巡視，如何提高巡視的效率和針對性，就需要在未開始巡視前遠(yuǎn)程對變電站現(xiàn)場進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)問題，在人工巡視時(shí)有目的性和針對性。但是目前傳統(tǒng)變電站的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)均無法滿足無人變電站運(yùn)行的要求。另外，原先在變電站有人值守基礎(chǔ)上設(shè)置的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在清晰度、覆蓋面、遠(yuǎn)程監(jiān)控等方面已經(jīng)無法滿足當(dāng)前運(yùn)行的需求[1-2]。因此，需要一套系統(tǒng)來填補(bǔ)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的空白，另外，還需要對現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，從而實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程巡查。

1變電站輔控平臺

隨著智能變電站的推進(jìn)以及變電站無人值守的實(shí)施，除了原來自成體系的主設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控之外，對相關(guān)輔助設(shè)施的遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求也變得越來越強(qiáng)烈。雖然目前也有視頻監(jiān)控、安全警衛(wèi)、消防等遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的存在，但是這些系統(tǒng)各自獨(dú)立、自動(dòng)化程度不高、不具備智能控制的功能。如燈光遠(yuǎn)程控制，門禁管理，環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)在傳統(tǒng)變電站內(nèi)并沒有得到很好的應(yīng)用。因此有必要對現(xiàn)有的各個(gè)系統(tǒng)加以整合，進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，并將燈光控制、門禁管理、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)添加進(jìn)來，形成一個(gè)整體的、聯(lián)合的便于遠(yuǎn)程監(jiān)控的有機(jī)系統(tǒng)。為了滿足變電站在無人值班的情況下，對變電站發(fā)生的事情能夠做到快速的響應(yīng)，以及對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作，需要設(shè)計(jì)一套變電站輔助控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通過一個(gè)主控制裝置連接各個(gè)子系統(tǒng)，繼而通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。變電站的輔助控制系統(tǒng)包括以下幾個(gè)部分：視頻監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、水位及雨水泵監(jiān)控系統(tǒng)、SF6氣壓監(jiān)測系統(tǒng)、避雷器泄露電流監(jiān)測系統(tǒng)。該輔助監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。由于各個(gè)子系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家不同，導(dǎo)致每個(gè)系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議不一定相同。為了使得數(shù)據(jù)傳輸通暢，需要協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置來將不同子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的協(xié)議[3-4]，再通過路由器進(jìn)行數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

2子系統(tǒng)功能

2.1視頻監(jiān)控子系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)作為整個(gè)輔助控制系統(tǒng)的核心部分，除了擔(dān)負(fù)著整個(gè)變電站視頻監(jiān)控、遠(yuǎn)程巡視的功能，還承擔(dān)著與其他系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)功能，即在其他子系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，在輔助控制系統(tǒng)的視頻顯示界面調(diào)出對應(yīng)點(diǎn)的視頻畫面，讓工作人員可以在遠(yuǎn)程后臺查看，從而降低對相關(guān)故障的決策響應(yīng)時(shí)間，避免一出現(xiàn)問題就需要人員趕往現(xiàn)場的弊端。

2.2消防監(jiān)控子系統(tǒng)

一般變電站都已經(jīng)安裝了健全的消防監(jiān)控系統(tǒng)，因此在設(shè)計(jì)該輔助控制系統(tǒng)時(shí)需要將原有的消防控制系統(tǒng)集成到該輔助控制系統(tǒng)中，其中涉及到數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的轉(zhuǎn)換以及當(dāng)發(fā)生火災(zāi)報(bào)警時(shí)與視頻控制系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)。

2.3安防監(jiān)控子系統(tǒng)

安防監(jiān)控系統(tǒng)是所有變電站的標(biāo)配系統(tǒng)之一，其包含門禁系統(tǒng)、周界報(bào)警等。它和消防系統(tǒng)一樣也需要協(xié)議轉(zhuǎn)換以及實(shí)現(xiàn)視頻聯(lián)動(dòng)。

2.4動(dòng)力監(jiān)控子系統(tǒng)

該系統(tǒng)由空調(diào)監(jiān)控裝置和通風(fēng)機(jī)監(jiān)控裝置組成，并與環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。為了確保小室內(nèi)的設(shè)備良好運(yùn)行，小室內(nèi)的溫濕度需要控制在合適的范圍內(nèi)，因此當(dāng)溫濕度超過設(shè)定的范圍時(shí)，需要聯(lián)動(dòng)空調(diào)和通風(fēng)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.5照明監(jiān)控子系統(tǒng)

該系統(tǒng)能控制變電站內(nèi)各照明燈的開和關(guān)，并能在其他子系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)異常聯(lián)動(dòng)視頻子系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)的照度數(shù)據(jù)，判斷是否要打開相關(guān)照明。

2.6環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要提供變電站室內(nèi)和室外的溫濕度、照度，室外的風(fēng)力、降雨量等環(huán)境數(shù)據(jù)，為相關(guān)的控制方式提供參數(shù)。

2.7水位及雨水泵監(jiān)控子系統(tǒng)

目前變電站的雨水監(jiān)控系統(tǒng)主要由雨水泵和水位測控2部分組成，其設(shè)計(jì)往往比較固定，且忽略了降雨量對雨水流入速度的影響。該子系統(tǒng)主要監(jiān)控的是變電站內(nèi)的雨水井的水位以及雨水泵的狀態(tài)。同時(shí)，需要利用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中的降雨量數(shù)據(jù)來綜合設(shè)定雨水泵的工作狀態(tài)。

2.8SF6壓力監(jiān)測子系統(tǒng)

目前的監(jiān)控系統(tǒng)只是在SF6泄露至報(bào)警值、閉鎖值時(shí)才會(huì)有相應(yīng)的告警信息，而在這之前無相關(guān)告警信息，平時(shí)只能靠人工定期進(jìn)行現(xiàn)場巡視來檢查相關(guān)氣室的壓力。因此需要該系統(tǒng)來實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場各氣室的壓力值，并在報(bào)警時(shí)聯(lián)動(dòng)視頻子系統(tǒng)在遠(yuǎn)程后臺進(jìn)行查看。

2.9避雷器泄露電流監(jiān)測子系統(tǒng)

由于變電站所處的環(huán)境、設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間等因素，變電站避雷器泄露電流往往有超過標(biāo)準(zhǔn)值達(dá)到報(bào)警的限值，因此需要通過該系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控變電站各個(gè)避雷器的泄露電流值，并將該系統(tǒng)集成到輔助控制系統(tǒng)中。當(dāng)發(fā)現(xiàn)泄露電流超標(biāo)告警時(shí)，可聯(lián)動(dòng)視頻子系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程查看。

3工業(yè)視頻改造

由于視頻監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)輔助控制平臺起著重要作用，能否實(shí)現(xiàn)在發(fā)生異常時(shí)，人員能夠遠(yuǎn)程清晰查看變電站現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備情況，決定其能否替代工作人員現(xiàn)場檢查。但是目前變電站現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)由于投運(yùn)時(shí)間早、運(yùn)行時(shí)間長，其從設(shè)計(jì)、硬軟件技術(shù)、通信技術(shù)等存在以下一些缺點(diǎn)：視頻監(jiān)控系統(tǒng)圖像質(zhì)量差，長期運(yùn)行后臟污造成無法清晰地顯示所監(jiān)視的畫面。攝像頭的安裝數(shù)量較少，無法滿足無人化對視頻監(jiān)控的要求。視頻監(jiān)控系統(tǒng)一般就地安裝在變電站內(nèi)，無法遠(yuǎn)程進(jìn)行查看。視頻監(jiān)控系統(tǒng)相對獨(dú)立，無法與其他系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)。因此，若要實(shí)現(xiàn)輔控平臺的功能，需對變電站現(xiàn)有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，使其滿足當(dāng)前無人化運(yùn)行的相關(guān)要求。下面著重從工業(yè)視頻攝像頭的布置、巡視分類以及巡視策略[5]幾個(gè)方面介紹一下工業(yè)視頻改造及其應(yīng)用。

3.1攝像頭布置方案

整個(gè)變電站內(nèi)的攝像頭應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體位置進(jìn)行設(shè)置，以需求為導(dǎo)向做到設(shè)備全覆蓋。對于雙母線的220kV區(qū)域采用地面云臺與構(gòu)架球機(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行布設(shè)。2個(gè)設(shè)備間隔中間布設(shè)1臺地面云臺，視角范圍為正母隔離開關(guān)、副母隔離開關(guān)、開關(guān)及開關(guān)分合閘位置、避雷器及避雷器泄露電流表計(jì)、線路壓變等；220kV部分出線構(gòu)架上裝設(shè)1臺構(gòu)架球機(jī)，視角范圍為：流變及流變油位、線路隔離開關(guān)、上方引線（避雷器，壓變，線路出線）。如圖2所示。對于3/2接線的500kV區(qū)域采用構(gòu)架球機(jī)+周邊云臺的方式進(jìn)行布設(shè)，通過高低結(jié)合的方式達(dá)到設(shè)備的全覆蓋。如圖3所示。35kV區(qū)域由于各站場地設(shè)備數(shù)目和位置不同，具體布設(shè)應(yīng)以“設(shè)備為導(dǎo)向”的原則進(jìn)行布設(shè)。

3.2預(yù)置點(diǎn)的設(shè)置方法

預(yù)置點(diǎn)的設(shè)置可分4類，第一類：默認(rèn)預(yù)置位，即攝像頭正常情況下的攝像頭位置，用于全站安防和設(shè)備整體覆蓋；第二類：事故應(yīng)急預(yù)置位，滿足事故應(yīng)急情況下，設(shè)備狀態(tài)和外觀的快速調(diào)閱；第三類：遠(yuǎn)程巡視預(yù)置位，滿足遠(yuǎn)程巡視對所有設(shè)備外觀完好和站內(nèi)設(shè)備上方漂浮物的檢查。第四類：設(shè)備專項(xiàng)巡視預(yù)置位，借助部分事故應(yīng)急預(yù)置位，開展站內(nèi)充油設(shè)備、地基沉降導(dǎo)致設(shè)備引線拉緊、構(gòu)架螺栓是否緊固等精細(xì)化巡視。

3.3工業(yè)視頻遠(yuǎn)程巡視分類

目前開展的工業(yè)視頻遠(yuǎn)程巡視分為日常巡視、一次設(shè)備特巡、設(shè)備檢修作業(yè)巡視、設(shè)備異常巡視。日常巡視包含工業(yè)視頻軟硬件檢查、現(xiàn)場變電設(shè)備檢查、臺風(fēng)、汛期時(shí)場地內(nèi)情況檢查；一次設(shè)備特巡主要針對人工無法巡視到的部位或較難看清的設(shè)備部位，如主變本體上方、線夾、流變油位等；設(shè)備檢修作業(yè)巡視主要負(fù)責(zé)查看現(xiàn)場檢修進(jìn)度及安全文明作業(yè)等；設(shè)備異常巡視主要針對異常設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)閱及異常設(shè)備的定期跟蹤。

3.4工業(yè)視頻遠(yuǎn)程巡視策略

日常巡視時(shí)，利用視頻監(jiān)控平臺中的輪巡功能，以每個(gè)攝像頭作為一個(gè)輪巡間隔。通過調(diào)閱該輪巡方案即可進(jìn)行自動(dòng)輪巡。巡視人員只須按照預(yù)先編制的日常巡視設(shè)備對應(yīng)表逐項(xiàng)確認(rèn)打勾。采用該輪巡方案不僅時(shí)間短，而且不容易遺漏設(shè)備[6]。針對一次設(shè)備特巡，利用全站攝像機(jī)的遠(yuǎn)攝變焦功能，對全站每個(gè)間隔的斷路器、隔離開關(guān)、流變及主變等一次主設(shè)備設(shè)置預(yù)置位，并對該預(yù)置位進(jìn)行命名。在發(fā)生特殊事故異常（流變發(fā)生爆炸、低抗著火等）時(shí)，可方便而及時(shí)地定位到異常設(shè)備并進(jìn)行外觀巡視檢查，避免異常設(shè)備可能對現(xiàn)場巡檢人員產(chǎn)生的人身傷害。設(shè)備檢修作業(yè)巡視是指對檢修作業(yè)現(xiàn)場的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行巡視，主要巡視現(xiàn)場布置、設(shè)備狀態(tài)核對、查看檢修工作進(jìn)度及安全文明生產(chǎn)、巡視設(shè)備驗(yàn)收及設(shè)備狀態(tài)核對等。設(shè)備異常巡視主要針對異常設(shè)備的實(shí)時(shí)調(diào)閱及異常設(shè)備的定期跟蹤。包括無功設(shè)備、場地著火，流變、開關(guān)等爆炸情況的實(shí)時(shí)調(diào)閱，充油設(shè)備存在滲漏情況時(shí)的定期跟蹤巡視。

4結(jié)論

從上面各子系統(tǒng)的功能不難看出，變電站輔助控制系統(tǒng)不是簡單的系統(tǒng)集成，而是一個(gè)有機(jī)的整體，各個(gè)系統(tǒng)間信息共享，但是又確保各個(gè)子系統(tǒng)能獨(dú)立運(yùn)行。通過工業(yè)視頻的改造，使得工作人員可以遠(yuǎn)程查看變電站現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備，極大地減少了人員投入，優(yōu)化了人力資源配置，提高了人員的工作效率和管理水平。

參考文獻(xiàn)

[1]岳增坤，楊帆.基于換流站的智能輔助控制系統(tǒng)研究[J].南方能源建設(shè),2015,2(3):118-121.

[2]王雷濤,張侖山,易永輝.基于智能變電站智能輔助控制系統(tǒng)的研究[J].電氣應(yīng)用,2013,5:74-77.

[3]曹亮，鄒榮盛，張巧玲.智能輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].電力學(xué)報(bào),2015,30(2):149-154.

[4]尉鑌，楊希斌，郭懷東.智能生產(chǎn)輔助控制系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用[J].電力科學(xué)與工程,2011,27(6):37-41.

[5]張祖茂.變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)智能運(yùn)維的研究與實(shí)現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017,9:53-54.

[6]郭琳,馬玫.基于視頻監(jiān)控的變電站遠(yuǎn)方輔助巡視操作系統(tǒng)[J].信息系統(tǒng)工程,2017,1:23-24.

作者：蔡海偉 李冠強(qiáng) 李杰 余大成 羅斌 單位：國網(wǎng)浙江省電力有限公司檢修分公司