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论述变电站智能安全辅助监控系统一、引言随着近年来我国电网规模急剧扩大，新投运的变电站数量的成倍增长。
为提高生产管理效率，转变生产方式，新变电站都按照无人值守变电站进行设计和运行，传统有人值守变电站也已进行无人值守化升级改造。
但是从有人值守到无人值守的转变绝不仅仅是人员撤离那么简单。
如何切实提高变电站设备运行管理水平，切实保证变电站的安全运行，有效实现对变电站的运行主设备及辅助设施的监控及管理，把握设备的实时运行状况成为研究的主题。
在我国东北等高寒地区，冬季气温可达-40℃，冬季对高压设备运行状态及变电站环境监测尤为重要，并且对监测设备的低温运行也提出了更高的挑战。
黑龙江省电科院经过对黑龙江省部分无人值守变电站的考察，发现存在如下问题：1）变电站内的隔离开关、断路器等设备没有实现在线测温，需要巡视人员定期人工测温，数据受人为因素影响较大，漏测情况时有发生，当设备温度出现异常时关键点温度数据不能及时上传，故障无法及时被发现。
2）变电站室内关键场所（如：计算机房、继电保护小室、开关室、蓄电池间）没有温、湿度信息采集设备及自动调温设备，冬季靠暖气供热，一旦发生暖气临时中断现象，（如蓄电池间）设备在低温环境下运行，性能及寿命将受到严重影响；机房空调与温、湿度监测单元没有形成闭环联动，无法通过集控站干预空调等调温、湿设备的运行。
3）调度对站内隔离开关及断路器进行远程分合操作时，由于隔离开关电机或断路器储能机构故障，有时会出现分合动作不正常的状况，超过规定时间后，可能出现烧毁电机或断路器分合闸线圈的现象；同时由于隔离开关机械设计的原因，隔离开关动作时可能出现对应辅助节点无反应的问题，结果导致变电站后台监控画面的隔离开关分合显示错误。
4）早期变电站隔离开关执行机构箱、端子箱及断路器汇控箱内温度监控及自动加热设备并不完善（甚至根本没有配备），部分监控单元已损坏，不能有效实现温度上传及自动加热、排风功能，在冬季存在部分箱体内二次回路异常的情况。
无人值守变电站智能辅助控制系统设计分析摘要：通过对无人值守变电站关键技术以及核心功能进行详细的分析，能够对辅助控制系统中存在的不足进行分析，从而对变电站智能化设备进行科学合理的设计，从而实现对变电站图像进行监控，以及对变电站运行相关数据信息进行采集的，保证无人值守变电站智能辅助系统能够更加安全稳定的运行。
关键词：无人值守；变电站；智能辅助控制系统；设计智能辅助控制系统能够对变电站运行维护的综合需求进行满足，并且在智能化技术的辅助下，对变电站辅助系统开展自动化的控制，通过视频图像等方式对变电站内部设备的运行状态进行实时监控。
有效地提升了变电站智能化系统的安全稳定运行。
一、无人值守变电站相关概述（一）系统配置构成智能辅助控制系统作为无人值守变电站重要的组成部分，发挥了关键性的作用。
在系统应用过程中主要肩负着保证变电站运行安全稳定的目的。
智能辅助系统通常情况下是由四个主要系统构成，包括由智能视频监控和智能火灾报警以及安全智能报警和电力环境监控等子系统构成，另外，空调和照明子系统也是重要的辅助子系统。
在传统的辅助控制系统当中，很多辅助子系统是单独运行的，并利用不同的路径对所获取的数据进行上传。
这难以对多个系统实施集中化的监控和统一化的管理，这不仅降低了多个子系统的运行效率，而且还提升了系统管理和运行维护的总成本。
通过智能辅助控制系统的应用能够最大限度地发挥当前辅助系统自身的潜力，极大地节省运行和维护成本费用，最重要的是能够提高整个系统的运行效率。
智能辅助控制系统在运行过程中主要是以智能视频监控子系统为中心，实现对智能火灾报警子系统以及其他子系统的精准化集成。
允许不同子系统之间的实现信息共享和交互作用的同时，还肩负起调度端与车站端自动化系统之间的通信和信息交互，使智能变电站的运行和维护能够满足辅助控制系统的提出创新性要求。
（二）功能实现智能化辅助系统在变电站应用的过程中还能够充分发挥出视频监控以及视频分析和信息采集的重要作用，良好的实现信息传输和远程控制等多项功能。
智能变电站辅助系统综合监控平台一、系统概述智能变电站辅助系统综合监控平台以“智能感知和智能控制”为核心，通过各种物联网技术，对全站主要电气设备、关键设备安装地点以及周围环境进行全天候状态监视和智能控制，完成环境、视频、火灾消防、采暖通风、照明、SF6 安全防范、门禁、变压器、配电、UPS等子系统的数据采集和监控，实现集中管理和一体化集成联动，为变电站的安全生产提供可靠的保障，从而解决了变电站安全运营的“在控”、“可控”和“易控”等问题。
二、系统组成（一）、系统架构GPRS/3G/4G TCP/IP RS485/RS232智能变电站辅助系统综合监控平台变压器配电环境SF6 音视频安防消防门禁空调灯光（二八系统网络拓扑智能变电站辅助系统综合监控平台将各种子系统通过以太网或 RS232/485接口进行连接，包括前端的摄像机、各种传感器、中心机房的存储设备、服务器等， 并通过软件平台进行集成和集中监视控制，形成一套辅助系统综合监控平台。
（三八 核心硬件设备：智能配电一体化监控装置PDAS-100系列智能配电一体化监控装置，大批量应用在变电站、开闭所和基 站，实践证明产品质量的可靠性，能够兼容并利用现有绝大部分设备， 有效保护 客户的已有投资。
能够实现大部分的传感器解析和设备控制， 以及设备内部的联 动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。
工业级设计，通过 EMC4级和国 网指定结构检测。
智能配电一体化监控装置是针对电力配电房的电缆温度以及母线温度无线 检测，变压器运行情况以及油温检测、配电、环境、有害气体以及可燃气体和腐 蚀性气体检测、安防、消防、采暖通风除湿机控制、灯光控制以及门禁而设计生 产的一款产品。
它通过以太网TCP/IP 或者GPRS/3G/4C 网络，主要解决分布式无 人值守配电房的监控和管理问题。
1）置触摸屏支持单机管理配置7寸TFT 触摸屏，可以在触摸屏上进行网络参数设置、监控对象上下限 设置，状态监测、设备控制等功能，即使不联网也可以实现绝大部分功能。
浅析智能变电站辅助综合监控系统智能变电站辅助综合监控系统高度集成各辅助信息，实现符合标准的横向及纵向的信息交互和发布，统一网络、统一平台、精简设备，避免重复建设，提高设备利用率，提高电网运行可靠性，为电力系统的安全稳定运行和设备有效监管提高技术支撑和技术保证，文章介绍了智能辅助综合监控系统的系统结构、技术原理、监控范围和发展方向。
标签：智能变电站；辅助系统；监控系统1 系统构成智能辅助综合监控系统位于变电站网络信息安全II区。
主要由视频图像监控、暖通环境监测、灯光照明、安全防护与门禁、交直流电源监测、消防火灾告警、SF6有害气体监测、状态监测等子系统组成，系统组成可根据变电站需要监测的信息进行调整。
智能辅助综合监控系统在安全II区内部与子系统进行数据交互，采用各子系统私有协议收集各子系统的辅助信息，采用IEC 61850标准，穿过防火墙安全I区监控主机单向获取部分SCADA信息进行分析和展示，同时对辅助子系统进行联动控制；采用符合各级主站系统要求的网络协议，通过IP网络将辅助系统数据传送给各级主站系统。
智能辅助综合监控系统图（如图1所示）。
2 技术原理2.1 环境监控系统环境量采集单元对环境信息也格式各样，品类众多，制造的众多在于信息精确计量和输出而不在于接口标准化，很难要求其输出标准接口，所以环境量采集单元必须支持多种类型输入/输出接口。
（1）温度传感器一般是由不同材质的导体在某点互相连接在一起，对连接点加热时，在导体不加热的部位就会出现电位差。
（2）温度传感器主要有电阻式、电容式两大类。
湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量温度。
（3）风速传感器是测量空气流速的仪器。
（4）水浸传感器分为接触式水浸探测器和非接触式水浸探测器两种。
（5）六氟化硫/氧探测器主要使用电化学法，包括定位电解式传感器和伽伐尼电池式氧气传感器。
变电站智能辅助管理系统(智能变电站辅助系统解决方案)产品简介变电站智能辅助管理系统平台是北京玄卓科技有限公司历经数年深入变电行业第一线调研，为供电公司量身定做的一套变电站辅助系统智能化软件产品。
统一管理的问本系统致力于解决无人值守变电站辅助系统和辅助设备远程传输、题。
系统将采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，实现全站辅助系统的信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，实现自动完成信息采集、测量、控制、监测等基本功能，并可根据变电站运行维护应用需求支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。
一、产品特点变电站辅助系统信息数据标准化；系统采用通用DL/T860（IEC61850）标准，具备强大的数据接入能力，实现数据信息共享的标准化，统一决策管理。
提供标准的Webervice/XML开放数据接口，友好兼容接入第三方软件。
变电站辅助系统功能集成化；本平台可集成变电站各辅助系统，取代以往多系统操作的繁琐操作，通过统一的数据平台集中实现系统高级应用功能。
变电站运行环境调控智能化；根据一次设备运行的环境变化进行环境智能调控。
如自动起停空调、排风扇、排水泵等。
视频图像智能分析；对于关键区域的人员非法闯入、异物遗留、一次设备检修区域的穿越等情况进行分析告警，避免重大事故的发生。
远程智能视频巡检；通过视频图像远程智能化地展现一次设备运行情况、运行环境状况。
在极端天气下可取代人工巡检，提高工作效率。
四遥智能联动；通过联动视频监控系统，实现一次设备运行状态变化的可视化。
三维全景展示；根据变电站实际情况，量身制作三维仿真地图。
实现变电站设备、环境空间信息的直观化、可视化，实现正常、异常状态下的快速准确检索、判断。
二、系统结构智能辅助管理系统主要由管理服务器、功能服务器、流媒体服务器及管理系统软件组成，对前端辅助系统上传的图像信息、安防信息、环境信息、消防信息等进行整合、分类，对图像及事件进行智能分析，制定相关联动策略。
智能变电站综合监控系统技术方案第一章项目需求分析和建设目标智能变电站综合监控系统用以解决传统变电站监控平台自动化水平低、安全等级差、工作效率低、管理及维护成本高的问题,一旦变电站/电网企内部发生安全或者设备数据警讯，系统可通过综合监控系统集中管理、集中监控、集中存储，便于应急指挥，摆脱了传统系统各自独立、各自为政的旧模式，为变电站的管理向自动化、网络化、数字化、智能化方向发展提供有力的技术保障。
第二章系统设计规范及系统结构根据《智能变电站技术导则》（Q／GDW_383-2009）、《110kV～220kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_393-2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_394-2009）等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把智能变电站综合监控系统分为三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。
1、三级中心：三级中心为省、市和集控站三级中心，或者市调、集控站和变电站三级中心，根据不同的实际情况进行配置和管理。
2、六大功能模块：管理服务器认证管理服务器（集群/分发管理）流媒体服务器（含网关服务器）通信服务器（前端设备通信）录像服务器（录像、磁盘管理）客户端（含解码）3、八大业务子系统视频监控子系统；环境监测子系统；安全警卫子系统；消防子系统；门禁子系统；设备控制子系统；SF6监测报警子系统；四遥联动子系统第三章统设计原则为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次智能变电站综合监控系统工程设计中，电科恒钛坚持长远规划分布实施的原则，将系统建设成为一种具有技术先进，实用可靠，扩展性好，有利管理，投资合理的监控系统。
1、可靠性原则在本次视频及环境监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效、急用先上、逐步完善的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。
在系统的设计和实施工程中，充分考虑系统的可靠性。
在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。
110kV智能综合变电站保护与监控系统概述
110kV智能综合变电站保护与监控系统是针对110kV变电站的安全运行、故障保护和
运行监控需求而设计的一种智能化管理系统。
该系统通过采集和处理变电站各个设备的状
态信息，实现对变电站运行状态的实时监控和异常报警，同时还可以进行故障保护、故障
诊断以及远程控制操作。
110kV智能综合变电站保护与监控系统主要包括以下三部分：变电站主控室监控系统、变电站辅助室监控系统以及变电站终端设备监控系统。
变电站主控室监控系统是整个保护与监控系统的核心部分，主要用于监控和控制变电
站的主设备，包括变压器、断路器、组合电器等。
系统通过与各个设备的连接和通信，获
取设备的电气参数、运行状态、故障信号等各种信息，并通过监控界面直观地显示在操作
员的监控终端上，使操作员能够随时掌握变电站的运行情况和设备状态。
变电站辅助室监控系统用于监控和控制变电站的辅助设备，如冷却系统、控制系统和
自动化设备等。
系统通过采集和处理辅助设备的状态信息，可以实时监测设备的运行状态
和参数，并对故障和异常情况进行报警和处理，保证变电站的正常运行。
110kV智能综合变电站保护与监控系统的应用能够提高变电站的运行效率、安全性和
可靠性，减少人工巡检和维护成本，提高设备的利用率和寿命，同时还可以实现电力系统
的智能化管理和远程控制，为电力生产和供应提供强有力的保障。
一、概述智能变电站辅助系统综合监控平台是智能变电站的重要组成部分，是集自动化技术、计算机技术、网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制术等技术为一体的综合信息平台，专门用于实现对变电站各种辅助生产系统的整合、优化、管理及控制，成为实施“大运行”战略体系不可或缺的重要技术手段。
二、目的通过对现有孤立分散的各类二次系统资源进行规范整合，实现二次系统的优化配置、信息资源共享、部门间业务的无缝衔接，从而提高电网一体化运行水平，解决二次系统种类繁杂、运行信息割裂等问题，满足大运行体系建设的需要。
1、通过规范各类辅助生产系统的信息传输方式及通信规约，有利于统一化管理，方便新的智能化功能扩充。
2、可以实现变电站“数据集成、业务协同、管理集中、资源共享”的管理要求，实现信息的集中采集、集中传输、集中分析、集中应用，实现与其他系统的交互应用，从根本上消除产生“信息孤岛”的局面。
3、通过各种辅助生产系统的有机整合，不仅可以提升各子系统的性能，实现系统功能的统一管理及广泛联动，提高应急处理和反应能力，加强对意外灾害和突发事件的预防和管理能力。
从而全面提升系统的智能化管理水平。
4、通过各种辅助生产系统的高度集成，统一上传，有利于远方人员对站内状况的全盘掌控，以加强对变电站的运行管理，提高对变电站辅助生产系统的监管质量，降低维护成本，提高运维效率。
三、适用范围可广泛应用于各电压等级变电站/所、换流站、开闭站/所等场所。
六、九大子系统智能变电站辅助系统综合监控平台包括视频联动子系统、火灾消防子系统、周界报警子系统、环境温湿度采集子系统、空调控制子系统、风机控制子系统、给排水控制子系统、灯光控制子系统、门禁控制子系统等九部分内容。
1) 视频联动子系统视频联动子系统即将变电站的视频遥视的前端摄像机接入智能辅助系统的功能单元，是智能辅助系统的核心，提供与其它八个系统进行联动操作，实现视频共享及系统间协作功能。
a. 可接受其他系统的调用请求;b. 系统可保障原视频监控系统的系统功能与应用不受影响;c. 系统支持同一摄像机的多位置调用及多个摄像机的同一位置调用方式，即以目标为基础的监控模式。
2) 火灾消防子系统火灾消防子系统是将火灾消防报警设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现火灾消防系统与其他系统的联动与数据共享，从而实现报警资源的共享及系统间协作功能。
a. 可接受火灾报警系统的报警信息;b. 系统可保障原消防火灾系统的系统功能与应用不受影响;c. 系统支持单独设备报警接入及总线设备报警接入方式;d. 系统支持16组设备总线接入，每组总线支持256个前端设备。
3) 周界报警子系统周界报警子系统是将变电站内周界报警设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现周界报警系统与其他系统的联动与数据共享，从而实现报警资源的共享及系统间协作功能。
a. 可接受周界报警系统的报警信息;b. 系统可保障原周界报警系统的系统功能与应用不受影响;c. 系统支持单独设备报警接入及总线设备报警接入方式;d. 系统支持64组设备总线接入，每组总线支持16个防区设定。
4) 环境温湿度采集子系统环境温湿度采集子系统是将变电站内温湿度采集设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现环境温湿度系统与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a.系统可对站内温湿度进行同步采集及传输，支持总线方式连接；b.前端采集设备采用数字型传感器，附有温湿度补偿机制，传感器使用无需校准。
数据传输为数字信号而非模拟信号；c.温度采集精度为±0.5摄氏度；d.系统支持16组设备总线接入，每组总线支持256个前端设备。
5）空调控制子系统空调控制子系统是将变电站内空调设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现空调设备的远程控制及与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a. 系统可实现多品牌空调的控制，包括开启、关闭、调温等操作；b. 系统无需改造原空调设备，禁止拆卸、损坏外壳等操作；c. 系统具有可根据环温条件自动控制功能；d. 系统支持8组设备总线接入，每组总线支持16个设备控制。
6）风机控制子系统风机控制子系统是将变电站内风机设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现风机设备的远程控制及与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a. 系统可实现多品牌风机的控制，包括开启、关闭、调速等操作；b. 系统无需改造原风机设备，禁止拆卸、损坏外壳等操作；c. 系统具有可根据环温条件自动控制功能；d. 系统支持8组设备总线接入，每组总线支持16个设备控制。
7）给排水控制子系统给排水控制子系统是将变电站内水泵设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现水泵设备的远程控制及与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a. 系统可实现多品牌水泵的控制，包括开启、关闭等操作；b. 系统无需改造原水泵设备，禁止拆卸、损坏外壳等操作；c. 系统具有可根据水位情况自动控制功能；d. 系统支持8组设备总线接入，每组总线支持16个设备控制。
8）灯光控制子系统灯光控制子系统是将变电站内灯光控制设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现灯光设备的远程控制及与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a. 系统可实现灯光的远程开启及关闭操作，并可记录灯光当前状态；b. 系统支持16组前端控制总线接入，每组总线支持8个前端控制设备，每个前端控制设备根据控制功率不同，可控制1-9组灯光。
9）门禁控制子系统门禁控制子系统是将变电站内门禁设备接入智能辅助系统的功能单元，以实现门禁设备的远程控制及与其他系统的联动与共享，从而实现数据资源的共享及系统间协作功能。
a.系统可实现多品牌门禁的远程控制，包括开启、关闭及参数设置等操作；b. 系统可保障原门禁系统的系统功能与应用不受影响；c. 系统支持单独设备报警接入及总线设备报警接入方式；在变电站中各个智能辅助系统子系统需要集中统一的管理和控制，这就需要各个子系统都接入智能辅助系统综合管理平台。
智能辅助系统综合管理平台不是各分系统机械的组合，而是在各系统间可实现深层的资源共享和数据交互，并通过相互间的配合，提高整体管理能力。
智能变电站辅助系统综合监控平台软件架构特点：1）采用B/S软件架构模式，客户端无需安装复杂程序；2）采用分布式网络结构，可均衡网络负载和支持多用户并发访问；3）支持256个权限控制机制，可对任意操作进行级别管理；4）支持复杂网络、跨多路由网络环境。
智能变电站辅助系统综合监控平台除了具有常规的视频监控功能之外，还有如下智能辅助功能：1）支持火灾系统报警处理及记录功能，协调与视频系统的联动；2）支持周界报警处理及记录功能，协调与视频系统的联动；3）支持环境温湿度采集、记录及历史查询分析，作为其他控制系统控制数据基础；4）支持空调远程控制操作及根据环温数据进行自动设置功能；5）支持风机远程控制操作及根据环温数据进行自动设置功能；6）支持水泵远程控制操作及根据水位报警进行自动设置功能；7）支持灯光系统远程控制、状态记录显示，协调与视频系统、周界系统、门禁系统的联动；8）支持门禁控系统远程控制、状态采集，协调与视频系统的联动；9）平台对各系统进行管理，实现界面统一、操作统一、数据统一等管理模式。
七、配套设备（一）核心硬件设备核心硬件物联网智能主机、门禁控制器为我公司自主研发、自己生产，质量可控。
产品大批量应用在变电站、开闭所和基站，实践证明产品质量的可靠性。
1、物联网智能主机：HT500系列主机，能够兼容并利用现有绝大部分设备，有效保护客户的已有投资。
能够实现大部分的传感器解析和设备控制，以及设备内部的联动控制，脱机实现联动、报警以及记录等功能。
工业级设计，通过EMC4级和国网指定结构检测。
2、门禁控制器：HT300系列控制器，是依据GA/T394－2002（《出入口控制系统技术要求》）标准要求设计，采用恩智浦32位Cortex-M3核的高性能工业级CPU，主频可以达到100MHz。
能够满足各种出入口控制系统的需要。
具有防死机软件狗电路、自检电路和实时时钟电路设计，所有输入口光藕隔离，所有继电器输出带有瞬间过压保护，增强了控制器的稳定性和实时性。
工业级设计，可每天24小时连续运行。
产品分为单门/双门/四门三种。
（二）、其他配套1、IEC61850通信服务器IEC61850通信服务器上行协议支持IEC61850-8-1，下行协议支持MODBUS-RTU、MODBUS- ASCII、MODBUS-TCP等，并可根据用户需求灵活开发相应设备协议。
2、温湿度传感器HT3020-AQ（OEM）温湿度传感器采用瑞士高精度温度探头，带RS485 数据输出接口，使用工业领域广泛应用的MODBUS 协议，实现长距离传输，多点同时检测。
3、空调控制器空调控制器是智能学习型控制器，可支持市场上99%的空调型号的遥控器码值学习与存储。
支持空调来电自启动，空调掉电后来电自启动，并自动设置空调掉电前状态，不需监控主机干预。
4、灯光控制器灯光控制器作为连接主机的控制模块，可以通过通断电的方式来控制灯光、加热器以及220V供电的风机。
5、电量仪电量仪测量三相四线的相电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度等电参数。
具有可设置变送器的电压、电流、频率告警上下限，监控主机可对紧急数据优先处理。
6、其他八、典型案例500KV金城变（国网第一批智能站试点）220KV许昌鄢陵变（河南第一个智能站）220KV南昌肖江变（江西第一个智能站）220KV烟台芝罘变（山东第一个智能站）山西220kV浑源站（山西第一个智能站）合肥供电公司（70个站）宿州供电公司（12个站）（资料素材和资料部分来自网络，供参考。
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