引言

根據(jù)不同的電壓等級,變電站智能輔助系統(tǒng)的建設側重點也會有所不同。針對500kV、220kV變電站,設計之初為有人值守,則考慮功能主要是提供視頻分析、狀態(tài)監(jiān)測及告警等提示性信號。對于110kV及以下變電站,主要是實現(xiàn)狀態(tài)遠程監(jiān)測、設備間互聯(lián)協(xié)作、遠程控制管理等功能,實現(xiàn)智能管理、遠程管理、遠程維護,保證無人值守變電站的可靠性與安全性。

目前,國網重慶檢修公司下轄500kV變電站正逐步實現(xiàn)無人值守,通過輔助設備全面監(jiān)控系統(tǒng)建設,實現(xiàn)500kV變電站遠程集中智能管理。

相比于以前的輔助控制系統(tǒng),新系統(tǒng)監(jiān)測對象更為全面,子系統(tǒng)之間具有聯(lián)動機制,使得輔助系統(tǒng)完成了從監(jiān)測＋預警到監(jiān)測＋預警＋控制的轉變,提升了變電站智能化運維水平。

1變電站輔助控制系統(tǒng)

變電站輔助控制系統(tǒng)采用先進的計算機技術、通信技術、圖像識別技術等實現(xiàn)對變電站輔助設備運行狀況的實時監(jiān)測,其主要包括消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、設備在線監(jiān)測系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)等,承擔著變電站內外火災預警與控制、防外破、防空飄物監(jiān)視、溫濕度監(jiān)測、環(huán)境污染監(jiān)測、設備運行狀態(tài)監(jiān)測、設備運行環(huán)境監(jiān)測等重要任務,是實現(xiàn)變電站智能化運維和遠程集中運維的關鍵。

1.1522kV變電站輔助控制系統(tǒng)結構及特點

500kV變電站輔助控制系統(tǒng)拓撲結構如圖1所示,其依托先進的通信技術、控制技術,智能整合了消防、安防、環(huán)境監(jiān)控、設備在線監(jiān)測以及智能巡檢五大變電站輔助系統(tǒng),通過變電站、運維站、省級檢修企業(yè)三級接入,實現(xiàn)500kV變電站遠程監(jiān)測與控制:并且通過輔助設施立體監(jiān)控途徑,實現(xiàn)了輔助設備運行狀態(tài)實時感知、告警信號精確判定、應急處置高效響應,提升了輔助系統(tǒng)互聯(lián)程度及人機互動效率。

在變電站部署了輔助設備站端監(jiān)控主機、正向隔離裝置、網絡安全監(jiān)測裝置、防火墻、輔助網關機、規(guī)約轉換裝置、消防信息傳輸控制單元等,輔助設備站端監(jiān)控系統(tǒng)通過I區(qū)網通道與輔助設備集中監(jiān)控系統(tǒng)相連。

消防系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、設備在線監(jiān)測系統(tǒng)、照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過接入規(guī)約轉換裝置實現(xiàn)站端數(shù)據(jù)互聯(lián),并通過縱向加密裝置將數(shù)據(jù)上傳至集控站端。規(guī)約轉換裝置以DL/+860標準接入輔助設備監(jiān)控主機、輔助網關機。而視頻站端監(jiān)控主機、機器人巡檢主機則通過V區(qū)網通道與變電信息綜合處理系統(tǒng)相連。

1.2522kV變電站輔助控制系統(tǒng)功能介紹

1.2.1在線監(jiān)視

輔助控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)在線監(jiān)測、安全防范、消防、環(huán)境監(jiān)測、SF6監(jiān)測、照明監(jiān)視等子系統(tǒng)的運行監(jiān)視,并且可以實時查看輔助設備狀態(tài)和運行信息,保證實時掌握設備運行狀態(tài)。

1.2.2故障預警

通過監(jiān)測上傳數(shù)據(jù),利用智能分析系統(tǒng),可及時分析輔助系統(tǒng)的運行現(xiàn)狀和站內環(huán)境狀況,從而有效實現(xiàn)提前預警。

1.2.3智能聯(lián)動

輔助控制系統(tǒng)根據(jù)在線監(jiān)視情況以及故障預警信息,實現(xiàn)設備間的智能聯(lián)動,能更加高效、及時地解決問題。

該系統(tǒng)具備以下聯(lián)動功能:

(1)安全防范系統(tǒng)入侵報警聯(lián)動。

報警信息發(fā)出后,及時打開報警防區(qū)的燈光照明并發(fā)送報警聯(lián)動信號。

(2)消防系統(tǒng)火災報警聯(lián)動。

火災報警相關區(qū)域門禁緊急開門,聯(lián)動開啟/關閉現(xiàn)場風機以及燈光照明,啟動現(xiàn)場聲光報警器,并發(fā)送報警聯(lián)動信號。

(3)SF6監(jiān)測濃度越限聯(lián)動。

發(fā)生SF6濃度越限告警,排風機可以聯(lián)動啟動并發(fā)送告警聯(lián)動信號。

(4)主設備遙控預置信號、變位信號聯(lián)動。

一鍵順控操作時,視頻主機聯(lián)動監(jiān)測一次設備當前狀態(tài),實現(xiàn)設備狀態(tài)視頻確認。

2變電站輔助控制系統(tǒng)建設現(xiàn)狀

2.1框架結構改變

在變電站內建設輔助設備站端監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)站內輔助設備子系統(tǒng)的標準接入。通過在變電站站端部署交換機,實現(xiàn)變電站、運維站、省級檢修企業(yè)三級接入,將輔助系統(tǒng)監(jiān)測狀態(tài)信息延伸至站外集中辦公的集控站。變電站、運維站、省級檢修企業(yè)均可通過輔助設備監(jiān)控工作站查看站端輔助設備運行狀態(tài),實現(xiàn)各種輔助設備遠程控制。

2.2監(jiān)測功能進一步完善

隨著巡檢機器人的逐步推廣應用,其巡檢可靠性也在不斷提升,輔助控制系統(tǒng)也將其納入作為子系統(tǒng),即巡檢子系統(tǒng)。集控站通過輔助控制系統(tǒng)遠程下發(fā)機器人巡檢任務,并監(jiān)測站內設備運行狀態(tài),同時,巡檢機器人巡檢信息也通過輔控系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)至集控站的上傳。除此之外,還增加了光纖測溫、站內事故油池監(jiān)測、智能鎖控授權等新功能,進一步完善了對變電站的監(jiān)控。

2.3監(jiān)測+預警+控制模式逐步形成

相比以往的輔助控制系統(tǒng),當前建設的輔助控制系統(tǒng)更具智能聯(lián)動性,即正逐步形成監(jiān)測＋預警＋控制的輔助系統(tǒng)模式。

以主變消防動作和一鍵順控操作為例:

(1)主變消防動作。

當主變發(fā)生火災報警時,輔控消防子系統(tǒng)會自動判斷主變是否發(fā)出重瓦斯動作信號,并判斷主變三側開關是否跳閘。當滿足以上條件時,消防子系統(tǒng)會快速打開排油閥門排出變壓器油,并關閉進油閥門,切斷補油通道。排油一定時間后,打開氮氣釋放閥門,氮氣從變壓器底部充入,迅速降低變壓器溫度,達到滅火效果。

(2)一鍵順控操作。

變電站在倒閘操作過程中,需要完成設備動作后位置的雙確認,在現(xiàn)場往往通過聯(lián)動輔控系統(tǒng)視頻監(jiān)控子系統(tǒng)實現(xiàn)。當開關或倒閘動作后,一鍵順控主機通過聯(lián)動相應開關或刀閘對應的攝像頭,提取動作后的圖像,經過圖像識別技術完成位置確認。

3發(fā)展趨勢

目前輔控系統(tǒng)同主設備聯(lián)動還較為薄弱,有待進一步開發(fā)相應功能,加強主輔系統(tǒng)聯(lián)動性,進一步提升變電站智能化運維水平。

3.1通信標準化

由于輔助設備廠家眾多,各輔助設備廠家通信接口不一,輔助設備間通信較為困難。在未來輔助設備設計階段,應以IEC61850協(xié)議為核心,統(tǒng)一輔助設備監(jiān)控系統(tǒng)接口,通過就地模塊標準化接入各前端傳感器、控制器,實現(xiàn)輔助設備模塊化、規(guī)范化接入,完成輔助設備間的數(shù)據(jù)交互,增加聯(lián)動性。

3.2聯(lián)動性功能開發(fā)

變電站輔助系統(tǒng)按照功能分屬于不同的部門進行管理,如安防、技防、泡沫滅火、水噴淋系統(tǒng)由安質部進行管理,充氮滅火、設備在線監(jiān)測系統(tǒng)由運檢部進行管理,門禁系統(tǒng)由生調中心進行管理,變電站動力環(huán)境系統(tǒng)由運維單位進行管理。不同部門之間缺乏聯(lián)動,變電站輔助系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的管理路徑,系統(tǒng)各種功能之間沒有實現(xiàn)有效配合,影響了變電站輔助系統(tǒng)的運行效果。

未來應實現(xiàn)多個輔助系統(tǒng)聯(lián)合一體化管控,增強子系統(tǒng)間的聯(lián)動性。通過配置主輔設備間、輔助設備間智能聯(lián)動策略,實現(xiàn)主設備、在線監(jiān)測、安防、消防、環(huán)境監(jiān)控、燈光智能控制、視頻等系統(tǒng)間數(shù)據(jù)交互共享、智能聯(lián)動,利用多系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)融合、協(xié)同控制,快速處理異常事件。

4結語

本文對變電站內初步形成的監(jiān)測＋預警＋控制的輔助系統(tǒng)模式進行了分析,突出了輔助設備實現(xiàn)聯(lián)動后的效果,有利于實現(xiàn)站內設備遠程集中智能管理,提升變電站的智慧化運維水平。未來應逐步開發(fā)變電站輔助控制系統(tǒng)聯(lián)動性功能,使變電站輔助控制系統(tǒng)在保障變電站安全運行方面作用越發(fā)顯著,從而進一步保證無人值守變電站運行的可靠性與安全性。