摘要：变电站辅助一体化监控系统将视频监控系统、安防系统、消防系统、门禁系统、环境监测系统等集成联动，对各子系统采集的数据进行集成分析、处理、显示并报警、联动，同时实现远程控制。该系统采用“两级部署、三层应用”模式，在省公司、运维班和变电站两级部署，在地市公司、运维班和变电站三级应用，可以实现对变电站站端辅助设施的统一应用、管理和维护，为无人值守变电站安全运行提供了一种全新的安全技术手段和工作管理模式。该系统的试点运行和推广应用，可以大幅提升变电运维工作的安全稳定性、变电运维人员的工作效率，最终将实现变电运维管理模式的转变。
关键词：变电站辅助一体化监控系统；视频监控系统；安防系统；消防系统；门禁系统；环境监测系统；变电运维管理模式等
引言
变电站是电力系统中的关键环节，变电站设备的安全运行是电力系统稳定的重要保障。供电公司所辖各变电站都安装有大量的辅助设施[1]，主要为消防、安防、视频、空调、水泵、水位监测、风机、门禁、SF6报警、温湿度监测等，这些生产辅助设施所构成的运行环境是否良好在一定程度上影响着变电站一、二次设备的安全运行[2]。
目前，部分变电站安防、视频、门禁已有独立运行的系统，而水泵、水位监测、智能风机、SF6报警等暂无独立系统进行管理。本文研究的变电站辅助一体化监控系统，其目标是将单一分散的辅助设施统一集中控制。
1 变电站辅助一体化监控系统的概论
1.1 基本理念
建立变电站辅助一体化监控系统，将视频监控系统、安防系统、消防系统、门禁系统、环境监测系统等集成联动，对各子系统采集的数据进行集成分析、处理、显示并报警、联动，同时实现远程控制。由专人24小时对所辖变电站辅助设备进行监控与管理，保证第一时间掌握各变电站运行工况。通过变电站辅助一体化监控系统的建设，实现对变电站站端辅助设施的统一应用、管理和维护，为无人值守变电站安全运行提供了一种全新的安全技术手段和工作管理模式。
1.2 建设目标
变电站辅助一体化监控系统主要针对变电站及其辅助设施，这些辅助设施主要为消防、安防、视频、空调、水泵、水位监测、风机、门禁、SF6报警、温湿度监测等。目前，这些辅助设施暂无独立系统进行管理，无法实现系统一体化管理、基本未实现联动、无法做到“实时监视、立即处置、及时消缺”。
变电站辅助一体化监控系统的建设目标主要包括：
（1）人力资源更优。利用远程化、智能化手段，解决运行人员现场测温、许可等工作耗费的大量时间精力，实现人力资源的优化[3]。
（2）应急响应更快。利用变电站辅助一体化监控系统，替代人员到现场判断情况，完成紧急情况下的先期处置，有效提高应急处理的速度，降低安全风险。实现变电站设备室烟感报警，监控中心能自动切换视频信息，确认报警信息，并辅以风机等排风设备自动开启，为事故抢修提供先机条件。
（3）运维质量更高。变电站辅助一体化监控系统的应用，解决变电站各辅助设施系统独立运行、监测信息不共享，管理效率较低等问题，为管理人员分析决策提供了有力的数据资源和价值信息。在设备异常发热情况下，通过定点红外测温，信息上送，运维人员可实时掌握设备工况，保证电网安全运行。
（4）日常管理更精。变电站辅助一体化监控系统作为变电站环境监控的快速响应中心和决策中心，提高无人值守变电站辅助设备、站所环境、安防等管理要求。变电站外抢修通道社会车辆强占情况下，通过自动语音播报，进行有效驱逐；通过安装水情控制系统，在台风季节，实时掌握变电站防台状况，集中力量确保薄弱环节等。
2变电站辅助一体化监控系统的组织构架
变电站辅助一体化监控系统采用“两级部署、三层应用”模式，在省公司、运维班和变电站两级部署，在地市公司、运维班和变电站三级应用。即在变电站通过新建（或升级维护）视频、安防等子系统，建成站级辅助一体化子系统AMC；在运维班建成变电运维站辅助一体化管控子站；在地市公司层面建成辅助一体化管控主站。
2.1 监控平台结构图
图1监控平台结构图
Fig.1 Structure diagram of the monitoring platform
图2变电站辅助一体化监控系统
Fig.2 The integrated auxiliary monitoring system in substation
2.2 系统搭建和具体功能
根据变电运维管理和一线班组人员对变电站辅助设备应用的实际需求，辅助一体化监控系统将变电站安防系统[4]、火灾报警系统、门禁系统、视频监控系统等变电运维辅助设施联动起来[5]，统一进行了整合、联动、优化、管理及监控。并在此基础上拓展实现了车辆违停系统、设备智能钥匙管理系统、工作票电话许可管理系统[6]、红外移动测温系统等子系统功能，实现变电站安防以及辅助系统各类信息“实时监视、即时处置、及时消缺”的“三时”特色。同时，优化了监控系统平台界面，能够更多、更好、更快的提供实时、互动信息，安全、可靠地指引监控人员应对各种紧急情况，发现各类异常信号。
以实际应用需求为基础，初步建成由省/地市应用的监控主站和运维站应用的监控子站系统。变电站辅助一体化监控系统由视频监控系统、智能火警系统、智能安防系统、智能门禁系统、环境监视系统、智能风机系统、空调远程控制系统、水浸控制系统、智能锁控系统等系统组成。具体功能如下：
（1）视频监控系统：由视频处理单元、前端视频设备、网络设备构成，对变电站重点设备及安防进行视频辅助监控和记录，能与变电站内的智能门禁系统、安防系统、消防系统等进行视频联动、录像、报警，具备监控画面实时轮播功能。
（2）智能火警系统：接入变电站主控楼火灾报警装置及主变消防的报警信号，具备报警及与摄像机、灯光的联动功能。当接收到火灾报警装置的报警信号时，能及时发出报警，并联动摄像机、灯光进行录像。
（3）智能安防系统：接入变电站周界安防报警装置的报警信号及门禁报警信号，具备报警及与摄像机、灯光的联动功能。当接收到周界安防报警装置发出的侵入信号时，能及时发出报警，并联动摄像机、灯光进行录像。
（4）智能门禁系统：将门禁系统和视频联动有机结合，能接受监控中心的指令远程开闭大门，远程监控变电站内各重要场所及小室大门的开闭情况。加强无人值守变电站出入所安全管控，实现对抢修通道的有效管理。具备无人值守变电站出入所可视对讲、远程控制，以及变电站抢修通道违停有效劝离等功能。
（5）环境监视系统（SF6报警/温湿度监测）：由安装在设备室的温湿度传感器对设备室的温湿度环境进行实时监视，及由安装在SF6气体设备室的气体探测器对设备室的气体进行实时监视。环境变量达到报警值时，能够实时向监控中心上送报警信号。
（6）智能风机系统：通过对风机电源系统进行改造，在火灾或有通风要求时，实现由监控中心远程人工控制功能。
（7）空调远程控制系统：通过对空调电源回路进行改造，在温湿度异常等其它需要开启、关闭空调情况下，可以通过远程控制。
（8）水浸控制系统：通过在室内（如电缆层）安装水浸控制器，发生室内进水情况下，实现报警信号远程上传监控中心。经过监控中心人工确认后，具备远程控制水泵开闭功能。
（9）智能锁控系统：根据工作地点需要，通过远程控制钥匙，达到对现场各室有效管控。
（10）电话许可远程管控系统：由运维班中心服务器、智能锁控主机、电脑钥匙等组成。设备的操作信息通过现场上位机向中心服务器进行远程申请，并经其授权。可以进行一键授权、选择授权、智能开闭锁、操作记录查询等任务。
（11）红外测温系统：根据设备测温要求，布置测温点位，实现设备在线实时测温功能，提供超温告警，记录温度曲线及生成报告。
2.3 变电站辅助一体化监控系统告警信息处理流程
图3 变电站辅助一体化监控系统告警信息处理流程
Fig.3 Alarm information processing procedure of the integrated auxiliary monitoring system in substation
3试点应用
3.1 试点站标准化接入及应用
2015年7月，完成华东某地区三座110kV变电站辅助设备标准化接入辅助控制系统，并进行试点应用。
3.2 监控中心试运行
2015年8月，变电运维辅助一体化监控中心开始试运行，监控中心实施有人值班工作模式，日常运维工作由变电运维室统一管理。监控中心实施24小时不间断监视；监控中心接受变电运维室管理，负责监控所有接入变电站信息，发现异常情况及时联系变电站所属班组；变电运维室所辖变电站周计划工作同时下发监控中心，监控中心及时掌握下周进所工作人员情况，特别加强外来单位工作人员出入管理。
3.3 经济效益
3.3.1直接效益
（1）以该地区8月份生产计划为例，当月共发生二种票工作项目440项，目前电话许可项目数为60项，占比为13.6%。如果配以智能锁控系统电话许可二种工作票的优势，对于绿化养护、蓄电池维护、计量电表校核等二种票工作均可拓展，占比可达到40%，大约可多开展100项，也就是运维人员可以减少出车次数200次（许可、结束工作票）。
（2）夏季高温重负荷，很多设备出现了满载现象，需要运维人员现场测温，掌握设备第一手状况。如果配以移动式红外测温系统，通过网络将测温数据上送，可以大大提高工作效率。迎峰度夏期间该地区共有约30座变电站会出现主变满载现象，运维人员一天需要出车2次进行重点测温工作，按高温持续20天为例，采用移动式红外测温系统，运维人员可减少出车约30*2*20*2=2400人•次（每次测温需两人）。
（3）智能安防配以视频联动系统可以替代变电站保安人员功能。以该地区109座变电站为例，每站标配3名保安人员，按人均5万•年计，每年花费109*3*5=1635万元。辅助一体化平台改造费用110kV站约20万，220kV站约为30万，整体改造费用2460万元。不考虑涨薪，保安人员费用每年滚动计算；而辅助一体化平台后期只需系统维护费用。由于保安人员素质高低参差不齐，每座变电站管理不一，通过该系统可以保证所辖变电站安保、环境等管理整齐划一。
3.3.2间接效益
变电站辅助一体化监控系统的应用，在无人值守变电站的安全技术手段和工作模式上实现了跨越。加快管理决策的速度，大幅度提高管理效率和效益。当前，内外部环境正发生深刻变化，公司发展面临新机遇、新挑战，智能化、自动化的程度将直接决定企业的市场竞争能力。变电辅助一体化监控系统项目的应用将对公司创新引领智能电网建设产生积极深远的影响。
4结束语
（1）变电站辅助一体化监控系统的建设与应用，将大幅提升变电运维工作的安全稳定性。
系统建设着眼于实际生产工作，最大限度充分利用视频联动功能，整合分散资源，将变电站消防、安保、环境等客观存在有机的结合，极大的拓宽了运维人员管理范围，系统应用将成为变电站安全监控历史上一次具有重大意义的技术革新。
（2）变电站辅助一体化监控系统的建设与应用，将大幅提高变电运维人员工作效率。
运维班管辖变电站数目众多，为了确保现场安全，事无巨细，运维人员均要第一时间奔赴现场，大量人力物力浪费与拥挤的交通之中。变电站辅助一体化监控系统解决了目前运维工作繁杂状况，真正实现了“千里眼、顺风耳”，将有限的精力致力于设备巡视、倒闸操作和应急事故处理的工作中，在提升安全性的同时，由智能化带来的效率提升将会非常显著。
（3）变电站辅助一体化监控系统的建设与应用，将实现变电运维管理模式的转变。
监控系统将设备、人员、操作等全方位的第一手现场信息直接呈现到管理和决策人员的眼前，使其可以掌握最实时、最准确的现场信息，从而为快速决策、精准控制奠定了信息基础，为变电运维管理提供了全新的管理模式。将辅助设备集中监控，有效填补了“大运行”、“大检修”变电站监控业务死角，实现了变电站安防以及辅助系统各类信息实时监视、急事处置、及时消缺的“三时”特色，保证了这些设备的及时维护，大大提高了变电站整体设备运维水平。
（4）变电辅助系统高级应用的发展将从辅助一体化监控系统中获益。
该系统在变电站的应用会对智能化发展起到巨大的推动作用。综合应用视频信息、智能锁控、工作许可、红外测温等多源设备信息数据，为海量信息数据智能分析，实现对电气设备运行状态的实时分析和辅助决策等高级应用提供了契机。
参考文献：
[1] 李海平.变电站辅助设施设计和安装一体化管理[J].中国高新技术企业，2014，35：24-25.
[2] 郝福忠，吴广学，鱼滨.变电站辅助设施与环境监控系统设计及实现[J].电气自动化，2011，33（4）：46-49.
[3] 贾明月，刘君，周志玉.变电站一体化智能监控系统设计与应用探讨[J].东北电力技术，2015，9：30-33.
[4] 崔厚坤，洪莎.无人值班变电站智能安防辅助系统设计[J].电力系统通信，2012，33（238）：75-78.
[5] 孙伟红.基于知识可视化的变电站一体化监控系平台[J].安徽电力，2016，33（2）：46-48.
[6] 陈楷，唐人.工作票许可终结远程管控模式的探索[J].电力设备，2017，11.
作者简介：
李倩玉（1989），女，硕士研究生，研究方向为电力系统运行与控制
论文作者:李倩玉1,胡巍1,谷泓杰2,张如宏1,罗骏杰1
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/17
标签：变电站论文; 监控系统论文; 测温论文; 系统论文; 安防论文; 智能论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第15期论文;