摘要：110kV变电站的图像监控系统通过配置更多的摄像头反映变电站低洼易涝处更加全面的洪涝信息，方便洪水入侵时人员实时观测；短时天气预报系统，为变电站提供最新最及时的降水信息，及时提醒工作人员处于备洪状态，方便人员调控；消排一体化自动控制系统及时捕捉变电站各处水位计的水位信息，自动控制水泵的消防和排水功能。一体化自动监控系统为110kV变电站的防洪工作提供了全面的信息采集和自动控制功能，是变电站防洪工作中不可或缺的重要部分。
关键词：110kV变电站；防洪工程；图像及环境监控系统；应用
1概 述
1.1 变电站智能辅助控制系统现状
图像及环境监测系统均属于智能辅助控制系统的子系统，同光变电站全站配置一套智能辅助控制系统,实现图像监视及安全警卫、火灾报警、消防、照明、采暖通风、环境监测等系统的智能联动控制，实时接收各终端装置上传的各种模拟量、开关量及视频图像信号，分类存储各类信息并进行分析、计算、判断、统计和其它处理。
智能辅助控制系统包括智能辅助系统综合监控平台、图像监视及安全警卫子系统、火灾自动报警及消防子系统、环境监视子系统等。
1.2变电站辅助系统综合监控平台的功能
（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，不仅可以提升个子系统的性能，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。
2 变电站图像监控系统的防洪优化设计
2.1 图像监控系统
变电站图像监控系统是变电站智能辅控系统中一个重要子系统，主要负责对全站重要电气设备、安装地点及变电站环境、变电站安全进行全天候的视频监视。变电站视频监控范围区域为变电站主控室、二次设备室、高压室、电缆层、电容器室等室内设备场景情况，另外对变电站大门、进站道路、主控楼门窗等重要区域的安全情况进行视频监视，对变电站重要设备外观运行状态的视频监视主要有断路器、敞开式刀闸的分、合状态，变压器油位等。
变电站图像监控系统由硬盘录像机、摄像机、智能分析服务器等设备组成，其中智能分析服务器为可选设备，在需要实现智能分析功能的时候选用。摄像机的类型及数量需要根据工程情况进行确定。
2.2图像监控系统的防洪优化配置
图像监控在很多地方的防洪工作中得到了广泛的应用，特别是在一些水滨城市。总体来说，图像监控在变电站的防洪中的应用，主要是在汛情出现时，通过摄像头直观传达变电站的实时状况，以“电子眼”取代人员现场查看，节省人力，提高效率。
同光变电站可研方案中图像监控系统主要是监测用电设备的运行状态和安全警卫作用，为了提高变电站的防洪功能，本次设计需要增加图像监控摄像头的应用点。
变电站的电缆层和电缆井均属于站内低洼易积水敏感区，可以在电缆层和电缆井配置安装一台一体化快速球形摄像机，洪水入侵变电站极端情况下，方便人员观察电缆层，电缆井和主变压器坑的水浸情况。
3变电站环境监控系统的防洪优化设计
3.1环境监测系统
环境监测预警系统可以实时监测某些重要场所和设备的工作环境（如：温度、天气人员、非法进入、电缆沟动物、电缆沟进水、烟雾、明火、空调工作状况等）；当工作环境出现异常时，可及时显示、报警，并可通过通信网络将数据上传。
环境监控系统主要由温湿度传感器、风速传感器、水位传感器、SF6/O2探测器、空调控制器、风机控制器、灯光控制器等设备组成。各类传感器和控制器的数量根据工程需要进行确定。
3.2 短时致涝天气预报系统
城市处于洪涝状态时，需要继续保证变电站的正常运行给居民和生产单位供电，因此对变电站的防洪能力提出了更高的要求。要做好变电站的防涝工作，使降雨及时排出，就需要得到准确的短时强降水的强度和总雨量，降水的起始及终止时间等气象预报信息。
为此，同光变电站环境监测系统可以与余姚气象台联合，形成短时致涝暴雨天气预报系统。
当预报降水量超过正常范围时，即天气即将处于暴雨或者大暴雨情况下，预报系统发出报警声，提醒工作人员提前做好变电站防洪准备。方便人员调配，及时应对极端天气。
4排水自动控制监控系统
为了提高排水效率，提高水泵的利用率，本次设计将普通的消防水泵更换成消排泵，变电站水位升高时，消防排水泵工况的转换实现排水功能，正常情况下，消防排水泵工况转换实现消防功能。
变电站内所有水泵均实现自动控制功能，根据变电站内监控系统水位的实时信息完成自动开停。
4.1 传感器
电气设备均需要在绝缘良好的情况下正常运行，当变电站受到洪水侵袭时，电缆层等地理位置较低的位置，容易积水受影响。环境监测中常规的湿度传感器满足不了电缆层遇水紧急报警和水位监测的作用，系统需要增加水位报警传感器实时监测变电站各个地点的水位信息。
同光变电站可以采用内涝压力式水位计，内涝监测遥测水位计为一体化水位遥测设备，安装在灯杆、大树、建筑物墙上贴壁安装，监测点采用压力式遥测水位计。安装时需要DN50镀锌钢管贴壁安装保护。
4.2 消防排水泵
变电站雨水排水方式以往普遍采用人工控制水泵的开停，难以掌握投停时间。特别是在大量降雨过程中往往伴有事故的发生，工作人员在繁忙的事故处理操作过程中以及在夜间进行控制更为不便。
本次设计是根据传感器的监测信息采取智能控制水泵的开停，实现监测系统和排水消防系统一体化。变电站需要配备消防和排水两种泵，分别用于火警是提供消防高压水和应急情况下强行排除变电站内的积水。
消排泵为立式两级串并联离心泵，水泵工况由串并联换向阀的旋转位置决定。消防排水泵能完成两种泵的功能，收到火警信息，为消防系统提供高压消防水，收到水位过高信息，可用作排水泵，将变电站过多积水排出站内。
4.3消防排水泵的自动控制系统
消防泵采用气动蝶阀，气动控制箱，电气控制箱等部件实现自动控制功能，电气控制箱根据用户设定的工况利用电信号控制气动控制箱的电磁换向阀，电磁阀通过控制压缩空气的走向而实现水泵工况（消防/应急排水）的转换，泵的基本操作只需要按动一个按钮，电气控制箱就能调整好泵和阀的状态，并开启响应出口阀门，实现水泵的正确启动和运行。
电气控制箱利用PLC控制消防排水泵，根据用户使用工况自动设置水泵的状态，实现了消排系统的自动化。
结语
优化后的图像及环境监控系统，给变电站提供了一套完整的防洪自动监控控制系统。从大暴雨的天气预警，到水涝时变电站的水位监测，视频监测，以及极端天气情况下的排水系统，各个方面力求保障防洪信息的全面掌控，保障排水系统处理变电站洪涝的及时性和可靠性，尽量保障变电站在极端天气下可以正常运行，保障供电的可靠性。
参考文献：
[1]巫阳波, 唐李京. 实现变电站远程图像监控系统的跨网段应用[J]. 贵州电力技术, 2005(6):49-50.
[2]唐继朋. 110千伏变电站智能辅助控制系统与消防控制系统整合方案研究[D]. 天津大学, 2014.
论文作者:刘晶
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
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