中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 530007
摘要：对变电站实行智能化的安全预警系统，是对变电中的各种设备进行有效管理的一个重要方式，在具体的应用中要根据变电站和设备的实际情况进行智能化系统的安装。我国智能化安全预警系统还处于一个发展的阶段，但是电力行业都能意识到它的重要性，因此，电力行业中的设计人员应该根据时代和改革的需要对其进行智能化的管理和改进，从而在变电站的预警系统中建立一个真正集运行和安全为一体的智能监控中心。
关键词：变电站；智能化；安全预警体系
1变电站中智能化安全预警体系概述
变电站中的智能化安全预警体系主要是由多个板块结构组成的，包括主要的高压设备接点温度预警监测系统、环境预警监测系统、安全预警监测系统、、安全查巡系统监测、网络分析记录系统以及联动视频防盗系统等多种系统监测。智能化安全预警系统中的这些子系统不仅能够随机组合运行还可以自行运行，这些系统还可以介入到其他的一些厂家的智能化终端系统中。
1.1高压设备预警体系
在变电站中有个重要的电气设备——高压开关柜，设备在长期的运行过程中，开关柜的母线排连接处或者接点等部位都可能因为老化而使接触的电阻变大从而产生发热的现象，使母线排连和接点处的温度过高，导致电阻继续扩大，带来更多的热量，这样便容易形成一个恶性循环，导致最后火灾的发生。我们在近几年听到的一些关于变电站火灾方面的事故大多是有开关柜温度过高造成的，事先对变电站中的开关柜进行预测，明确开关柜温度升高的范围极限，是避免此类事故发展的重点。但是在具体的对其节点运行时的温度进行控制是很难检测到的，主要原因是因为开关柜具有小空间、电压高等封闭性特点，使用通常的测量温度的方法是不可行的。普通测量温度的方式主要是使用半导体、热电阻以及热点偶等方式进行温度信号传输，因其不能保证彻底的绝缘性，所以在高压开关柜的温度节点控制方面不能适用。高压开关柜在强电磁干扰和高电压的情况下，危险性很高，因此对高压开关柜内的温度节点进行在线监视是比较困难的。
而高压开关节点温度中的预警监测终端系统都是运用光纤进行温度测验，根据高压开关柜内部的情况来确定光纤弯曲的不同形状，在对原有开关设备不造成影响的情况下，对高压开关柜中的运行的节点温度进行连续监测，以确保接点的受热程度，当开关柜中的温度过高时，仪器就自动发出警报。
1.2电缆温度预警监测系统
电缆温度预警监测系统使用了先进的微处理技术和通信技术，引进国外的新型传感器，运用测量接触式原理，对电缆的运行温度进行实时检测。该系统可以使用棒图、数值、模拟图以及曲线等方式来对测量值的变化趋势进行表述，并使用三维构模平台对其具体位置进行判定，使用线缆远程控制监测技术，把火灾等事故扼杀在苗头阶段。该系统还可以对测量电缆运行环境中的一些参数（火、烟、温度等）进行测量，为判断电缆的故障提供一定参考依据。
1.3环境监测预警系统
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，例如：可通过烟感探测器进行消防预警，通过温度、湿度传感器，及时启动空调、风扇，满足设备的环境需要；如遇汛期大雨、暴雨，通过水浸探测器，监控站可以立即通知有关部门采取措施及时排除电缆沟积水，防止变电站短路导致大面积停电；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。
２安全预警终端
2.1功能与指标
数据采集和处理功能有：遥测量采集，包括室内温度、湿度，电缆温度等；遥信量采集，包括非法入院、非法入室、门禁、电缆沟小动物入侵、电缆沟进水，烟雾、明火、空调异常报警等。
检测功能包括：空调运行状态、设备绝缘状态在线监测，设备运行状态监测等。
报警功能包括：超限报警、异常报警，报警方式有声、光、语音、历史记录存储等。
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预警功能有：模糊智能判断，多重报警，消除误报。
故障定位功能即对各种故障进行定位。
控制输出包括控制报警音箱和警示灯电源、探测器直流电源、交流接触器电源输入。
开关量输入为2路，模拟量输入为4路，开关量输出为3路。
通信包括3个RS232端口和1个RS485端口，波特率为600～4800bps，通信规约为部颁循环远动规约。通道有电力载波、光纤、电缆等。
温度测量范围为-25～+80℃；湿度测量范围为10%～99%。非法入院探测器的最大探测距离有30m、60m、90m3种可选；非法入室探测器最大探测距离为10m，视角为110°×26°；明火探测器探测距离为10ｍ（火焰高度不小于7cｍ），探测角度为120°；烟雾探测器报警值为3%～4%（减光度）；水位探测器报警高度不小于50mm。温度的测量精度为±1℃；湿度的测量精度为±10%；事件分辩率不大于30ms；遥测刷新率不小于3s。
2.2模拟量采集
将传感器输出的信号经过滤波、采样保持、多路开关选择通道、信号放大后采集，进行数字滤波，查表后算出测量值，再进行上传或显示。
2.3遥信测量
遥信量输入采用光电耦合芯片进行隔离，以免外部干扰的串入。
外部遥信量输入需要1对常开或常闭的开关辅助空接点，无人值守变电站安全预警终端装置提供12V隔离供电电源，中央处理器（central processing unit，CPU）对遥信量的扫描时间为150ms，并加上软件去抖动算法。
2.4遥控或空接点输出
有２种功能：一是遥控或控制警示灯、排气扇等，二是提供空接点输出。
2.5通信串口
可以选择波特率为4800bps、1200bps、6000bps以及2400bps的串口。数据格式主要是二进制码、数据位八位、无校验以及停止一位，起始一位等。在进行循环串口按部颁运动的时候对遥测数据、遥信数据（十六进制）进行发送，大约发送一次报文的时间为一秒。
结语
随着计算机技术的不断发展和计算能力的不断提高，变电站自动化技术不断提升，所涵盖的范围也越来越广。特别是无人值守变电站的大规模推广，对变电站的智能化、数字化要求更加全面和深入。本文主要是力求解决目前电力系统变电站监控“孤岛”及预警手段匮乏等问题，通过建设变电站智能化安全监控预警平台，整合已建的监控信息系统，消除变电站监控环节的信息“孤岛”，实时监控运行设备的信息，做到提前预警，以保障电力设备的安全、稳定运行。
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作者介绍：
万里科（1982.10.20—），性别：男；籍贯：广西陆川人；民族：汉族；学历：大学本科；职称：工程师：职务：设计师；研究方向：变电站设计及研究
论文作者:万里科
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第22期
论文发表时间:2018/2/26
标签：变电站论文; 温度论文; 开关柜论文; 测量论文; 接点论文; 探测器论文; 高压论文; 《建筑科技》2017年第22期论文;