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摘要：近年来，我国的用电量不断增加，智能变电站有了很大进展。本文针对智能变电站辅助监控系统具有设备种类多、信息量大、涉及专业广等特点，提出了一种分布式的体系结构设计。首先，分析了现有系统的构成、特点以及不足，依据功能性对系统框架进行了分层，提出了分布式的体系结构方案。其次，通过对视频监控模块、风机控制模块、温湿度采集模块和综合监控平台系统架构的改进，有效解决了传统集中式系统建设中二次线缆多而混乱的弊病，提高了系统的工作效率，且具有更好的经济性。最后，对城市户内变电站传统集中式建设方案进行分布式改进，通过经济效益分析证明了新方案的科学性和经济性。
关键词：智能变电站；分布式；辅助监控系统；网络化
引言
通过统一平台实现站级的综合监控、图像分析、综合报警，以及多个子系统间的联动，并为状态检修、源端维护等智能变电站站控层高级应用提供支撑。本文在原有辅助监控系统集中式安装的基础上，改进为分布式架构。从视频监控设备、环境检测设备的安装、布线，以及新设备的选取应用出发，综合考虑实际应用效果，并从经济效益方面对不同的建设方案进行了对比研究，提高了智能变电站辅助监控系统的工作效率，为电网公司建设相关系统节约成本。
1智能变电站辅助监控系统概念
辅助监控系统经历了3个阶段：本地监控、远程分立监控、综合管理监控。①本地监控阶段。变电站辅助生产子系统大多采用模拟设备，满足不同部门需求，大部分信息不上传。大量设备需要变电站人员现场监视。②远程分立监控阶段。变电站辅助生产子系统依据信息简单分类，通过采用硬节点交叉信息方式，在调度中心形成各自独立的主站系统，可通过远程分立监控，但还没有达到智能运行、集中管理的要求。③综合管理监控阶段。变电站辅助子系统通过通信标准化、联动智能化、平台统一化、监控集中化的标准在调度中心形成智能辅助综合监控主站系统，实现远程综合管理监控。现有智能变电站辅助系统综合监控平台由视频监控子系统、周界报警子系统、门禁子系统、风机控制子系统、环境信息监控子系统等组成，包括与子系统的联动现场设备操作联动，火灾消防、门禁、SF6监测、环境监测、报警等相关设备联动。其中，视频监控子系统采用模拟摄像机加补光灯的方式，实现夜间见识功能。环境信息监控子系统采用环境信息集中采集方式，所有传感器信息均在二次设备室智能辅助屏集中处理，风机控制系统也需要将控制线缆敷设至二次设备室。
2分布式智能变电站辅助监控系统方案设计
2.1分布式智能辅助监控系统主要功能
（1）以“智能控制”为核心，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的状态监视和智能控制，以满足电力系统安全生产的要求。（2）以网络通信为核心完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6、门禁以及防盗报警等数据的采集和监控，并远传到监控中心或调度中心。（3）所有监控量一体化显示、控制，系统把视频、门禁、环境、SF6、火灾消防、防盗报警等所有监控量在监控系统主界面上进行一体化显示和控制，而不是分系统独立显示和控制。（4）联动功能：系统内的各子系统之间进行联动；系统和站内自动化SCADA系统联动，并可以根据变电站现场需求，完成自动的闭环控制和告警，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。
2.2模块创新
（1）视频监控模块。在分布式设计方案中，采用网络摄像机替代传统的模拟摄像机，根据变电站设备需求和摄像机分布特点，选取合适的位置设置智能辅助控制系统专用集中箱，内置网络交换机，将就近相关设备区域的网络摄像机汇至该交换机，实现网络摄像机与智能辅助监控主机的通信。（2）风机控制模块。智能变电站因其设备散热特点，风机数量较多，特别是220kV及以上等级变电站的风机数量高达50台以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传统智能辅助监控系统的设计方案多采用风机集中控制模式，需要大量预埋线管以及敷设大量二次管线，变电站的建筑结构墙体厚度有时不能达到预埋管的要求，给预埋工作造成困难；而大量管线需要引至二次设备室智能辅助机柜内，造成二次管线的大量使用，导致机柜内管线过多，管线敷设混乱无序，对后期运维造成很大的困难。针对变电站内风机数量庞大及分布较为分散的特点，按照分布式的要求和变电站实际控制需要，对风机控制系统架构进行了重新设计，采取分布布置、集中控制的模式。在各设备区域风机控制箱处就近设置集中箱，内置风机分布式控制器及网络交换机。风机控制箱将每台风机的控制及运行反馈信号通过控制电缆引至分布式风机控制器，由风机分布式控制器通过网络交换机，以网络通信方式（DL/T860通信协议）与辅助监控系统平台进行通信，继而实现站内风机的分布式控制，减少相关管线的敷设，降低工程难度。（3）温湿度采集模块。当前，智能变电站的温湿度控制为自动控制模式。现场放置温湿度传感器，当温湿度达到一定阈值时，智能辅助监控系统会操作相应的继电器动作，打开加热器或者空调、风机等设备，进行除湿降温。这种模式降低了操作员的工作强度，同时也可以及时地调整温湿度。优化后的设计方案中，智能变电站温湿度实时测控系统采用分布式采集、集中监控模式，将分布式安装的多个温湿度传感器，通过RS-485控制线接入至就近集中箱的温湿度分布式控制器中，并以网络通信方式（DL/T860通信协议）与辅助监控系统平台通信。（4）智能变电站辅助系统综合监控平台。通过对智能变电站辅助监控主站系统集中管理软件功能及应用的研究，系统建设将以辅助系统监控平台为核心，实现各子系统间的信息共享，从而实现辅助子系统之间的互动，以及辅助系统与一体化信息平台之间的互动。
3分布式系统在典型智能变电站的应用
3.1视频监控分布式配置
根据城市户内变电站特点，在相关设备区域设置集中监控点，将周围网络红外摄像机在此房间汇总，然后集中通过网线或光缆与二次设备间智能辅助系统通信。相较于传统模拟摄像机，每个网络红外摄像机仅需要电源线缆和网络线缆，节省控制线缆、视频同轴电缆以及补光灯线缆，优化智能辅助机柜内布线。同时可减少细管径线管的使用以及前期的预埋管数量，降低对墙体结构的影响和施工难度。
3.2风机控制采用分布式方式
分布式方式避免了从每台风机控制箱直接布线至智能辅助系统机柜，降低了预埋工作难度，减少线缆数量，优化辅助机柜内布线，同时增大了后期运维的可操作性。
3.3温湿度控制采用分布式方式
将各区域温湿度采集装置接入至附近集中箱内温湿度分布式控制器，经由网络交换机上传至智能辅助系统主机，实现后台对全站温湿度的实时监控。传统方案一直采用各温湿度采集点单独预埋一根SC32管至智能辅助控制机柜，改进的建设方案中不需要单独埋管，而是利用集中箱内的统一预埋管，减少了智能辅助监控机柜的管线接入数量，以及建设过程中的管线敷设工作量。
结语
综上所述，智能变电站辅助监控系统体系结构通过网络连接，实现了系统的网络化。中心机房架设智能变电站综合监控平台，通过网络监看前端设备的视频图像、实时掌握各开闭所的温湿度、水浸、风速、烟雾浓度等情况，并实现异常报警和联动机制，有效地对各开闭所潜在的隐患和实时的报警进行上传，防范危害的发生并可及时处理已发生的危害。
参考文献
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论文作者:孙先振
论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/27
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