摘要：随着工业用电规模的迅速扩大,电网规模发展日新月异,变电站监控系统在电网中的作用越来越重要,保障变电站监控系统安全稳定运行则显得尤为重要。变电站监控系统安全防护体系不仅是保护变电站设备的安全稳定运行,更具有抵御黑客、病毒等各种形式的恶意破坏和攻击,防止变电站监控系统瘫痪和失控,预防发生变电站一次系统事故的作用。
关键词：变电站；监控系统；电力调度；应用
1系统构成部分
1.1变电站端设备构成
众所周知，变电站的设备主要由三部分组成，分别是前端硬盘录像机、固定或可控摄像机、报警输入输出设备。通过这些设备可以实现视频的采集与编码，传递与解码等功能。
通常情况下，可以在主要控制中心安装两个室内自动变焦摄像机，在变电站的室外场地上安装两个或者多个可控彩色摄像机，在设备中心选择一个固定的合适的位置安装摄像机，并且在上述场所配备红外报警器、烟雾探测器、门磁开关等报警器，另外在变压器出线等关键部位配置红外线测温仪进行超温监控。每个变电站配备一套硬盘录像监控主机系统，具有较强的稳定性和可靠性，不需要人工维护，因此即使无人值班，也可以完成。
1.2通讯方式
目前，变电站远程图像的监控系统主要由太网构成，一方面，能够选用电话线和E1，但是这种方式的传输效率低，不适用于图像的传输。另一方面，能够进行组网和数据通讯，通过其他传输设备的数据接口来实现。
以太网传输方式：变电站的音频、视频、数据通过以太网传输到路由器、交换机或者HUB再上传至监控中心，要求变电站统一提供以太网的接口，方便将变电站的音频、视频、数据经前置机通过以太网接口传输至监控中心。
B1（2M）口传输方式：该种传输方式将变电站上传的音频、视频、数据等资料收集到中心网络的交换机上面，通过连接监控中心服务器和局域网来浏览数据、处理资料。要求变电站统一提供2M接口，便于变电站的音频、视频、数据等的处理，通过硬盘录像机和以太——2M网桥上传至监控中心。
1.3电力调度主站监控中心
系统是在先进的软件平台上予以具体化，符合变电站系统现阶段标准的未来发展方向。在监控服务器和监控客户终端是监控中心的主要组成部分，具备对变电站现场图像的接受与显示、控制信号的协调、用户登录管理、图像的实时监控、录像的存储、检索、回放、备份、恢复、优先权的分配等功能。监控服务器的功能较强，能够在同一时间管理几十个变电站的系统、几十个乃至上百个在线使用客户，因此即使在后期变电站需要进行扩充容量时，监控中心也完全够用，不需要进行二次投入。另一方面，方便进行统一的监控、调度、应急指挥，比如在调度中心，公司高管、安全部门、生产部门等都可以利用办公室微机直接登陆到系统上进行监控和应急指挥。
2变电站监控系统安全分区
变电站监控系统业务和设备主要包括:监控系统、广域相量测量装置(PMU)、五防防误系统、继电保护装置及管理模块、安全自动装置及管理模块、火灾报警、故障录波装置、辅助设备监控、电能量采集装置和一次设备在线监测等。按变电站的电压等级、规模、重要程度的不同以及变电站运行模式(有人值班模式、无人值班少人值守模式、无人值守模式等)差别,变电站监控系统的安全区划分应该根据实际情况确定。220kV及以上变电站监控系统的生产控制大区应当设置控制区和非控制区;对于110kV及以下变电站,其监控系统生产控制大区可以不再进行细分,相当于只设置控制区。本文以220kV及以上变电站监控系统为例进行安全分区。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中监控系统、五防系统、相量测量装置、安防自动化装置、火灾报警装置、继电保护装置等划分为控制区,电能量采集装置、故障录波装置、一次设备在线监测装置、辅助设备监控装置划分为非控制区,生产管理终端划分为管理信息大区,各安全区确定不同的安全等级和防护水平,各区间采用网络物理隔离措施,对实时控制区内的各关键业务实施重点防护,并采用不同强度的安全隔离设备使各安全区内的业务系统及装置得到有效保护。
3变电站监控系统典型结构
根据上述的变电站监控系统安全分区和电力监控系统安全防护的总体原则,变电站监控系统的典型结构逻辑示意图如图1所示。三个安全分区通过防火墙和安全隔离装置对各区之间进行通信保护,与外网之间通过防火墙制定相应的规则进行隔离保护。
4变电站监控系统安全部署
根据电力监控系统安全防护总体原则对变电站监控系统进行逻辑边界分析,变电站监控系统、安防自动化装置、五防防误系统、继电保护装置、PMU等处于控制区,电量计算终端、变电站设备在线状态监测、故障录波装置、辅助监控系统等处于非控制区,生产管理系统、调度管理系统处于管理信息大区。
5系统功能
系统功能是图像监控系统的主要功能，对于变电站的环境及设备的运行状况进行监控、记录，以便监测外部环境，防火防盗；并且对设备的发热状况进行24小时实时监测，以便及时的发现问题、处理状况，从根本上保护电力系统，提高系统的稳定性和安全性；同时，系统会根据出现的状况自动的提供事后分析，给出一系列相关的视频和图像资料供参考。（1）实现“五遥”监控：在现有的调度自动化系统中加入视频监控系统，达到“五遥”监控，即遥控、遥测、遥信、遥调和遥视。实现在操作员界面上，电力调度员可以查看相应设备的实时图像信息，同时在下发遥控命令时，可观察到刀闸等设备的实时情况。（2）多站点管理：系统能在一台监视器屏幕或电视墙上同时实时显示来自不同变电站的多路图像；多个监控终端能同时监控同一或不同的变电站图像；具备多画面自动轮巡功能；兼有会议电视或可视电话功能。（3）图像监视：在电力调度室的值班员可以实时地监视各个变电站图像，分布在变电站的各个摄像机不停地将现场的情况传给值班员，网络传输延时小，只要摄像机布置合理，完全可以实现变电站无人值班。（4）硬盘录像：凡是可以看到图像的计算机都可以进行本地录像，将视频数据保存在硬盘上，这样就形成了变电站录像、电力调度中心录像等多级录像体系，需要时还可以通过网络远程浏览录像文件。（5）实现远程控制：同时具备远程控制摄像机、灯光、云台、画面分割器、矩阵等各种动力设备，有效实施远程控制。（6）语音对讲：把音视频设备的站端装入和监控中心与系统之间，然后选取具体的对象实现语音对讲，并且显示出变电站终端的图像，可以实现电视会议功能。（7）报警联动：系统可以24小时全天监测所有探测器的外部工作环境以及自身的工作状况，一旦探测器监测到异常情况，报警器会立刻启动，同时开启报警点的摄像系统，通过电子地图的分析、摄像传输回来的报警点信息，系统进行自动的记录与保存。（8）安全防范：气体泄漏报警监视、温感、烟感、报警监视、与空调、配电系统联动控制、多功能早期预警系统、各种门禁系统（磁卡、IC卡、感应卡、指纹门）监视、管理等等。
结论
电力监控系统的安全稳定保障着电力系统的安全可靠运行,随着智能电网的全面建设,越来越多的计算机终端等接入电力监控系统,这对电力监控系统的建设提出了越来越高的要求。本文根据电力监控系统安全防护“安全分区、网络专用、横向隔离、纵向认证”的总体原则,对普通变电站和新型智能变电站的监控系统安全分区、典型结构、安全部署进行了介绍,可为今后变电站监控系统安全防护装置的部署提供参考方案和理论依据。
参考文献
[1]冯兆红,贾铁军.电力二次系统主动安全防御策略及实现[J].电力系统及其自动化,2018,37(1):81-83.
[2]李宁峰.浅谈电力监控系统二次安全防护的解决方案[J].水电厂自动化,2017,34(3):11-14.
论文作者:卢亚琼,马明龙,杨忠峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/29
标签：变电站论文; 监控系统论文; 系统论文; 装置论文; 设备论文; 电力论文; 控制区论文; 《基层建设》2019年第21期论文;