摘要：随着变电站中的预制舱快速增加，设备大量的投入使用，变电站预制舱设备的运行工况监视愈发重要。预制舱作为智能变电站的一个重要模块，需支持远程运维，以满足变电站无人值守的要求，而实现预制舱远程运维的技术手段之一是构建一套智能继电保护远程运维控制系统，实现视频监视、灯光控制等设备自动启停及远方实时监控、远程操作的功能。
关键词：继电保护；远程运维；技术应用
设备发生缺陷不能及时发现，不仅危及系统的安全运行，还会威胁到运行人员的人身安全。因此，如何提高巡视质量，保证设备安全健康运行，是目前各级管理部门急需解决的问题。随着集控站所辖子站中的预制舱快速增加，设备大量的投入使用，变电站预制舱设备的运行工况监视愈发重要。预制舱作为智能变电站的一个重要模块，利用现代计算机技术和现有自动化手段进行全方位的运行工况监视已是势在必行。因此，本文提出构建一套预制舱智能巡检系统，实现视频监视、火灾报警、灯光控制等设备自动启停及远方实时监控、远程操作的功能。
1 智能继电保护远程运维系统构成
智能继电保护远程运维系统通过在预制舱安装视频监控设备、轨道摄像机将设备运行状态的视频图像信息进行整合和集成，系统以设备巡检代替人工巡检方式，远程实现对预制舱电力保护设备运行状态和运行设备的巡视。
2 智能继电保护远程运维系统实现方案
智能继电保护远程运维系统对舱内远程运维进行检测的工作流程为：首先智能继电保护远程运维按预定路线运行至指定位置，然后调用安装于智能继电保护远程运维上的摄像机云台的预置位功能，云台带动轨道摄像机对准需进行监视的远程运维，最后采集电力设备状态数据并通过无线网络传输至监控后台。
2.1 系统硬件结构
智能继电保护远程运维选用多方位可移动直线式智能继电保护远程运维，智能继电保护远程运维主要由控制中心、水平线运动机构、轨道总成、升降运动机构和摄像机等五大部分组成。水平线运动机构采用步进电机型，设计机械结构紧凑，电路设计科学可靠，可实现水平直线移动，预置位、自动巡航及报警，智能化控制等功能。轨道总成：轨道材料采用工程塑料轨，由轨道，电源、串口通信、视/音频信号通道，控制箱接口，机械传动机构，轨道连接附件，套装安装附件组成；是实现智能继电保护远程运维运行轨迹的载体，可以实现智能继电保护远程运维直线运行、无缆供电、通讯传输等功能；控制箱接口作为供电输入、通讯接口，主要实现无线及有线信号传输、供电接入等功能，是后台系统控制本系统的桥接设备，实现本系统接入第三方系统的电气连接和协议转换等功能；控制箱内的电源模块是作为整台设备及挂载设备供电的单元，按AC220V电源输出。升降运动机构：采用平行升降台式机构。
2.2 智能继电保护远程运维控制设计
值班员通过控制轨道摄像机操作终端的监控云台监视设备时，如果该位置是值班员巡视设备时的重点巡视部位，就可以把当前位置设置成为预置位[2，3]。自动巡检就是通过很多预置位做成策略，从而根据巡视策略而进行巡视的。轨道摄像机切换到某个预置位会根据该预置位设立的时间进行暂时的。预置位停留时间根据图像识别速度决定，从上一个预置位到下一个预置位的时间最少为60S，给予充足的时间进行图像分析。摄像头在切换过程中就无法聚集，值班员无法清晰的监控设备，所以要在提前检测下一个预置位，并提前等候，上一个预置位结束，直接到下一个预置位。
2.3 灯光控制
预制舱投产后，平时门都处于关闭黑暗状态，在黑暗状态下摄像机无法正常工作：如采用红外摄像机也会切换黑白画面，容易降低电力保护装置指示灯的图像识别准确率；如采用轨道车上加装补光来给摄像机提供照明，则会因为柜门玻璃反光，反而使摄像机无法捕捉清晰图像。鉴于预制舱内的特殊情况，所以系统采用联动预制舱内照明灯光的模式来帮助轨道摄像机更好的进行图像采集。配置智能灯光控制器内置220V大电流继电器，实现远程对预制舱内灯光进行控制。
3 智能继电保护远程运维系统功能要求
3.1 实时监视功能
3.1.1 实时区域监视功能
操作人员通过树状菜单，控制轨道摄像机对预制舱内全景进行全方位监控。
3.1.2 实时设备监视功能
操作人员通过一次设备主接线图或树状菜单，可以选择预制舱任意一个一次保护装置设备，在同一个操作页面，系统自动显示与该设备相关的所有场景；在同一画面上显示该一次设备的名称、设备的所有监控图像、保护装置的指示灯识别、SCADA状态、该设备所在区域的温湿度及灯光等环境设备或安防设备的状态或读数。
3.1.3 SCADA系统远程操作时的实时监视
当SCADA系统远程控制保护装置分生故障告警时，系统能即时联动，对应设备的报警信号及所有场景在同一画面上进行关联性显示；在同一画面上显示该设备的名称、SCADA状态、该设备所在区域的温湿度及灯光等环境设备或安防设备的状态或读数；在同一画面上显示对该设备的智能分析结果。
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3.1.4 事件记录及查询
可以对设备的监视结果进行记录，记录的内容包括设备的运行状态、、故障描述信息、故障发现时间、故障处理情况等信息，并能够对记录的历史信息进行查询。
3.2 远程巡检功能
智能继电保护远程运维图像识别系统具备以下三种远程巡检方式：
（1）手动巡检：后台工作人员按照预先设定的巡检路线，逐个画面手动进行巡检。
（2）自动巡检：后台工作人员启动巡检后，不需干预，系统自动按照巡检路线切换画面。
（3）定时巡检：后台工作人员不在，设定时间，系统到时自动启动巡检，并将巡检过程中所有画面录像。后台工作人员可随时调阅。系统采用关联性组合巡检的方法，对某个设备进行远程巡检时，显示页面上同时显示该设备的名称、该设备的SCADA状态、该设备所在区域的温湿度、灯光等环境设备和安防设备的状态、与该设备相关的所有运行状态。
3.3 报警管理功能
报警联动功能
操作人员通过人机监控界面可实现多种报警联动，当保护装置发生以上任意一项报警时，联动智能继电保护远程运维、轨道摄像机及舱内灯光设备。譬如：当#1机柜里保护装置运行异常，系统自动报警，同时联动现场的轨道摄像机，监控实时图像；联动现场的舱内灯光，执行告警信息反馈；可设定报警事件关联关系，发生报警时自动以预案方式进行报警提示，如：设备类型信息、现场图像、语音报警等信息。
4 配电所远程运维服务系统组成
（1）互联网络层：完成中心服务层和配电子站层之间的数据远程传输。互联网络层基于Internet网络，通过有线宽带网络或无线网络方式（GPRS／3G／4G），完成实时数据、控制命令、视频图像等不同格式、不同实时性要求的数据传输，并保证数据传输安全性、及时性和可靠性。（2）中心服务层：完成多个配电所现场数据的采集、存储、处理、远程控制、综合管理等，实现遥测、遥信、遥调、遥控和遥视；同时提供运维管理功能，对配电所中设备以及与设备相关的两票、检修、缺陷等进行管理。
5 配电所远程运维服务系统设计原则
（1）经济性原则。配电所远程运维服务系统可方便地在新建配电所增加远程运维，也可对已运行配电所进行不停电改造，达到远程运行管理目的；依据无人值班标准设计，可提高配电所运行管理水平，并带来良好的经济效益。（2）自动化原则。配电所远程运维服务系统能实时监视配电所内一、远程运维运行状态及安防、消防、环境等动态信息，对非正常状态可自动告警，并通过ONCALL、手机APP等方式通知指定运维人员处理。（3）全生命周期管理原则。配电所远程运维服务系统对配电所中一、远程运维进行全生命周期管理，设备信息可查询，运行过程中所有变更、检修、操作记录可追溯。
6 远程服务主站层
远程服务主站层完成对多个配电所的数据采集、存储、处理、远程控制和综合管理；多个监控中心还能通过广域网络将信息送至上一级总监控中心，完成对监控中心的统一监控、管理。远程服务主站包括运行监控和设备管理两大功能。
6.1 综合数据服务器
作为SCADA服务器，存储监控系统组态数据库、监控系统历史数据库、设备信息管理数据库。采用2台服务器一主一备，热备用运行方式；视频服务器：完成视频解码和存储，提供视频查询回放服务；工作站：包括监控系统工作站、视频监控工作站，数量根据接入子站规模确定；另外，包括网络打印机和100／1000M自适应交换机1台。
6.2 监控平台服务功能
（1）权限管理：能根据不同的工作职能和工作性质赋予人员不同的权限和权限有效期。（2）告警服务：作为一种公共服务为各应用提供告警支持。（3）报表管理：为各应用提供各种统计报表。（4）人机界面：提供丰富、友好的人机界面，可对配电线路进行监控。（5）系统运行状态管理：能对主站各服务器、工作站、应用软件及网络的运行状态进行管理和控制。（6）数据发布：将实时监测数据以安全的方式通过手机APP和Web方式进行网上发布；可定制用户关心数据，采用ONCALL方式周期发送，定制事件出现即发送；在发布服务器进行严格的权限限制，限制不同人员的浏览范围，从而保证数据的安全性。
7 结束语
综上所述，随着通信技术的不断发展，这种运维模式不断体现出了明显的优势，其运维效率与准确性有了显著的提升，在实际执行过程中，需要充分挖掘技术潜力与实践应用价值，为变电站远程运维的正常运行创造有力条件。
参考文献：
[1]陈国平,王德林,裘愉涛,等.继电保护面临的挑战与展望[J].电力系统自动化,2017,41(16):1-11.
[2]秦红霞,武芳瑛,彭世宽,等.智能电网远程运维运维新技术研讨[J].电力系统保护与控制,2015,43(22):35-40.
［2］刘咏枫．继电保护远程运维技术研究与应用［J］．科技传播，2015，31(20):71－72．
论文作者:陈永林
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
标签：设备论文; 智能论文; 继电保护论文; 系统论文; 轨道论文; 摄像机论文; 功能论文; 《电力设备》2019年第5期论文;