35～750kV 變電站無人值守+集中監(jiān)控的智能運(yùn)維模式

一、引言

電力行業(yè)的快速發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張，使得傳統(tǒng)的變電站運(yùn)維模式日漸不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對(duì)于安全性、可靠性和效率的更高要求。因此，向無人值守與集中監(jiān)控過渡，已經(jīng)逐漸成為了整個(gè)行業(yè)發(fā)展的主旋律。

二、關(guān)鍵技術(shù)支撐

2.1 自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站的全面監(jiān)控與管理，安裝在變電站的高清攝像頭、紅外測(cè)溫儀、煙霧探測(cè)器等設(shè)備扮演著至關(guān)重要的角色。它們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。這些設(shè)備將數(shù)據(jù)迅速傳輸?shù)竭h(yuǎn)程監(jiān)控中心，確保監(jiān)控中心能夠掌握變電站內(nèi)任何異常情況，并及時(shí)作出響應(yīng)。例如，高清晰度攝像頭、紅外測(cè)溫儀以及煙霧探測(cè)器都是當(dāng)前自動(dòng)化監(jiān)控技術(shù)中廣泛應(yīng)用的設(shè)備。

2.2 智能輔助系統(tǒng)

在無人值守變電站的概念中，“智能感知和智能控制”起著核心作用。借助于各種智能物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以對(duì)全站的主要電氣設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)備的安裝地點(diǎn)以及周邊環(huán)境進(jìn)行全天候的狀態(tài)監(jiān)視與智能控制。同時(shí)，智能輔助一體化平臺(tái)的構(gòu)建也是不可或缺。這個(gè)平臺(tái)將各種自動(dòng)化技術(shù)和功能集成于一體，為變電站提供了一個(gè)全方位的智能管理環(huán)境。

2.3 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

面對(duì)海量的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，深入分析成為提取有價(jià)值信息的必由之路。通過對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、人員行為模式等數(shù)據(jù)的分析，可以為管理層提供科學(xué)的決策依據(jù)。人工智能在運(yùn)維領(lǐng)域的應(yīng)用，為傳統(tǒng)集中監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

三、35～750kV 變電站無人值守與集中監(jiān)控

3.1 系統(tǒng)采用分層、分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，組建單網(wǎng)。

3.2 系統(tǒng)包含火災(zāi)消防子系統(tǒng)、安全防衛(wèi)子系統(tǒng)、 動(dòng)環(huán)子系統(tǒng)、智能鎖控子系統(tǒng)、智能巡視子系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)火 災(zāi)報(bào)警、安全警衛(wèi)、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)視及控制、智能鎖控、圖像監(jiān)視信息的分類存儲(chǔ)、 智能聯(lián)動(dòng)及綜合展示等功能。實(shí)現(xiàn)火災(zāi)、消防、安全警衛(wèi)、 動(dòng)力環(huán)境的監(jiān)視，智能鎖控，安全環(huán)境監(jiān)視及設(shè)備智能巡視，智能聯(lián)動(dòng)等功能。

四、主要功能

4.1火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)具備接入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)及模擬量變送器等設(shè)備的功能，火 災(zāi)報(bào)警控制器配合消防信息傳輸控制單元，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)火災(zāi)報(bào)警信息的采集、傳輸。

（2）火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)具備聲光報(bào)警功能與消防聯(lián)動(dòng)控制功能，火災(zāi)發(fā) 生時(shí)，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，自動(dòng)停止送、排風(fēng)系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行。

（3） 當(dāng)設(shè)有消防控制室時(shí)，消防控制室應(yīng)設(shè)置可直接報(bào)警的外線電話。

4.2安全防衛(wèi)子系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)具備接入紅外雙鑒探測(cè)器、紅外對(duì)射探測(cè)器、門禁控制器以及 電子圍欄等設(shè)備的功能，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)周界入侵告警信息的采集和傳輸。

（2）系統(tǒng)具備布防和撤防功能，滿足現(xiàn)場(chǎng)多種運(yùn)行方式。

4.3智能鎖控子系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)具備對(duì)讀卡器、開門按鈕等門禁設(shè)備的控制和管理功能，實(shí)現(xiàn) 站內(nèi)人員出入信息的采集、存儲(chǔ)和上送。

（2）具備多種開門方式，滿足刷卡開門、密碼開門、卡和密碼開門、多 卡開門、遠(yuǎn)程控制開門等多種需求，可選配人臉識(shí)別開門、指紋識(shí)別開門等功能。

（3）系統(tǒng)應(yīng)具備緊急情況下的一鍵報(bào)警功能。

4.4動(dòng)環(huán)子系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)具有對(duì)空調(diào)、除濕機(jī)、采暖、風(fēng)機(jī)、水泵以及照明等設(shè)備的控 制功能。

（2）能對(duì)環(huán)境異常及時(shí)告警，可對(duì)各種環(huán)境信息告警值進(jìn)行設(shè)定。

（3）環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器具有正常工作指示功能及異常告警功能。

4.5 智能鎖控子系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)具備對(duì)變電站內(nèi)各類鎖具（不含防止電氣誤操作的鎖具）和電 子鑰匙的控制和管理功能，實(shí)現(xiàn)開鎖權(quán)限、開鎖記錄和開鎖流程的智能化管控。

（2）系統(tǒng)具備身份認(rèn)證功能，包括刷卡、密碼等多種認(rèn)證方式。

（4）具備在網(wǎng)絡(luò)故障情況下通過鎖控監(jiān)控終端直接對(duì)鑰匙進(jìn)行授權(quán)操作 功能，并對(duì)授權(quán)信息和開鎖信息進(jìn)行記錄。

4.6 智能聯(lián)動(dòng)子系統(tǒng)

（1）智能聯(lián)動(dòng)含主輔聯(lián)動(dòng)、子系統(tǒng)間聯(lián)動(dòng)及子系統(tǒng)內(nèi)部聯(lián)動(dòng)功能。

（2）應(yīng)支持監(jiān)控主機(jī)、綜合應(yīng)用服務(wù)器及智能巡視主機(jī)之間聯(lián)動(dòng)控制，在 智能巡視主機(jī)進(jìn)行巡視期間，應(yīng)支持向監(jiān)控主機(jī)、綜合應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送聯(lián)動(dòng)任務(wù) 功能。

（3）當(dāng)智能巡視主機(jī)接到聯(lián)動(dòng)信號(hào)時(shí)，應(yīng)支持根據(jù)配置的聯(lián)動(dòng)信號(hào)和巡視 點(diǎn)位的對(duì)應(yīng)關(guān)系，自動(dòng)生成巡視任務(wù)，對(duì)需要復(fù)核的點(diǎn)位進(jìn)行巡視。

（4）應(yīng)能實(shí)現(xiàn)用戶自定義的設(shè)備聯(lián)動(dòng)，包括照明、暖通、火災(zāi)、消防、環(huán) 境監(jiān)測(cè)等相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)。

（5）在夜間或照明不良情況下需要啟動(dòng)攝像機(jī)攝像時(shí)，聯(lián)動(dòng)輔助燈光。

（6）發(fā)生火災(zāi)時(shí)，聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備所在區(qū)域的攝像機(jī)跟蹤拍攝火災(zāi)情況、自 動(dòng)解鎖房間門禁，自動(dòng)切斷風(fēng)機(jī)、電暖氣、空調(diào)及除濕機(jī)電源。

（7）發(fā)生非法入侵時(shí)，打開報(bào)警防區(qū)的燈光照明、聯(lián)動(dòng)報(bào)警設(shè)備所在區(qū)域 的攝像機(jī)，并啟動(dòng)報(bào)警功能。

（8）當(dāng)配電裝置室 SF6 氣體濃度超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的風(fēng)機(jī)并啟動(dòng)報(bào)警 功能，必要時(shí)可聯(lián)動(dòng)相應(yīng)區(qū)域的攝像機(jī)。

（9）通過對(duì)室內(nèi)環(huán)境溫度、濕度的實(shí)時(shí)采集，自動(dòng)啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)機(jī)、空調(diào)、 電暖氣和除濕機(jī)系統(tǒng)。

（10）發(fā)生水浸及水位越限時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)的水泵排水并啟動(dòng)報(bào)警功能。

（11）發(fā)生強(qiáng)對(duì)流天氣時(shí)，實(shí)時(shí)記錄環(huán)境信息，實(shí)現(xiàn)告警上傳并聯(lián)動(dòng)相應(yīng)設(shè)備。

五、動(dòng)環(huán)監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)備配置說明

設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行點(diǎn)位、數(shù)量的優(yōu)化布置。

（1）動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端小型壁掛式動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端宜按設(shè)備區(qū)域進(jìn)行配置，每個(gè)設(shè)備區(qū)域（室）宜各

配置 1 臺(tái)；集中式動(dòng)環(huán)監(jiān)控終端宜變電站進(jìn)行配置，每個(gè)變電站至少配置 1 臺(tái)， 布置于輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)屏柜內(nèi)。

（2）溫濕度傳感器

控制室、二次設(shè)備室、GIS 室、蓄電池室以及獨(dú)立通信機(jī)房等重要設(shè)備間宜 配置溫濕度傳感器。當(dāng)房間面積小于 80 平方米時(shí)，每個(gè)房間宜配置 1～2 臺(tái)溫濕 度傳感器；當(dāng)房間面積大于 80 平方米時(shí)，每個(gè)房間宜配置 2 臺(tái)及以上溫濕度傳 感器。

（3）照明控制器

戶外配電裝置場(chǎng)區(qū)以及控制室、 二次設(shè)備室、 蓄電池室等重要二次設(shè)備房 間應(yīng)配置照明控制器，照明控制器的數(shù)量應(yīng)根據(jù)實(shí)際所控制的照明燈具的數(shù)量確 定。

（4）輔助燈光戶外場(chǎng)地有燈光補(bǔ)充需求的攝像頭應(yīng)配置輔助燈光。

（5）漏水傳感器二次設(shè)備室、開關(guān)室及獨(dú)立通信機(jī)房等重要設(shè)備房間地面可配置漏水傳感器。

（6）水位傳感器每個(gè)集水井應(yīng)配置 1 臺(tái)水位傳感器。

（7）水浸傳感器變電站電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)域宜配置水浸傳感器。水浸傳感器一般布置于電纜溝易于積水處。電纜溝內(nèi)每 60 米或每段配置 1 臺(tái)。

（8）微氣象傳感器

每個(gè)變電站主控樓樓頂應(yīng)配置 1 套一體化的微氣象傳感器，采集室外溫度、 濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)信息。

（9）空調(diào)控制器安裝在空調(diào)內(nèi)部，每一臺(tái)空調(diào)配置 1 個(gè)。

（10）風(fēng)機(jī)控制器安裝在風(fēng)機(jī)控制箱，每一個(gè)風(fēng)機(jī)控制箱配置 1 個(gè)。

（11）水泵控制器安裝在水泵控制箱，每臺(tái)水泵應(yīng)配置 1 個(gè)。

（12）SF6 傳感器

GIS 室、SF6 斷路器開關(guān)柜室等存在 SF6 泄露隱患的設(shè)備室應(yīng)配置 SF6 泄露傳感器。每間隔配置 1 臺(tái)。

六、安全防范子系統(tǒng)設(shè)備配置說明

（1）安防監(jiān)控終端安防監(jiān)控終端與子系統(tǒng)其他設(shè)備統(tǒng)籌組柜，布置于二次設(shè)備室。

（2）電子圍欄

1) 圍墻四周采用電子圍欄布防時(shí)，每個(gè)防區(qū)長(zhǎng)度不宜大于 100m。電子圍欄 采用四線制或六線制；

2) 電子圍欄主機(jī)在戶外安裝時(shí)，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP32。

（3）紅外對(duì)射探測(cè)器

在變電站大門上方宜配置 1～2 對(duì)紅外對(duì)射探測(cè)器，用于大門處防入侵探測(cè)。

（4）紅外雙鑒探測(cè)器

1) 監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開關(guān)室等出入口應(yīng)配置紅外雙鑒探測(cè)器；

2) 針對(duì)部分有長(zhǎng)走廊的開關(guān)室、GIS 室宜配置長(zhǎng)距離紅外雙鑒探測(cè)器。

（5）門禁

應(yīng)在變電站大門、監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開關(guān)室、GIS 室、電容器室、蓄電 池室設(shè)置門禁，宜在其它小室設(shè)置門禁。

（6）可視對(duì)講 變電站大門入口宜設(shè)置可視對(duì)講。

（7）緊急報(bào)警按鈕

220kV 以上電壓等級(jí)變電站應(yīng)配置 1 個(gè)緊急報(bào)警按鈕，220kV 及以下電壓等 級(jí)變電站宜配置 1 個(gè)緊急報(bào)警按鈕。

（8）聲光報(bào)警器監(jiān)控室及圍墻四周應(yīng)配置聲光報(bào)警器，二次設(shè)備室、開關(guān)室、GIS 室宜配置聲光報(bào)警器。

七、攝像機(jī)設(shè)備配置說明

（1）槍型攝像機(jī)

1）可在變電站大門外，正對(duì)門禁系統(tǒng)讀卡器位置，布置 1 臺(tái)紅外槍型攝像 機(jī)；變電站大門入口處宜配置 1 臺(tái)固定攝像機(jī)， 用于大門出入車輛號(hào)牌監(jiān)測(cè)。

2）在屏柜排列密集且其它攝像頭未覆蓋的區(qū)域宜布置固定槍型攝像機(jī)。

（2）球型攝像機(jī)

1）變電站圍墻四周每個(gè)轉(zhuǎn)角各配置 1 臺(tái)紅外高清球型攝像機(jī)，用于圍墻周 界防入侵監(jiān)控；

2）主控制室：每個(gè)小室 1～2 臺(tái)球型攝像機(jī)；

3）繼電器室、二次設(shè)備室及通信機(jī)房：每個(gè)小室 1～~2 臺(tái)球型攝像機(jī)，根 據(jù)需要可選配軌道攝像機(jī)；

4）電容器/電抗器室：每個(gè)房間宜配置 2～3 臺(tái)球型攝像機(jī)；

5）站用變/接地變室：每個(gè)房間宜配置 1～2 臺(tái)球型攝像機(jī)；

6）電纜夾層： 出入口宜各配置 1 臺(tái)球型攝像機(jī)。

（3）云臺(tái)攝像機(jī)

在主變壓器室、主變壓器場(chǎng)區(qū)、配電裝置場(chǎng)區(qū)配置較多。一般與球形攝像機(jī)配合使用。

1）330kV 及以下主變，每臺(tái)主變宜配置 1～2 臺(tái)球型攝像機(jī)或云臺(tái)攝像機(jī)；

2）500kV、750kV 主變，每臺(tái)主變宜配置 3～5 臺(tái)球型攝像機(jī)或云臺(tái)攝像機(jī)；

3）330kV 及以下室外配電裝置場(chǎng)區(qū),每 2 個(gè)間隔宜配置 1～2 臺(tái)球型攝像機(jī) 或云臺(tái)攝像機(jī)；

4）500kV、750kV 室外配電裝置場(chǎng)區(qū),每個(gè)間隔宜配置 1～2 臺(tái)球型攝像機(jī)或 云臺(tái)攝像機(jī)。

（4）全景攝像機(jī)

220kV 以上電壓等級(jí)變電站宜配置 1～3 臺(tái)全景攝像機(jī)，220kV 以下電壓等 級(jí)變電站宜配置 1～2 臺(tái)全景攝像機(jī)，用于站內(nèi)環(huán)境監(jiān)視和設(shè)備區(qū)全景監(jiān)視；全 戶內(nèi)站按實(shí)際情況選配。

八、智能運(yùn)維模式的應(yīng)用案例

目前，35～750kV 變電站無人值守與集中監(jiān)控的智能運(yùn)維模式已經(jīng)在一些地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。例如，某電力公司采用了智能運(yùn)維模式后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多個(gè)變電站的集中監(jiān)控和管理。通過安裝傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集。同時(shí)，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了智能診斷和提前預(yù)警，有效地提高了設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性，降低了運(yùn)維成本。

審核編輯 黃宇