變電站的供電質量以及供電安全是兩礦兩廠正常生產的基礎,隨著生產一線機電設備數(shù)量、功率提升,載荷快速增加,對變電站提出更高要求。為了確保廠區(qū)、礦區(qū)生產質量,保證變電站運行效率,一些變電站采取人工值守方式監(jiān)控變電站運行,但是也存在值守不及時,耗費大量人力;一些變電站采取集中監(jiān)控、無人值守方式,但是也面臨變電設備被盜竊或者損壞問題。因此,需要采取一種技術手段,對變電站監(jiān)控,實現(xiàn)無人值守的安全、智能化管控。

1 智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)構成及功能

1.1 系統(tǒng)構成

智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)由環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、智能門禁以及安全防衛(wèi)系統(tǒng)等構成,通過對這些構成系統(tǒng)進行優(yōu)化,并采用監(jiān)控、控制、預警等措施,為該公司變電站安全、平穩(wěn)運行提供可靠支撐。

1.2 系統(tǒng)具備的功能輔助監(jiān)控系統(tǒng)功能為:

(1)監(jiān)控、自動巡視。監(jiān)控系統(tǒng)對周邊環(huán)境、設備運行進行監(jiān)控,同時具備遠程巡視功能,對變電站內相關設備進行拍攝,及時掌握設備運行狀態(tài)。

(3)安防功能。對變電站進行全方位監(jiān)控,避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū),并對變電站出現(xiàn)的非法入侵情況進行報警。在變電站四周布置安防攝像頭,在進行預警安防同時對監(jiān)控結果進行記錄。

(4)燈光控制。通過布置的燈光控制箱對變電站內的光線進行控制,提升高清攝像清晰度。

(5)溫度控制。通過空調控制器對空調進行控制,當溫度傳感器監(jiān)控到溫度過高時,可以遠程對空調溫度進行調整,同時還具備斷電自動啟動功能。除去上述功能外,監(jiān)控系統(tǒng)還具備門禁控制以及消防警報功能。

2 監(jiān)控系統(tǒng)平臺

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)平臺結構

具體包括視頻監(jiān)控服務系統(tǒng)以及監(jiān)控子站組成。監(jiān)控子站由后臺計算機、控制機、傳輸設備、數(shù)據(jù)輸入設備以及各類輔助子系統(tǒng)構成。子站內的各類輔助子系統(tǒng)可以自我運行,形成各自的循環(huán)控制回路,后臺計算機通過IEC 61850標準與子系統(tǒng)進行信息通信,通過子系統(tǒng)對變電站內部的現(xiàn)場視頻畫面、設備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集、控制。

視頻服務系統(tǒng)將網絡、模擬攝像機與視頻服務器聯(lián)通,且能夠對攝像機工作狀態(tài)進行管理、控制。通過攝像機對變電站內的設備運行情況進行錄像、監(jiān)控,并將數(shù)據(jù)存儲于DVR、NVR內,后上傳至視頻服務器。視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠對視頻監(jiān)控整體運行進行控制,實現(xiàn)與智能視頻技術融合,對監(jiān)控畫面進行分析,實現(xiàn)對油壓表、指示燈、壓力表等智能識別,遠程讀取。

2.2 輔助一體化平臺構建與通信

輔助一體化平臺構建分兩級進行,一級為礦井維護層級,一級為集團公司監(jiān)控層級,在集團公司采用一個數(shù)據(jù)庫就可以實現(xiàn)對下屬所有礦井變電站運行情況進行掌握,具體如圖2(a)所示。輔助IED連接到變電站AMC,AMC通過相關通信協(xié)議與礦井運維站輔助一體化平臺進行信息交互,并將信息同步傳輸給礦井監(jiān)控中心輔助一體化平臺、集團公司輔助一體化平臺。

視頻監(jiān)控信息存儲在NVR(網絡視頻錄像機)上,運維站、礦井及集團公司輔助一體化平臺通過視頻流/B接口連接視頻服務器,獲取視頻監(jiān)控畫面。如圖2(b)在集團公司通過數(shù)據(jù)總線得以訪問數(shù)據(jù)庫;通過部署CAG用以接收來自于變電站的輔助監(jiān)控數(shù)據(jù);通過B接口實現(xiàn)對視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)的獲取。在運維站內只部署有B接口以及訪問數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)總線,運維站工作人員可以通過客戶端來查看變電站運行狀況及設備運行狀態(tài)。

3 現(xiàn)場應用

3.1 現(xiàn)場系統(tǒng)組成

該公司變電站結構為半戶外室,其中35 kV 變電設備位于室外,10 kV變電設備位于室內,為了實現(xiàn)對變電站運行全覆蓋監(jiān)控,共布置監(jiān)控攝像機22個,覆蓋率室外為95%,室內為;紅外監(jiān)控覆蓋率80%以上,對運行設備的溫度監(jiān)測覆蓋達到;由于智能識別系統(tǒng)費用高昂,為降低系統(tǒng)成本,在智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)中僅對表計進行監(jiān)控,通過智能算法對表計數(shù)值進行識別。變電站構建的遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)整體費用在60萬元左右,投入較低。

3.2 應用效果

(1)全天候對變電站運行進行監(jiān)控。遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)視頻覆蓋率室外達到95%,室內達到,實現(xiàn)了對特殊地點、特殊區(qū)域全覆蓋,避免監(jiān)控盲區(qū),為設備維護、檢修等工作提供指導。

(2)運行維護人員無須到現(xiàn)場,可以通過遠程控制方式做一些問題許可工作。通過智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)對作業(yè)人員的作業(yè)過程是否規(guī)范、是否存在違章行為進行分析,發(fā)現(xiàn)問題后采用遠程電話直接糾正。采用的遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以在一定程度上提升作業(yè)人員的操作水平。

(3)在惡劣天氣(大風、大雨等)環(huán)境下,監(jiān)控系統(tǒng)仍可有效工作,若在夜晚可以通過提升照明強度來進行夜間巡查,及時發(fā)現(xiàn)變電站故障、提高設備穩(wěn)定性,避免出現(xiàn)故障造成礦井生產中斷。綜上分析,遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)具有適用性強、覆蓋面廣、性能可靠等優(yōu)點,通過采用該系統(tǒng)會顯著提升變電站的運行管理水平,提升設備運行維護效率。

4 結語

采用遠程智能輔助監(jiān)控系統(tǒng)可以有效提升變電站遠程監(jiān)控能力,提升設備的運行保證能力,現(xiàn)場應用效果顯著。受智能識別系統(tǒng)費用高昂影響,對變電站內表計仍是采用截圖方式,由監(jiān)控人員人工識別,給系統(tǒng)的運行帶來一定的不便,因此,強化對智能識別系統(tǒng)的研究,降低設備費用,實現(xiàn)遠程監(jiān)控智能化等仍有較大的改進發(fā)展空間。