杭州供電公司10 kV智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

謝琳

（國(guó)網(wǎng)杭州供電公司，浙江 杭州 310009）

杭州供電公司10 kV智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

謝琳

（國(guó)網(wǎng)杭州供電公司，浙江 杭州 310009）

10 k V開(kāi)關(guān)站是城市配電網(wǎng)中最重要的供電設(shè)施，保證其正常高效的運(yùn)行是供電部門(mén)的責(zé)任。本文通過(guò)闡述杭州供電公司10 k V智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建設(shè)以及配電輔助一體化平臺(tái)的建立，著力提升開(kāi)關(guān)站運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)輔助設(shè)備的控制以提升10 k V開(kāi)關(guān)站的智能化水平。

10 k V開(kāi)關(guān)站；運(yùn)行環(huán)境；在線監(jiān)測(cè)；監(jiān)控系統(tǒng)

近年來(lái)杭州供電公司結(jié)合“三雙”接線改造和配電自動(dòng)化建設(shè)工作，使杭州供電公司配電網(wǎng)自動(dòng)化水平上了一個(gè)新臺(tái)階，也標(biāo)志著城市智能配電網(wǎng)的初步形成。但隨著工作的逐步推進(jìn)，發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)站內(nèi)相關(guān)輔助監(jiān)視和控制系統(tǒng)的功能缺失形成了運(yùn)行狀態(tài)信息孤島，另外運(yùn)維人員面對(duì)數(shù)量龐大的開(kāi)關(guān)站開(kāi)展日常巡檢工作也存在著壓力，如何實(shí)時(shí)獲取開(kāi)關(guān)站內(nèi)外的重要運(yùn)行環(huán)境狀態(tài)信息并加以控制給開(kāi)關(guān)站的設(shè)計(jì)與建設(shè)工作提出了新的要求。

110 k V智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

智能開(kāi)關(guān)站應(yīng)具備實(shí)現(xiàn)主要電氣設(shè)備、關(guān)鍵設(shè)施及室內(nèi)外環(huán)境的實(shí)施視頻監(jiān)控，記錄并處理采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)重要告警及狀態(tài)變化及時(shí)通知配網(wǎng)運(yùn)檢人員。同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)行人員遠(yuǎn)程對(duì)輔助設(shè)備的遙控及管理。根據(jù)這些功能需求設(shè)計(jì)了10 k V智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由門(mén)禁系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)、水侵控制系統(tǒng)、臭氧及S F 6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。

（1）門(mén)禁系統(tǒng)。安防系統(tǒng)涉及開(kāi)關(guān)站大門(mén)改造，改造后的大門(mén)采用統(tǒng)一的防盜門(mén)，并配以新型智能鎖。通過(guò)智能鎖輔以門(mén)禁控制技術(shù)，能夠阻止未獲得進(jìn)入權(quán)限的人員開(kāi)啟開(kāi)關(guān)站大門(mén)，同時(shí)能夠記錄所有出入的詳細(xì)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)出入口的安全管理。

（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)。視頻監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)全站周邊環(huán)境及站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行全天候視頻監(jiān)控，以滿足運(yùn)行管理的要求，一般配置高清可旋轉(zhuǎn)攝像頭。

（3）溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)。電氣設(shè)備的運(yùn)行對(duì)環(huán)境的溫濕度都有嚴(yán)格的要求，由于溫度過(guò)高過(guò)低引起的元器件失效或環(huán)境濕度過(guò)高引起的漏電事故時(shí)有發(fā)生，及時(shí)偵測(cè)到開(kāi)關(guān)站內(nèi)溫濕度的變化，對(duì)提前預(yù)判故障的發(fā)生及發(fā)展具有極其重要的意義。通過(guò)在開(kāi)關(guān)站的關(guān)鍵部位設(shè)置溫濕度傳感器，以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)內(nèi)部的溫濕度情況。

（4）風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)。為保證高溫高濕氣象環(huán)境下設(shè)備的正常運(yùn)行工況，在開(kāi)關(guān)站內(nèi)設(shè)置排風(fēng)扇，加強(qiáng)空氣對(duì)流，同時(shí)設(shè)置定時(shí)控制及遙控啟動(dòng)功能，結(jié)合溫濕度監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)站內(nèi)溫濕度的精準(zhǔn)控制。

（5）水浸控制系統(tǒng)。當(dāng)連續(xù)降雨或排水不暢時(shí)，開(kāi)關(guān)站內(nèi)部電纜溝內(nèi)可能會(huì)產(chǎn)生積水造成安全隱患，加裝電纜溝內(nèi)水位監(jiān)控裝置，并配以水泵抽水系統(tǒng)，可以有效解決電纜溝內(nèi)積水問(wèn)題，保證電纜運(yùn)行環(huán)境的安全。

（6）臭氧及S F 6監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。目前開(kāi)關(guān)站內(nèi)開(kāi)關(guān)柜一般采用S F 6作為絕緣介質(zhì)，如發(fā)生S F 6泄漏將影響開(kāi)關(guān)柜的絕緣性能，可能會(huì)造成重大的設(shè)備事故。通過(guò)在開(kāi)關(guān)站設(shè)置臭氧及S F 6監(jiān)測(cè)探頭，將相關(guān)數(shù)據(jù)定時(shí)發(fā)送至系統(tǒng)將大大保證開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行的安全可靠性。

210 k V智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)主站設(shè)計(jì)

（1）開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)主站。開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)主站主要由視頻監(jiān)控模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)模塊、智能控制模塊、安防報(bào)警模塊、視頻存儲(chǔ)系統(tǒng)等模塊組成（如圖1所示）。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝的感應(yīng)器、探頭等獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，按照預(yù)設(shè)的通訊規(guī)約，通過(guò)遠(yuǎn)程信道（包括專(zhuān)用光纖、4 G移動(dòng)公網(wǎng)信道等）將開(kāi)關(guān)站內(nèi)各模塊獲取數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的接入變電站輔助一體化監(jiān)控子站，再利用原有通信通道上送至省級(jí)變電站輔助一體化監(jiān)控主站。通過(guò)瀏覽器瀏覽監(jiān)控主站前臺(tái)頁(yè)面可以顯示某開(kāi)關(guān)站的相關(guān)運(yùn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如圖2所示，借助菜單欄可進(jìn)行相應(yīng)報(bào)警閥值設(shè)置，相關(guān)輔助設(shè)備控制等操作。對(duì)于特別關(guān)注的開(kāi)關(guān)站可以建立群組功能（如圖3所示），將實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)批量顯示，以提高監(jiān)控效率。

圖1 智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)主站構(gòu)架

圖2 單個(gè)開(kāi)關(guān)站數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界

（2）開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。通過(guò)前期的系統(tǒng)建設(shè)及開(kāi)發(fā)，目前智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：①實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)站輔助設(shè)備（如視頻、門(mén)禁、溫濕度、風(fēng)機(jī)等）接入?yún)?shù)配置、實(shí)時(shí)監(jiān)控；②實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)量閾值設(shè)置、智能預(yù)警提示（如頁(yè)面提醒、短信提醒等）等報(bào)警管理功能；③結(jié)合配電自動(dòng)化開(kāi)關(guān)動(dòng)作數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能聯(lián)動(dòng)報(bào)警、智能巡視巡檢功能；④實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對(duì)儀表讀數(shù)、匯控柜指示燈、刀閘狀態(tài)等智能分析；⑤實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備接入覆蓋率、設(shè)備故障信息、廠家設(shè)備故障情況等信息查詢統(tǒng)計(jì)功能；⑥實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備智能運(yùn)維等功能。

圖3 群組開(kāi)關(guān)站狀態(tài)監(jiān)視

3 建設(shè)實(shí)例

以杭州供電公司在某三個(gè)重要負(fù)荷的10 k V開(kāi)關(guān)站進(jìn)行智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)為例，現(xiàn)場(chǎng)傳感器及控制器配置見(jiàn)表1，傳感器及探頭的布點(diǎn)位置如圖4所示。

表1 杭州供電公司典型智能開(kāi)關(guān)站設(shè)備配置

圖4 傳感器布置圖

通過(guò)上述三個(gè)開(kāi)關(guān)站的智能化監(jiān)控改造中傳感器、控制器設(shè)置及前期試點(diǎn)的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)以下幾點(diǎn)建議。

（1）建議地下室開(kāi)關(guān)站盡可能設(shè)置水位傳感器，以保證雨季開(kāi)關(guān)站的安全運(yùn)行。水泵控制單元的設(shè)置因受制于土建、排水工程及投資資金的實(shí)際情況，建議酌情考慮安裝。

（2）建議重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)站視頻監(jiān)控應(yīng)覆蓋室內(nèi)、室外的全部區(qū)域不留死角，同時(shí)適當(dāng)提高監(jiān)控畫(huà)面的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警閥值。

（3）建議對(duì)操作較為頻繁的重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)站增加臭氧及S F 6傳感器布置數(shù)量，以保障開(kāi)關(guān)柜運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提升監(jiān)測(cè)靈敏度。

4 結(jié)語(yǔ)

10 k V智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用是根據(jù)建設(shè)智能配電網(wǎng)的要求和開(kāi)關(guān)站運(yùn)行管理工作中的實(shí)際需求而推出的全新課題。目前杭州供電公司按照10 k V智能開(kāi)關(guān)站的統(tǒng)一建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)要求，選取了轄區(qū)內(nèi)50個(gè)典型的開(kāi)關(guān)站進(jìn)行了試點(diǎn)建設(shè)，取得了良好的成效。下一步將借助前期工作積累的經(jīng)驗(yàn)對(duì)重要負(fù)荷開(kāi)關(guān)站進(jìn)行全面的智能化監(jiān)控改造，從而減輕一線班組人員的運(yùn)檢工作壓力。相信通過(guò)智能開(kāi)關(guān)站監(jiān)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用將進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)站的安全風(fēng)險(xiǎn)防范能力，同時(shí)提升配電網(wǎng)的智能化水平。

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