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變電站輔助控制系統助力智能電網建設
一、前言
“十二五"期間國家電網公司提出建設堅強智能電網，推進“三集五大"體系建設，其中大檢修體系建設要求重點是加強業(yè)務整合，優(yōu)化配置公司檢修、運行維護資源，按照專業(yè)化方向，推進設備巡檢、維護、操作等一體化管理，積極探索利用社會資源、提高檢修維護效率的新模式。
依托生產管理信息系統（PMS），建立“兩級部署、三級應用"的統一輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統，規(guī)范輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置的數據處理、接入和控制，提供輸變電設備狀態(tài)信息展示、預警、分析、 診斷、評估和預測功能，實現重要輸變電設備狀態(tài)和關鍵運行環(huán)境信息等的實時監(jiān)測。
電力系統是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)組成的電力生產與消費系統。其中變電站是電力系統的核心環(huán)節(jié)，擔負著所在區(qū)域的高低壓變換及供電任務。變電站具有數目巨大、地域分布廣且很多地處人煙稀少區(qū)域的特點，給維護管理帶來了諸多不便。隨著電力系統管理體制的深化改革，變電站自動化技術的不斷進步，無人值班或無人值守模式已在電力系統得到大力推廣。除了原有的變電站綜合自動化系統（SCADA系統）“四遙（遙控、遙信、遙測、遙調）"功能外，無人值班或值守初期還引入了必要且不可替代的第五遙——“遙視"。通過視頻監(jiān)控系統，監(jiān)控中心可對各變電站進行遠程視頻監(jiān)控，以便及時、直接地了解現場情況。生產管理固然非常重要，安全工作（防盜、防火等）也不容忽視，針對變電站的盜竊、火災等屢見不鮮的情況，很多變電站在投運前都會部署防盜防火系統。同時為了滿足變電站現場運行和管理的需要，站內還將部署環(huán)境監(jiān)測、門禁、空調通風、給排水等系統。隨著智能電網建設的推進，智能變電站已成為了智能電網中一個重要組成部分。變電站的智能化全面升級，不僅需實現生產系統的全面升級，還需實現輔助系統的全面升級。如何大限度的挖掘現有輔助系統的潛力、一定程度的節(jié)約成本、提高系統效率，都是變電站智能化過程中急待解決的問題。
二、設計依據
為確保智能變電站輔助控制系統建設標準的統一性，規(guī)范性，本方案的撰寫將充分依據以下標準：
《電網視頻監(jiān)控系統及接口 第1部分：技術要求》 Q/GDW517.1-2010
《民用閉路監(jiān)視電視系統工程技術規(guī)范》 GB50198
《安全防范工程程序與要求》 GA/T75-94
《保護接地和防雷接地標準》 IEC364-4-41
《工業(yè)電視系統工程設計規(guī)范》 GBJ115-87
《工業(yè)企業(yè)通信設計規(guī)范》 GBJ42-81
《電力系統通信站防雷運行管理規(guī)程》 DL548-94
《安全警衛(wèi)控制器通用技術條件》 GB12663-2001
《視音頻編解碼標準》 ITU H.264
《音頻編解碼標準》 ITU-T G.711
《遠動終端設備》 GB/T13729-2002
《變電站通信網絡和系統》 DL/T860
《循環(huán)式遠動規(guī)約》 DL 451-91
《實時流媒體傳輸協議（RTSP）》 IETF RFC 2326
《會議初始化協議（SIP）》 IETF RFC 3261
三、系統架構圖
智能變電站輔助控制系統主要分為兩大部分，站端監(jiān)控和后臺管理。
站端監(jiān)控包括各種探測傳感器、數據采集單元（環(huán)境綜合監(jiān)控主機）、門禁系統、視頻監(jiān)控、電子圍欄幾個部分，實時監(jiān)測現場實際環(huán)境狀態(tài)及各項參數，如環(huán)境溫濕度、門禁狀態(tài)等，并通過通信網絡將現場各項參數及狀態(tài)上傳到后臺管理系統。
后臺管理系統分為硬件平臺和軟件平臺，硬件平臺包括網絡通訊設備、服務器、客戶機等，服務器是整個系統的核心，基本任務是數據的維護和數據的處理。軟件平臺主要功能包括集中采集、管理站端系統，平面顯示站端實時情況，包括當地地圖、主接線、設備工況、實時檢測數據曲線與歷史數據曲線等界面，直觀的描述現場環(huán)境狀態(tài)。
四、變電站輔助控制系統助力智能電網建設系統組成
4.1視頻監(jiān)控子系統
變電站視頻監(jiān)控子系統是變電站智能輔控系統中一個重要子系統，主要負責對全站重要電氣設備、安裝地點及變電站環(huán)境、變電站安全進行全天候的視頻監(jiān)視。變電站視頻監(jiān)控范圍區(qū)域為變電站主控室、二次設備室、高壓室、電纜層、電容器室、獨立通信室等室內設備場景情況，另外對變電站大門、進站道路、主控樓門窗等重要區(qū)域的安全情況進行視頻監(jiān)視，對變電站重要設備外觀運行狀態(tài)的視頻監(jiān)視主要有斷路器、敞開式刀閘的分、合狀態(tài)，變壓器油位等。
硬盤錄像機 高清球機 高清槍機
4.2環(huán)境監(jiān)測子系統
環(huán)境監(jiān)測子系統主要功能是實時監(jiān)測變電站重要場所和重要設備的工作環(huán)境（溫度、濕度、漏水、水位、風速、SF6濃度、氧氣濃度等）狀態(tài)，對工作環(huán)境的異常情況及時告警，對環(huán)境參數進行實時調節(jié)， 以及與其他輔助控制系統進行協調聯動。
SF6+O2氣體變送器 溫濕度傳感器 水浸探測器
臭氧傳感器 噪聲傳感器 風速傳感器
4.3設備控制子系統
設備控制子系統將所有的智能設備集成到智能控制界面，實現對所有智能設備的統一管理與控制操作，真正實現了對系統智能設備的控制。
智能風機/水泵/燈光控制單元 空調控制器 智能除濕器
4.4火災報警及消防子系統
火災報警及消防子系統通過感煙探測器、感溫探測器等探測裝置，實時監(jiān)測變電站室內主要區(qū)域的火情狀態(tài)，發(fā)生火災時，及時發(fā)出報警信號，同時聯動相關生產輔助系統進行視頻錄像并采取相關措施防止火災蔓延。
煙霧探測器 明火探測器 火災報警主機
4.5門禁管理子系統
門禁管理子系統作為變電站一種新型現代化安全管理系統，集自動識別技術、自動控制技術和現代安全管理措施為一體，具有對變電站大門及 相關門戶出入遠程控制、實時監(jiān)控、保安防盜報警、多種開門方式及 狀態(tài)自動記錄、存儲、遠程讀取、分析處理等多種功能。
門磁傳感器 門禁控制器 電磁鎖 開門按鈕
4.6安全防范子系統
變電站安全防范系統主要是通過各種探測和傳感技術的綜合應用， 針對變電站周界場所，實現在入侵破壞前的預警作用。主要是對圍墻、大門、窗戶進行監(jiān)視和入侵探測，防止非法侵入，以保障變電站場地及周邊環(huán)境的安全。
紅外雙鑒探測器 紅外對射探測器 電子圍欄
4.7后臺系統
在主控室安裝一面2260*800*600mm標準屏柜，配置服務器、電源管理控制單元、局內網交換機、UPS不間斷電源等設備，安裝于機柜內。系統具有專家診斷功能，對通信中斷、軟件故障能夠提示故障原因，并對各種告警給出相應的處理意見。系統能夠對報警事件的位置、內容等進行準確定位。集成監(jiān)控系統能夠對相關設備或子系統實現全自動化聯動控制，提高設備、子系統運行效率，避免人為延誤操作，使得各個子系統之間真正能實現數據流動和資源共享，因此也保證用戶在現有的投資及最小的硬件投入實現強大的控制功能，能夠實現更加復雜控制及完善的監(jiān)控功能。
