玉贤500KV变电站智能辅助系统建设方案详细

玉贤500kV变电站智能辅助系统建设方案
康恒电力技术
一、预期目标
2009年7月，国家电网公司明确提出，自2010年起将在国家电网公司围全面推广实施状态检修，推广应用智能设备和技术，实现电网安全在线预警和设备智能化监控。

目前，输变电运检公司所辖变电站均应用了视频监控系统、安全防系统、火灾报警及消防系统、采暖通风系统、空调系统、SF6气体泄漏在线监测、环境监控系统等各类在线监测系统，积累了丰富的运行经验和管理经验。

随着智能电网发展的逐步推进，势必要对各分散的在线监测系统进行整合，并进一步探索变电站状态信息的采集方式，全面收集变电站非电量信息，将各类信息集成在一个平台上，形成对变电站设备状态信息的全面收集和展现，提高对变电站状态信息的综合判断力，进一步深化变电设备管理和状态检修工作。

本方案拟运用嵌入式软件技术、数据库技术、采集控制技术、视频技术、组态技术、传感技术、IEC61850规约技术、激光检测技术、网络通信技术、无线传输技术开发一套变电站智能辅助系统，该平台将视频监控系统、安全防系统、火灾报警及消防系统、采暖通风系统、空调系统、环境监控系统等各独立辅助系统数据和功能整合起来，实现信息共享和互动；通过对站烟雾、温度、湿度、红外、图像等传感器以及开关、设备状态标志等进行综合判断，采用图像处理、模式识别等技术并联动其它设备进行智能处理，为电网安全生产指挥提供数
字化操作平台，实现视频监控和监测数据的联动，当任何一个子系统发生异常报警时，变电站智能辅助系统除发出报警信号外，还自动调用就近的摄像头对准报警位置、自动录像。

在实现实时监控的同时，能对变电站状态进行基本判断；为公司领导、生产管理、检修、运行等各类人员分析判断变电站综合状态提供依据和平台。

变电站智能辅助系统的设计不仅要满足人工巡视达到的效果，而且还要弥补人工巡视的盲区，提供更科学的判断依据。

一是要实现变电站设备视频与设备在线监测、离线试验数据、保护信息的图数联动，达到从设备外观到部状态的全景化监控；二是当有保护报警时摄像头应能自动切至该设备进行录像，同时传送报警信息；三是巡视画面下方显示设备正常状态时图像信息，便于值班员进行比对；四是要支持多样化的巡视模式，可以采用自动或手动方式开展正常巡视、夜间巡视和特殊巡视，并可自由控制巡视速度和进度；五是公司领导、业务主管部门和工区人员可以随时应用该系统监测设备状态、开展现场勘查和安全监督等；六是软件功能要齐全、运行流畅，流程设计和系统权限设置符合安全管理和变电运行管理要求。

二、方案设计原则：
1、在线监测系统安装原则：
充分利用现有各种在线监测技术，对设备运行状态进行全面监视。

2、辅助系统实施原则：
考虑值班员远程操控方便，将保护小室、配电室等改造成智能门
禁系统，对空调、灯光、排风扇等进行远程控制改造。

3、已有系统接入：
将现有保护、直流、防火防盗、变压器油色谱系统数据接入变电站智能辅助系统。

4、软件系统开发：
开发一套变电站智能辅助系统，系统功能模块如下：
三、系统主要功能
智能辅助系统软件在局域网以WEB形式发布，公司领导、管理人员、检修和运行人员均可应用该系统进行工作。

（一）变电站巡视
变电站值班员应用该软件对设备进行全面巡视，不仅可以远方控制摄像头，监视设备外观，而且在监控设备外观的同时，该设备的在线监测数据、离线试验数据、保护信息及设备正常运行状态下的图片同时自动跟踪显示。

通过设备外观监控可以判断设备当前运行情况，通过各类数据可以判断设备的健康状态，实现对设备从外观到部健康的全景化巡视。

根据值班员的巡视要求、巡视路线，将预置位进行串联成不同的轮巡策略，满足值班员正常巡视、特殊巡视、全面巡视、夜间巡视的要求。

并对现场收集的数据和信息进行及时、准确、科学的分析，使各级生产管理人员能够直观及时的掌握变电站各类设备的运行工况，及时发现和处理设备运行中出现的异常、缺陷和其他安全隐患，确保电网设备安全、可靠、稳定运行，实现变电站管理工作的规化、集约化、科学化。

（二）设备状态监测和辅助判断
生产管理人员及检修人员应用该软件远方随时查看变电站现场实况、设备的在线监测数据和离线试验数据，并进行比对分析，对设备状态进行更准确的判断，为开展状态检修提供有效支撑。

四、设备清单及初步预算：
附件：500kV变电站智能辅助系统具体实施容
二○一一年五月三日附件：
500kV变电站智能辅助系统具体实施容
1 视频监控系统具体实施容：
1.1布点原则：
通过摄像头能够清楚的看到变电站各类主要设备的运行参数，如开关位置信号、仪器仪表的指针读数、主变的油位以及环境等等。

摄像机按照其主要用途分为设备摄像机和环境摄像机。

设备摄像机：主要用于设备的运行状况及参数的监控及巡视。

环境摄像机：主要用于站及保护室、交流配电室的整体环境监控，辅助进行设备的监控。

1.2安装位置：
结合现场考察，初步方案定制如下：
1.2.1室外设备区：
1.2.1.1 监视设备的摄像机
（1）500kV设备区设备摄像机（共37台）
500kV设备区的设备摄像机主要用于监控开关压力及流变压力和流变油位。

①用于监控开关压力的摄像机共21台微型摄像机，监视方式有两种：
第一种用于监控5011开关压力的摄像机为3台微型摄像机，安装在B相开关机械位置侧用于监视C相开关压力，安装在A相机械位置侧用于监视B相开关压力，安装在保护小室屋顶上用于监视A相开
关压力。

（安装3台微型摄像机）
5011开关示意图
开关压力表
摄像机
安装位置
BC相摄像头安装位置示意图
第二种是在开关压力表前端开关的支架处安装支架加摄像机，用于监视开关压力如5012、5013、5022、5023、5032、5033开关（共安装18台微型摄像机）
开关压力表
②用于监视流变SF6压力的方法是，在流变压力表前端打孔立支架安装微型摄像机用于监视流变压力5012、5013开关流变（共安装6台微型摄像机）
在图上位置打孔立支架，安
装微型摄像头监视压力表
③用于监视流变油位的安装方法是在流变对面的龙门架上安装高速球机，监视流变油位，5011、5022、5023、5032、5033开关流变（共安装10台高速球机）
在图上安装高速球机用
于监视流变油位
500kV设备区共安装37台摄像机，其中微型摄像机27台，高速球机10台。

（2）、220kV设备区设备摄像机（共63台摄像机）
主要用于监视开关压力，液压压力、流变油位、流变压力。

①其中监视开关压力摄像机有四种：
第一种是在开关有SF6和液压两个压力表，在开关间隔的西北侧立杆，用于监视开关压力表，在东北侧支撑母线的支柱上安装高速球机用于监视开关液压压力。

2760、2758、2700、2751、2756、2757、2759、4734开关压力（共16台高速球机）
开关压力表
图上位置立杆，安
装高速球机，监视
开关压力
开关液压压力表
图上位置安装高速
球机，监视开关液
压压力
第二种是在开关机构上打孔，每相安装1台微型摄像机，用于监
视开关压力。

2761、2800、4730、4731、4732、2200、2750、4733开关压力表处的各相支架上安装1台微型摄像机（共=24台微型摄像机）
图上位置立支架安装
微型摄像机用于监视
开关压力表
第三种是在开关压力表对面两侧的支柱上各安装微型摄像机，用于监视开关压力，2701、2702开关，共4台微型摄像机
图上位置安装微
型摄像机
第四种是安装在对面龙门架上的2200、2100共2台高速球机
②监视流变压力的有三种：
第一种是在保护小室屋顶上安装高速球机的监视流变压力。

4733开关，共1台
第二种是安装在压力表对面的，2100流变3台微型摄像机
第三种是在流变压力表斜对面侧立杆查看流变压力，4730、4760、
2759、2761共4台高速球机。

流变压力表
此处立杆，安
装高速球机
③监视流变油位的有两种：
第一种是在保护小室屋顶上安装高速球机监视开关流变油位，2757、4734、2702、2758、2760，共4台高速球机
立支架安装高
速球机
第二种是在龙门架上安装高速球机监视流变油位2700、2751、2756、2701、2750、2759共5台高速球机。

安装高速球机
共63台摄像机，其中：微型摄像机31台，高速球机32台（3）35kV设备区设备摄像机（22台摄像机）
主要用于监视开关压力、流变油位、压变油位
①用于监视开关压力的主要有两种方式：
第一种是在开关对面流变B相流变处安装微型摄像机，监视开关压力313、312、311、310、321、320、322、3510、3520（共9台微
型摄像机）
安装微型摄像
机
第二种是在隔壁设备的C相安装微型摄像机。

安装微型
摄像机
②监视流变、压变油位的有两种方式：
第一种是在设备间隔处的龙门架上安装高速球机监视流变油位，如321、320共2台高速球机。

安装高速
球机
第二种是在对应流变斜对面处立杆安装高速球机监视流变及压变油位，如313、312、311、310、3510、322、3520流变油位及#2主变汇流母线压变油位(共7台高速球机)
流变油位
立杆，安装高速
球机
共22台摄像机，其中：微型摄像机11台，高速球机11台（4）主变设备区设备摄像机（共12台）
安装高
速球机
安装高
速球机
室外监视设备的摄像机共135台摄像机，其中微型摄像机70台，高速球机65台。

1.2.1.2室外监视环境摄像机均安装在龙门架上（共16台高速球机）
安装高
速球机
1.2.2室设备区
1.2.2.1 监视设备的摄像机（51台高速球机）
有两种监视方式，第一种是在设备对面的墙上安装高速球机
安装高
速球机
一种是在房顶上安装吊杆监视设备
安装吊杆加
高速球机
1.2.2.2监视室环境的（共12台高速球机）
进门处安装
高速球机
以上视频的具体安装位置，见附表1，视频摄像图分布图见附图1。

2 在线监测系统具体实施容：
2.1 容性设备绝缘在线监测系统：
变未安装容性设备绝缘在线监测系统，容性设备绝缘在线监测系统通过监测220kV及以上变电站电气一次设备（如电流互感器、电压互感器）的末屏泄漏电流，经分析计算后得到设备运行状态下的等值电容及其变化率、介质损耗。

此次共有40路需要安装，详细清单见附表1。

2.2红外云台测温系统
变安装8台红外成像仪，通过远方控制监测设备的运行温度变化情况。

通过对监测平台参数的设定，自动监测设备温度，并将监测数据及红外图像自动进行保存。

此项技术已在其他变电站成熟应用。

安装位置：详细见附表1如下图所示。

红外成像仪
安装位置
2.3 变压器油色谱在线监测
变变压器油色谱系统已安装，只需将数据接入即可。

2.4 避雷器在线监测
在变13组避雷器安装绝缘在线监测装置，并将避雷器动作次数数据接入该装置。

2.5 环境监测系统
监测室外设备区空气温湿度、风速、雨量等参数。

2.6 室空气温湿度在线监测系统
监测保护小室、交流配电室的空气温度、湿度、超标时报警。

2.7 直流系统在线监测
变直流在线监测系统已安装，只需将数据接入即可
2.8 交流电源系统在线监测
在变站用电屏安装在线监测系统，实现对所有变电站交流设备的实时监测。

检测所用电系统的电压、电流，并对所用电馈线回路的运行状况进行检测，及时做出判断。

加装交流电源在线监测装置一套，
协议转换器1套。

2.9 变压器铁芯电流在线监测
在变2台主变上安装6只传感器，监测变压器铁芯电流。

3 辅助设备远程监控开启系统
3.1 远方实现对站保护小室湿度、温度监控，并能设定报警值，及时报警。

3.2 远程手动启停变电站的空调、除湿机、抽风机、灯光。

3.3 分路启停变电站的灯光照明，满足巡视要求。

（详细列表见附表1）
3.4 将变设备区的保护小室及交流配电室的门改造为门禁管理系统，并接入智能辅助系统。

4 变电站安全防子系统
变已安装电子脉冲围栏及防火系统，需要将此信息接至智能辅助统一平台，并能够联动摄像头，自动旋转自报警设定位置，并进行自动录像。

远方要求能够手动复归防盗及消防的报警信号。

5 保护信息管理系统
二次保护远方查询、定值调整、故障报告已在部分220kV变电站实施，可将此项技术利用于变电站智能辅助系统。

便于故障报告查询，定值核对等。

6 智能辅助系统软件
将上述系统整合，开发智能辅助系统软件1套。

安装智能辅助系统屏柜2个。

附图1 500kV变摄像头分布图
附表1 500kV变智能辅助系统设备清单。