無人值守變電站安裝工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)

無人值守變電站安裝工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在無人值守變電站安裝工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，其目的是為了彌補(bǔ)SCADA系統(tǒng)在監(jiān)控方面的一些盲點(diǎn)，進(jìn)一步提高變電站的安全運(yùn)行水平。

1.1設(shè)備的監(jiān)視

主要包括主變壓器、斷路器、電壓互感器、電流互感器、高壓室開關(guān)、主控室的電源盤及控制盤盤面等。通過在監(jiān)視對象處安裝攝像機(jī)、感應(yīng)探頭等裝置，實(shí)現(xiàn)對一二次設(shè)備及其運(yùn)行情況的監(jiān)視，如：主變壓器、開關(guān)是否有外部損傷，主變壓器油位及控制盤上的表頭、燈光信號(hào)是否正常等。

1.2防火防盜

變電站撤人后，萬一變電站發(fā)生火警，往往因?yàn)椴荒芗皶r(shí)發(fā)現(xiàn)而延誤了事故的處理，造成事故進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，變電站有盜賊闖入時(shí)，也缺乏有效的防御手段。為此，可在高壓室和主控室等地點(diǎn)裝設(shè)一批煙感或溫感探頭，并在圍墻四周安裝對射式紅外線探頭。當(dāng)探頭感測到煙霧、高溫或有人闖入時(shí)，就會(huì)向后臺(tái)發(fā)出告警信息，同時(shí)連動(dòng)切換攝像機(jī)畫面，并記錄下當(dāng)時(shí)現(xiàn)場的情況。

1.3燈光及智能化設(shè)備的控制

為使工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)在晚上仍能發(fā)揮作用，變電站的燈光應(yīng)具有定時(shí)開關(guān)或遠(yuǎn)方控制的功能；而一些智能化的設(shè)備，如探頭、門禁等也可做到遠(yuǎn)方控制。3組網(wǎng)形式3.1通道的選擇

圖象的傳輸可以通過電話線、ISDN網(wǎng)、專線電纜、光纖等，不同通道所傳送的圖象質(zhì)量及幀數(shù)會(huì)有很大的差別，如用普通電話網(wǎng)傳送分辨率為352×288象素的圖象每秒只能送1～2幀，ISDN網(wǎng)有10幀，光纖的E1通道可達(dá)25～30幀，若采用寬帶的數(shù)字微波及衛(wèi)星傳送，其圖象質(zhì)量更可上到電視廣播級(jí)的水平。針對目前很多電力局都已架設(shè)起自己的光纖網(wǎng)絡(luò)，采用光纖的E1通道傳送圖象可以說是最佳選擇，因?yàn)镋1通道傳送圖象的速度和質(zhì)量已基本滿足監(jiān)控的要求，也不會(huì)占用太多光纖資源，利用光纖的環(huán)網(wǎng)更可為圖象傳送提供冗余通道。目前針對光纖E1通道發(fā)展起來的視頻編解碼器種類繁多、技術(shù)成熟，并且價(jià)格并不昂貴。建議只有在不具備光纖網(wǎng)絡(luò)的情況下，才退一步考慮采用電話網(wǎng)或ISDN網(wǎng)。4.2后臺(tái)軟件功能

根據(jù)無人值守變電站的運(yùn)行需要，一般而言，工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)的后臺(tái)軟件應(yīng)具備以下功能：

a)畫面監(jiān)視和畫面切換功能。根據(jù)用戶的需要，對不同變電站的不同監(jiān)視點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和切換。

b)控制操作。即對各變電站監(jiān)視點(diǎn)攝像設(shè)備的光圈、焦距以及云臺(tái)進(jìn)行控制。此外，一些輔助控制操作也是必須的，包括變電站燈光的開停，告警裝置的投入與解除等。

c)多媒體防區(qū)布置圖。采用多媒體地圖分層顯示變電站內(nèi)各監(jiān)視現(xiàn)場攝像設(shè)備的布點(diǎn)情況，以及盜警、火警等感應(yīng)裝置的設(shè)防區(qū)域。為運(yùn)行人員提供直觀而具體的變電站監(jiān)視現(xiàn)場的情況。

d)事件告警功能。當(dāng)變電站現(xiàn)場有異常情況發(fā)生時(shí)(如出現(xiàn)盜警、火警或小動(dòng)物入侵防區(qū)等情況)，后臺(tái)系統(tǒng)能迅速告警。

e)畫面記錄、回放功能。當(dāng)變電站發(fā)生異常告警時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)可自動(dòng)記錄下事發(fā)時(shí)告警點(diǎn)的現(xiàn)場情況。目前而言，對實(shí)時(shí)畫面的記錄可選擇采用以下方式，即錄像或計(jì)算機(jī)磁盤錄像。

f)事件查詢功能?？煞诸悪z索各變電站，各監(jiān)視點(diǎn)的告警記錄，結(jié)合畫面記錄、回放功能，可對異常告警時(shí)的現(xiàn)場情景進(jìn)行回放。

g)網(wǎng)絡(luò)接口。系統(tǒng)可通過路由設(shè)備實(shí)現(xiàn)與辦公網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享，為辦公網(wǎng)用戶提供圖象監(jiān)視，事件檢索，錄像回放等功能。無人值守變電站設(shè)計(jì)縱談1、前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)技術(shù)在電力系統(tǒng)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，它集變電站中的控制、保護(hù)、測量、中央信號(hào)、故障錄波等功能于一身，替代了原常規(guī)的突出式和插件式電磁保護(hù)、晶體管保護(hù)、集成電路保護(hù)。常規(guī)控制、保護(hù)裝置已逐步從電力系統(tǒng)中退出，取而代之的則是這種新型的微機(jī)監(jiān)控方式，它運(yùn)用了自動(dòng)控制技術(shù)、微機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，經(jīng)過功能的重新組合和優(yōu)化設(shè)計(jì)，組成計(jì)算機(jī)的軟硬件設(shè)備代替人工,利用變電站中的遠(yuǎn)動(dòng)終端設(shè)備來完成對站中設(shè)備的遙信、遙測、遙調(diào)、遙控即四遙功能。這就為實(shí)現(xiàn)變電站無人值守提供了前提條件。變電站、所綜合自動(dòng)化和無人值守是當(dāng)今電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域中熱門的話題，在當(dāng)今城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造中正被廣泛采用。筆者從事變電設(shè)計(jì)多年，現(xiàn)結(jié)合我局城、農(nóng)網(wǎng)建設(shè)改造實(shí)際情況，對無人值守變電站的設(shè)計(jì)提出一些粗淺看法以供參考。

2、新建110KV無人值守變電站

以我局110KV城東變電站為例。

2.1設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想

在變電站中的二次設(shè)備采用綜合自動(dòng)化后，應(yīng)盡量實(shí)現(xiàn)變電站中一次設(shè)備的自動(dòng)化。在變電站設(shè)計(jì)中，應(yīng)本著變電站主接線簡單，力求主變控制在兩臺(tái)以內(nèi)。變電站基礎(chǔ)設(shè)施部分一次性設(shè)計(jì)好,為終期增容做好準(zhǔn)備。為了節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)資金，采用戶外密集型電容器。為確保電網(wǎng)安全調(diào)度，并在設(shè)計(jì)中考慮電力載波設(shè)備及防誤操作裝置。變電站規(guī)模按工程的5～10年發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，以近期為主，盡量節(jié)約工程的總投資。

2.2所址選擇

變電所所址應(yīng)盡量設(shè)計(jì)在負(fù)荷中心，避開劇烈振動(dòng)的場所，并考慮不受污染，所址標(biāo)高宜在50年一遇高水位之上，進(jìn)出線走廊寬闊，交通運(yùn)輸方便，節(jié)約用地，不占或少占耕地及經(jīng)濟(jì)效益高的土地，不壓礦藏，考慮變電所與周圍環(huán)境，鄰近設(shè)施的相互影響。

2.3主設(shè)備選擇

選用兩臺(tái)主變壓器，其容量根據(jù)工程情況而定。為確保電壓質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)無人值守的需要,主變壓器選用有載調(diào)壓變壓器,在不停電情況下,自動(dòng)(手動(dòng))調(diào)整電壓。

2.3.2110KV開關(guān)選用六氟化硫斷路器。

2.3.335KV開關(guān)選用真空斷路器或六氟化硫斷路器。

2.3.410KV戶內(nèi)布置，采用GG-1A或XGN-10型真空高壓開關(guān)柜。

2.3.5110KV、35KV及10KV斷路器及隔離開關(guān)均安裝聯(lián)鎖誤操作裝置。

2.4電氣主接線

2.4.1110KV母線采用單母線帶旁母接線方式。這種接線方式，在進(jìn)出線斷路器檢修時(shí)，不中斷對用戶的供電，提高了供電的可靠性。對單電源，一路進(jìn)線一路出線及雙電源等各種情況均可適用，今后發(fā)展不受影響，保護(hù)簡單，變壓器切投方便。為便于分級(jí)分壓考核線損和進(jìn)行計(jì)量，110KV母線上裝電壓互感器一組。

2.4.235KV母線采用單母線分段帶旁母接線方式。這種接線方式，在一臺(tái)主變壓器故障時(shí)不影響對線路的正常供電，大大的提高了對用戶的供電可靠性。

2.4.310KV母線采用單母線分段帶旁母接線方式。

2.4.4所用電

考慮到控制保護(hù)電源的可靠性及檢修試驗(yàn)用電，35KV及10KV均裝設(shè)所用變壓器。

2.4.5無功補(bǔ)償在35KV側(cè)安裝密集型電容器，高壓電纜聯(lián)接。

2.4.6直流系統(tǒng)直流系統(tǒng)是整個(gè)變電站保護(hù)測控的動(dòng)力支持,它的性能好壞和工作的可靠性直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定,鑒于它在系統(tǒng)中的重要作用,建議選用高頻開關(guān)電源直流系統(tǒng)。

2.5配電裝置

按變電所最終接線布置，110KV和35KV配電裝置采用戶外普通中型布置，10KV采用屋內(nèi)配電裝置。

2.6防雷及接地

根據(jù)《過電壓保護(hù)規(guī)程》和《電氣設(shè)備接地規(guī)程》在變電站周圍裝設(shè)獨(dú)立避雷針，為防止直擊雷和入侵雷電波的危害。110KV、35KV母線和10KV出線均裝設(shè)氧化鋅避雷器。110KV線路靠近變電站側(cè)安裝1-2公里架空避雷線。變電站內(nèi)安裝閉合的接地網(wǎng)并裝設(shè)必需的均壓帶，以降低接地電阻和跨步電壓。接地網(wǎng)采用水平接地為主，輔以垂直的封閉復(fù)合式接地網(wǎng)。

2.7繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置

新建無人值守變電站的二次設(shè)備采用控保一體的綜合自動(dòng)化裝置，其由集控站進(jìn)行遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。無人值守變電站應(yīng)裝設(shè)故障錄波裝置。

110KV線路保護(hù)：因110KV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)均屬于中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)，故對110KV中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)的線路必需裝設(shè)的保護(hù)有：多段式接地短路保護(hù)、多段式相間短路保護(hù)、相電流速斷保護(hù)。根據(jù)電網(wǎng)需要并聯(lián)運(yùn)行的雙回線可增設(shè)的保護(hù)：橫聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、多段式保護(hù)、和電流接線保護(hù)。110KV線路接地保護(hù)：零序電流方向保護(hù)、接地方向距離保護(hù)。110KV線路相間距離保護(hù)。

110KV母分保護(hù):母差保護(hù)及備用電源自動(dòng)投入裝置。

主變壓器保護(hù)：瓦斯保護(hù)、電流速斷保護(hù)、縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)、變壓器相間后備保護(hù)、分級(jí)絕緣變壓器的零序保護(hù)、過負(fù)荷。

35KV線路保護(hù)：相間短路保護(hù)、單相接地保護(hù)。

35KV母分保護(hù)：在分段斷路器上裝設(shè)解列裝置，并考慮與自動(dòng)重合閘或備用電源自動(dòng)投入裝置配合。

35KV電容器保護(hù)：設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)、過電壓保護(hù)、失壓保護(hù)、不平衡電壓保護(hù)、過負(fù)荷。

10KV線路保護(hù)：設(shè)限時(shí)電流速斷保護(hù)、過電流保護(hù)、三相一次重合閘、低頻減載。無人值守變電站學(xué)習(xí)資料集控中心站是隨著無人值班變電站的出現(xiàn)而逐漸形成的一種電網(wǎng)運(yùn)行管理模式。隨著變電站無人值班的出現(xiàn)，擺在電網(wǎng)運(yùn)行管理人員面前的一個(gè)首要問題是如何對無人值班變電站進(jìn)行全面的監(jiān)視和操作，也就是如何完成完成變電站有人值班時(shí)運(yùn)行人員所起的作用。通過對變電站的設(shè)備改造可以加強(qiáng)對站內(nèi)各種設(shè)備及各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測和當(dāng)?shù)乜刂乒δ?，但仍舊需要準(zhǔn)確掌握所內(nèi)的運(yùn)行狀況，及時(shí)對各種情況進(jìn)行迅速處理。

集控中心站的設(shè)置，使得原來變電站內(nèi)值班人員所做的工作可由遠(yuǎn)方來完成。通過當(dāng)?shù)氐男畔⒉杉到y(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)，集控站值班人員可對其所屬的多個(gè)變電站進(jìn)行監(jiān)視和操作，這樣就可保證無人值班變電站的正常運(yùn)行。

集控中心的主要功能是實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，它是由現(xiàn)場及RTU、通道和調(diào)度主站站監(jiān)控系統(tǒng)組成。

1、監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能：主要完成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視控制。

1）模擬量采集：變電站的模擬量（遙測量）一般指隨時(shí)間而連續(xù)變化的電信號(hào)和非電信號(hào)。需要采集的模擬量：

1]各電壓等級(jí)的線電壓和相電壓、有功、無功功率；

2]變壓器的有功和無功功率；

3]各進(jìn)出線電流；

4]分段短路器電流；

5]站用變的電壓、電流；

6]直流母線電壓；

7]主變抽頭位置及溫度等等；

2）開關(guān)量采集（遙信量）

1]所有開關(guān)的位置信號(hào)；

2]站內(nèi)的事故總信號(hào)、預(yù)告總信號(hào)；

3]保護(hù)及重合閘動(dòng)作信號(hào)；

4]直流系統(tǒng)異常信號(hào)；

5]接地信號(hào)；

6]火警信號(hào)；

7]控制回路斷線及彈簧儲(chǔ)能信號(hào)等等；

3）電度量采集

主要是采集各電能表輸出的脈沖量，對有計(jì)量要求的聯(lián)絡(luò)線應(yīng)增測雙向有功電量；

2、控制功能

控制功能包括：“遠(yuǎn)控”和“近控”。所謂“遠(yuǎn)控”是指在變電站以外的控制中心（集控中心），對變電站內(nèi)某些需要控制的設(shè)備實(shí)施控制操作；“近控”是指在變電站內(nèi)對某些需要控制設(shè)備實(shí)施就地控制操作。

控制的主要對象有：

1）全部斷路器；

2）有條件可控的隔離開關(guān)；

3）主變壓器分頭位置調(diào)節(jié)；

4）電容器投切；

5）消弧線圈抽頭位置調(diào)節(jié)；

3、監(jiān)視：

1）圖形系統(tǒng)：提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖形或表格來直觀地反映系統(tǒng)中各變電站信息點(diǎn)的數(shù)據(jù)變化，如：各站主接線圖、電壓棒圖、負(fù)荷曲線圖、保護(hù)配置圖、系統(tǒng)狀態(tài)圖、安全信息圖、遙信變位圖；

2）報(bào)表系統(tǒng)：根據(jù)需要產(chǎn)生各種、日報(bào)、月報(bào)、年報(bào)并自動(dòng)存儲(chǔ)；

3）繼電保護(hù)管理系統(tǒng)：對有微機(jī)保護(hù)的變電站，可查看其運(yùn)行情況，測量值、整定值，可以遠(yuǎn)方修改整定值和退投保護(hù)壓板；

4）通道監(jiān)視：

通道一般有電力線載波、微波、光纖通信及有線音頻通信通道等；

通信是指消息的傳遞和交換，即互通信息；

監(jiān)視各通訊通道運(yùn)行情況，對通道故障及時(shí)報(bào)警；

“下行信息”由控制中心向變電站發(fā)送的信息；

“上行信息”由變電站向控制中心發(fā)送的信息；

在控制中心與無人值班變電站之間互傳的信息稱為遠(yuǎn)傳信息，遠(yuǎn)傳信息應(yīng)當(dāng)保證無人值班變電站處于集控中心的有效而可靠的監(jiān)控之下，遠(yuǎn)傳信息的內(nèi)容為：遙測、遙信、遙控、遙調(diào)，即四遙功能，站端具有四遙功能的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，簡稱RTU。

1]遙測：是遠(yuǎn)方測量的簡稱，它是將被監(jiān)控廠、所的主要參數(shù)變量遠(yuǎn)距離傳輸?shù)秸{(diào)度端記錄。

遙測量一般分為直流采樣和交流采樣兩種。

直流采樣的遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)一般配有變送器屏，其內(nèi)部的電量變送器將測量量轉(zhuǎn)換成遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備所能處理的量，目前電量變送器有交流電壓、交流電流、直流電壓、直流電流、交流有功功率和頻率等，變送器將輸出的直流電壓（或電流）輸入到遠(yuǎn)動(dòng)終端的遙測板，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送給遙測編碼器，編碼器將輸入的并行數(shù)碼編成在時(shí)間上依次排列的串行數(shù)字信號(hào)，并經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器將數(shù)字脈沖將數(shù)字脈沖信號(hào)變成正弦信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)度端。

交流采樣就是將線路二次側(cè)的電壓、電流信號(hào)，經(jīng)隔離器TV、TA隔離后，通道移相、濾波、放大電路，轉(zhuǎn)換成一定的交流電壓信號(hào)送到遙測板，在遙測板通過運(yùn)算得到F、cosφ、V、I、P、Q、WP、WQ等電量，模數(shù)變換后送給編碼器。

2]遙信：是遠(yuǎn)方狀態(tài)信號(hào)的簡稱。將變電站內(nèi)的開關(guān)位置信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)、重合閘信號(hào)、站內(nèi)其他異常信號(hào)等狀態(tài)量送向集控中心調(diào)度端。

由于遙信量是開關(guān)量，可以直接輸入編碼器，編成在時(shí)間上按順序排列的串行數(shù)字信號(hào)后經(jīng)調(diào)制解調(diào)器，變成正弦信號(hào)傳輸?shù)秸{(diào)度端。

3]遙控：是遠(yuǎn)方操作的簡稱，它是從調(diào)度（集控中心）發(fā)出命令以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作和切換，通常只取兩種狀態(tài)指令，例如：命令斷路器的“分”、“合”指令。

由于遙控是直接通過遠(yuǎn)動(dòng)裝置跳斷路器，所以執(zhí)行時(shí)應(yīng)特別謹(jǐn)慎。

1>遙控采用返送校核方式，遙控點(diǎn)控制均以控制點(diǎn)選定和執(zhí)行兩步驟執(zhí)行，且控制點(diǎn)選定20秒內(nèi)無執(zhí)行動(dòng)作，該點(diǎn)自動(dòng)變?yōu)闊o效；

2>遙控命令執(zhí)行前，系統(tǒng)對可能的操作進(jìn)行提示，并進(jìn)一步根據(jù)相關(guān)模擬量、狀態(tài)量對控制命令進(jìn)行校核，對可能有誤的操作命令及其錯(cuò)誤性質(zhì)進(jìn)行提示。

3>遙控結(jié)果由遙信返回，系統(tǒng)自動(dòng)檢查執(zhí)行情況，當(dāng)被控設(shè)備拒動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出提示。

4>可在集控站對受\0一、一次主接線圖：

所轄各站的一次主接線圖，圖中有遙測、電壓、電流、有功、無功、溫度等，在一次主接線圖上可以進(jìn)行遙控及遙調(diào)或人工設(shè)置刀閘或開關(guān)位置及遙測值。遙控操作：

用鼠標(biāo)點(diǎn)住要操作的開關(guān)，彈出對話框進(jìn)行輸入操作人密碼選開關(guān)編號(hào)并核對無誤再輸入監(jiān)護(hù)人密碼，發(fā)出遙控命令，返校正確后遙控執(zhí)行。若返校錯(cuò)誤，重新進(jìn)行操作，若遙控執(zhí)行成功，登錄窗中遙信進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。遙調(diào)操作與遙控基本相同。人工設(shè)置開關(guān)位置與遙測值時(shí)，根據(jù)提示框進(jìn)行操作。人工設(shè)置接地線位置，根據(jù)提示框進(jìn)行。

二、遙信信息表：

根據(jù)信息表中的變位情況及其它信息，綜合判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，遙信信息表中，正常應(yīng)為綠色標(biāo)符，若發(fā)生異常或遙信信號(hào)發(fā)生，標(biāo)符變?yōu)榧t色。根據(jù)遙信信號(hào)的重要程度，通知操作班現(xiàn)場檢查設(shè)備狀況。

三、保護(hù)定值：

具有綜合自動(dòng)化的變電站，可以在監(jiān)控系統(tǒng)采集微機(jī)保護(hù)定值，及查看微機(jī)保護(hù)的保護(hù)配置情況及定值情況。

四、電壓棒圖：

設(shè)置了所轄各站110KV、10KV的電壓實(shí)時(shí)情況，并根據(jù)電壓值的變化，及時(shí)調(diào)整主變分