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、礦區生產質量,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,對變電站監控,實現無人值守的安全、智能化管控。
1 智能輔助監控系統構成及功能
1.1 系統構成
智能輔助監控系統由環境監控、視頻監控、智能門禁以及安全防衛系統等構成,通過對這些構成系統進行優化,并采用監控、控制、預警等措施,為該公司變電站安全、平穩運行提供可靠支撐。
1.2 系統具備的功能輔助監控系統功能為:
(1)監控、自動巡視。監控系統對周邊環境、設備運行進行監控,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。
(3)安防功能。對變電站進行全方位監控,避免出現監控盲區,并對變電站出現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,監控系統還具備門禁控制以及消防警報功能。
2 監控系統平臺
2.1 監控系統平臺結構
具體包括視頻監控服務系統以及監控子站組成。監控子站由后臺計算機、控制機、傳輸設備、數據輸入設備以及各類輔助子系統構成。子站內的各類輔助子系統可以自我運行,形成各自的循環控制回路,后臺計算機通過IEC 61850標準與子系統進行信息通信,通過子系統對變電站內部的現場視頻畫面、設備運行狀態數據進行采集、控制。
視頻服務系統將網絡、模擬攝像機與視頻服務器聯通,且能夠對攝像機工作狀態進行管理、控制。通過攝像機對變電站內的設備運行情況進行錄像、監控,并將數據存儲于DVR、NVR內,后上傳至視頻服務器。視頻監控系統能夠對視頻監控整體運行進行控制,實現與智能視頻技術融合,對監控畫面進行分析,實現對油壓表、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,一級為集團公司監控層級,在集團公司采用一個數據庫就可以實現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控中心輔助一體化平臺、集團公司輔助一體化平臺。
視頻監控信息存儲在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,獲取視頻監控畫面。如圖2(b)在集團公司通過數據總線得以訪問數據庫;通過部署CAG用以接收來自于變電站的輔助監控數據;通過B接口實現對視頻監控數據的獲取。在運維站內只部署有B接口以及訪問數據庫的數據總線,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。
3 現場應用
3.1 現場系統組成
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,為了實現對變電站運行全覆蓋監控,共布置監控攝像機22個,覆蓋率室外為95%,室內為;紅外監控覆蓋率80%以上,對運行設備的溫度監測覆蓋達到;由于智能識別系統費用高昂,為降低系統成本,在智能輔助監控系統中僅對表計進行監控,通過智能算法對表計數值進行識別。變電站構建的遠程智能輔助監控系統整體費用在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控。遠程智能輔助監控系統視頻覆蓋率室外達到95%,室內達到,實現了對特殊地點、特殊區域全覆蓋,避免監控盲區,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。通過智能輔助監控系統對作業人員的作業過程是否規范、是否存在違章行為進行分析,發現問題后采用遠程電話直接糾正。采用的遠程智能輔助監控系統可以在一定程度上提升作業人員的操作水平。
(3)在惡劣天氣(大風、大雨等)環境下,監控系統仍可有效工作,若在夜晚可以通過提升照明強度來進行夜間巡查,及時發現變電站故障、提高設備穩定性,避免出現故障造成礦井生產中斷。綜上分析,遠程智能輔助監控系統具有適用性強、覆蓋面廣、性能可靠等優點,通過采用該系統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控系統可以有效提升變電站遠程監控能力,提升設備的運行保證能力,現場應用效果顯著。受智能識別系統費用高昂影響,對變電站內表計仍是采用截圖方式,由監控人員人工識別,給系統的運行帶來一定的不便,因此,強化對智能識別系統的研究,降低設備費用,實現遠程監控智能化等仍有較大的改進發展空間。
