0 引言

變電站作為連接發(fā)電與用電的橋梁，在電網(wǎng)中起到電力能量轉換、調度運行、信息監(jiān)控等重要作用，而變電站的發(fā)展從傳統(tǒng)變電站、綜合自動化變電站到智能變電站，經(jīng)歷了技術的不斷更新迭代。當前為服務構建新型電力系統(tǒng)、助推實現(xiàn)“雙碳”目標，建設更加數(shù)字智能、綠色低碳、安全可靠的輸變電工程，國網(wǎng)公司提出要構建新型數(shù)字智能變電站，充分吸納*適用技術，提高電網(wǎng)支撐新型電力系統(tǒng)建設的能力，綜合應用數(shù)字采集、網(wǎng)絡傳輸、智能設備、系統(tǒng)集成等*技術，實現(xiàn)變電站設備狀態(tài)全面感知、主輔設備可控在控，支撐遠方全景監(jiān)視、智能調控、智能運維功能。新型數(shù)字變電站中，為支撐變電站輔控設備綜合監(jiān)控和設備狀態(tài)智能巡視，將變電站在線監(jiān)測、消防及安防監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測、SF6監(jiān)測等監(jiān)控子系統(tǒng)，與紅外探測終端、巡視攝像機、傳感器與智能鎖控等巡視子系統(tǒng)集成，形成由綜合應用服務器為后臺、子系統(tǒng)主機為集成端、各探測器為終端設備的新型數(shù)字智能變電站監(jiān)控及巡視系統(tǒng)。

1 新型數(shù)字智能變電站監(jiān)控及巡視系統(tǒng)構成和配置

1.1 監(jiān)控及巡視系統(tǒng)構成

考慮到新型數(shù)字智能變電站對全站主輔設備信息數(shù)據(jù)的需求以及對變電站消防和安全防衛(wèi)的日益重視，構建的新型數(shù)字智能變電站監(jiān)控及巡視系統(tǒng)主要集成了火災消防、安全防衛(wèi)、動環(huán)監(jiān)測、智能鎖控、智能巡視，實現(xiàn)一次設備、二次設備及回路在線監(jiān)測、火災、消防、安全警衛(wèi)、動力環(huán)境的監(jiān)視及設備智能巡視功能。其中，變電站分為安全I區(qū)、安全II區(qū)及安全IV區(qū)，監(jiān)控及巡視系統(tǒng)分別接入3個安全分區(qū)。變電站常規(guī)保護、測控及合并單元、智能終端設備接入安全I區(qū)；一次設備在線監(jiān)測、二次系統(tǒng)在線監(jiān)測、火災消防、安全防衛(wèi)、動力環(huán)境子系統(tǒng)部署于安全Ⅱ區(qū)，信息接入綜合應用服務器，并通過Ⅱ區(qū)網(wǎng)關機與集控站交互信息；當集控站尚未建成的過渡期，且運維主站部署在Ⅳ區(qū)時，通過Ⅳ區(qū)網(wǎng)關機與主站交互信息。智能巡視子系統(tǒng)部署于安全Ⅳ區(qū)，信息接入巡視主機，與集控站智能巡視集中監(jiān)控系統(tǒng)交互信息；當集控站尚未建成的過渡期，站端信息與運維主站交互信息。安全Ⅱ區(qū)與安全Ⅳ區(qū)通過正、反向隔離裝置進行互聯(lián)。

1.2 監(jiān)控及巡視系統(tǒng)配置

1、 火災消防監(jiān)測

火災消防監(jiān)測主要實現(xiàn)站內火災告警信息的采集、傳輸和聯(lián)動控制，達到實時監(jiān)測、實時預警的目的?；馂南辣O(jiān)測根據(jù)探測區(qū)域及區(qū)域內電氣設備特點，配置不同原理和類型的火災探測器。變電站內房間及預制艙配置點型感溫、感煙火災探測器或吸氣式感煙探測器。蓄電池室配置防爆感煙火災探測器。在設備運行溫度有要求的小室，如變壓器室、電纜夾層、電纜豎井、室外主變、室外高抗等，配置纜式線型定溫火災探測器。

2、安全防衛(wèi)監(jiān)測

變電站安全防衛(wèi)監(jiān)測配置安防監(jiān)控終端、防盜報警控制器、門禁控制器、電子圍欄、紅外雙鑒探測器、紅外對射探測器、聲光報警器、緊急報警按鈕等設備。對未使用門禁刷卡進站、攀爬圍墻、翻越大門等非法入侵行為，由圍墻上方的電子圍欄及進站大門上方的紅外對射探測器發(fā)送信號至防盜報警控制器進行聲光報警，并聯(lián)動智能巡視系統(tǒng)攝像機，推送報警區(qū)域的視頻畫面，清晰顯示人員活動情況。安全防衛(wèi)監(jiān)測配置1套安防監(jiān)控終端，布置于二次設備室；配置電子圍欄，且變電站大門入口配置紅外對射探測器用于周界安防；對于無人值班的警衛(wèi)室或有人值班變電站的監(jiān)控室，配置緊急報警按鈕；設備室門窗處配置紅外雙鑒探測器用于非法入侵監(jiān)測；大門入口及主要設備室（預制艙）配置門禁；變電站大門入口設置門鈴。

3、 動力環(huán)境監(jiān)測

變電站動力環(huán)境監(jiān)測包括動環(huán)監(jiān)控終端、空調控制器、照明控制器、風機和水泵控制器、溫濕度傳感器、除濕機控制器、微氣象傳感器、水浸及水位傳感器、絕緣氣體監(jiān)測傳感器等設備。動力環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)配置1套動環(huán)監(jiān)控終端，布置于二次設備室；配置溫濕度傳感器于一次設備室、二次設備室及預制艙；配置絕緣氣體泄露監(jiān)測傳感器在有絕緣氣體泄露隱患的設備室；配置水浸傳感器于電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)；配置水位傳感器在集水井中；主控樓樓頂配置一體化微氣象傳感器，采集室外溫度、濕度、風速、風向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)；配置輔助燈光在有燈光補充需求的站內場地。

4、智能巡視

變電站智能巡視由軌道巡視機器人、視頻設備等組成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、自動巡視、智能分析、實時監(jiān)控、智能聯(lián)動、遠程操作等功能。智能巡視前端設備主要包括高清槍機、高清球機、高清防爆半球機、云臺攝像機、紅外熱成像攝像機、全景攝像機等，其中高清攝像機具備夜視功能。

2 案例應用與分析

某戶內變電站新建配電裝置樓為一棟帶半地下室的兩層建筑物，其中半地下層為電纜層、電抗器油坑、主變油坑、消防水池、消防泵房；一層為主變壓器小室、主變散熱器小室、35 kV配電裝置室、110 kV及220 kV GIS小室、電抗器小室、衛(wèi)生間；二層有接地變室、站用變室、資料室、安全用具室、備品室、蓄電池室、電容器室、二次設備室、衛(wèi)生間及排煙機房。

2.1 監(jiān)控及巡視用攝像機布置

變電站中監(jiān)控及巡視用攝像機主要為智能巡視用的視頻監(jiān)控攝像頭和安防監(jiān)控用攝像頭。該項目巡視用攝像機安裝位置及數(shù)量如表2所示，安防用攝像機安裝位置及數(shù)量如表3所示。

2.2 安全防衛(wèi)系統(tǒng)布置

該變電站配置一套安全防衛(wèi)系統(tǒng)，采用兩層防范方案：1層為變電站周界防范；第二層為站內關鍵區(qū)域重點防范。配置技防主機1套；六線制電子圍欄600 m，圍欄主機9臺；紅外對射裝置6臺，布置在地下電纜層氣窗2臺，控制樓一層門窗4臺；室內紅外雙鑒探測器20臺，布置在控制樓各層主要通道；控制樓一層及監(jiān)控室入口配置門禁系統(tǒng)1套，門禁系統(tǒng)與站內消防報警系統(tǒng)聯(lián)動，當有火災報警時，門禁系統(tǒng)自動解鎖；變電站大門處設置門磁報警裝置、可視對講裝置、布撤防鍵盤。

2.3 動力環(huán)境系統(tǒng)布置

該變電站配置環(huán)境信息采集系統(tǒng)，包含環(huán)境數(shù)據(jù)處理單元及各終端傳感器。

溫濕度傳感器分別布置于主變室、接地變室、電容器室、電抗器室、站用變室、220 kV GIS室、110 kV GIS室、35 kV配電裝置室、繼保室、蓄電池室、消防泵室和雨淋閥室，共計配置溫濕度傳感器32個。

水浸傳感器、水位傳感器在電纜層配置20個。SF6泄露傳感器布置在220 kV及110 kV GIS配電室、35 kV配電室，220 kV和110 kV配電室基礎槽鋼加裝36個SF6及O2雙氣體探測器，35 kV配電室內加裝20個SF6及O2雙氣體探測器。當各探測房間的探測器發(fā)現(xiàn)氣體超標時，會發(fā)信息給主機，主機發(fā)出信號啟動站內SF6氣體排放用風機，進行事故排風，同時鳴響警鈴報警。

風機水泵空調控制器的配置為每臺空調1個空調控制器，每2路風機1個風機控制器，每2臺除濕機1個除濕機控制器，每2臺水泵1個水泵控制器。

2.4 監(jiān)控及巡視系統(tǒng)運行情況分析

該變電站采用新型數(shù)字智能變電站監(jiān)控及巡視系統(tǒng)后，前端設備配置合理，終端傳輸數(shù)據(jù)規(guī)范，集成應用，且在試點應用期間進行了系統(tǒng)的行為測試，幾項測試情況如表4所示。

通過對監(jiān)控及巡視系統(tǒng)的各個前端設備的配置，可實現(xiàn)變電站人員行為信息和設備狀態(tài)信息均可數(shù)字化上傳站控層，實現(xiàn)變電站全景監(jiān)測