变电站的供电质量以及供电安全是两矿两厂正常生产的基础,随着生产一线机电设备数量、功率提升,载荷快速增加,对变电站提出更高要求。为了确保厂区、矿区生产质量,保证变电站运行效率,一些变电站采取人工值守方式监控变电站运行,但是也存在值守不及时,耗费大量人力;一些变电站采取集中监控、无人值守方式,但是也面临变电设备被盗窃或者损坏问题。因此,需要采取一种技术手段,对变电站监控,实现无人值守的安全、智能化管控。
1 智能辅助监控系统构成及功能
1.1 系统构成
智能辅助监控系统由环境监控、视频监控、智能门禁以及安全防卫系统等构成,通过对这些构成系统进行优化,并采用监控、控制、预警等措施,为该公司变电站安全、平稳运行提供可靠支撑。
1.2 系统具备的功能辅助监控系统功能为:
(1)监控、自动巡视。监控系统对周边环境、设备运行进行监控,同时具备远程巡视功能,对变电站内相关设备进行拍摄,及时掌握设备运行状态。
(3)安防功能。对变电站进行全方位监控,避免出现监控盲区,并对变电站出现的非法入侵情况进行报警。在变电站四周布置安防摄像头,在进行预警安防同时对监控结果进行记录。
(4)灯光控制。通过布置的灯光控制箱对变电站内的光线进行控制,提升高清摄像清晰度。
(5)温度控制。通过空调控制器对空调进行控制,当温度传感器监控到温度过高时,可以远程对空调温度进行调整,同时还具备断电自动启动功能。除去上述功能外,监控系统还具备门禁控制以及消防警报功能。
2 监控系统平台
2.1 监控系统平台结构
具体包括视频监控服务系统以及监控子站组成。监控子站由后台计算机、控制机、传输设备、数据输入设备以及各类辅助子系统构成。子站内的各类辅助子系统可以自我运行,形成各自的循环控制回路,后台计算机通过IEC 61850标准与子系统进行信息通信,通过子系统对变电站内部的现场视频画面、设备运行状态数据进行采集、控制。
视频服务系统将网络、模拟摄像机与视频服务器联通,且能够对摄像机工作状态进行管理、控制。通过摄像机对变电站内的设备运行情况进行录像、监控,并将数据存储于DVR、NVR内,后上传至视频服务器。视频监控系统能够对视频监控整体运行进行控制,实现与智能视频技术融合,对监控画面进行分析,实现对油压表、指示灯、压力表等智能识别,远程读取。
2.2 辅助一体化平台构建与通信
辅助一体化平台构建分两级进行,一级为矿井维护层级,一级为集团公司监控层级,在集团公司采用一个数据库就可以实现对下属所有矿井变电站运行情况进行掌握,具体如图2(a)所示。辅助IED连接到变电站AMC,AMC通过相关通信协议与矿井运维站辅助一体化平台进行信息交互,并将信息同步传输给矿井监控中心辅助一体化平台、集团公司辅助一体化平台。
视频监控信息存储在NVR(网络视频录像机)上,运维站、矿井及集团公司辅助一体化平台通过视频流/B接口连接视频服务器,获取视频监控画面。如图2(b)在集团公司通过数据总线得以访问数据库;通过部署CAG用以接收来自于变电站的辅助监控数据;通过B接口实现对视频监控数据的获取。在运维站内只部署有B接口以及访问数据库的数据总线,运维站工作人员可以通过客户端来查看变电站运行状况及设备运行状态。
3 现场应用
3.1 现场系统组成
该公司变电站结构为半户外室,其中35 kV 变电设备位于室外,10 kV变电设备位于室内,为了实现对变电站运行全覆盖监控,共布置监控摄像机22个,覆盖率室外为95%,室内为;红外监控覆盖率80%以上,对运行设备的温度监测覆盖达到;由于智能识别系统费用高昂,为降低系统成本,在智能辅助监控系统中仅对表计进行监控,通过智能算法对表计数值进行识别。变电站构建的远程智能辅助监控系统整体费用在60万元左右,投入较低。
3.2 应用效果
(1)全天候对变电站运行进行监控。远程智能辅助监控系统视频覆盖率室外达到95%,室内达到,实现了对特殊地点、特殊区域全覆盖,避免监控盲区,为设备维护、检修等工作提供指导。
(2)运行维护人员无须到现场,可以通过远程控制方式做一些问题许可工作。通过智能辅助监控系统对作业人员的作业过程是否规范、是否存在违章行为进行分析,发现问题后采用远程电话直接纠正。采用的远程智能辅助监控系统可以在一定程度上提升作业人员的操作水平。
(3)在恶劣天气(大风、大雨等)环境下,监控系统仍可有效工作,若在夜晚可以通过提升照明强度来进行夜间巡查,及时发现变电站故障、提高设备稳定性,避免出现故障造成矿井生产中断。综上分析,远程智能辅助监控系统具有适用性强、覆盖面广、性能可靠等优点,通过采用该系统会显著提升变电站的运行管理水平,提升设备运行维护效率。
4 结语
采用远程智能辅助监控系统可以有效提升变电站远程监控能力,提升设备的运行保证能力,现场应用效果显著。受智能识别系统费用高昂影响,对变电站内表计仍是采用截图方式,由监控人员人工识别,给系统的运行带来一定的不便,因此,强化对智能识别系统的研究,降低设备费用,实现远程监控智能化等仍有较大的改进发展空间。
