变电站集控中心二次设备状态监测预警系统

摘 要 如何保障变电站集控中心无人值守时检修人员的人身安全和设备安全已成为电力系统非常关注的问题。论文在分析了变电站无人值守的现状后，介绍了监测预警系统的设计原理，以及如何通过监测预警系统来防范安全事故的发生。

【关键词】监测预警 无人值守

1 前言

随着“三集五大”建设的稳健进行，变电站的无人值守与智能化已成为一个迫切目标，对于检修人员与监控人员的业务素质提出了更高要求。从运行监控人员的角度来说，能否全面掌控站内设备运行情况是影响到电网安全稳定运行的决定性因素；从检修人员的角度来说，安全、高效的进行检修调试工作需要更加全面的技术手段作为保证。

如何保障工作人员的人身安全和设备的正常运行是变电站无人值守的关键所在。目前的解决方法更多是在管理制度上的体现，如工作票的申请、审批，工作现场的标志提示等。这些做法只能起到一定的约束作用，无法从根本上解决问题，所以在变电站设备维护检修时还是会有因人为因素导致的人员伤亡和设备损坏事件发生。

本系统依据物联网的设计理念，结合电力局内部的管理流程和信息化平台，建立一套完整的监控、防范系统，真正做到变电站“安全的”无人值守。

2 变电站集控中心的现状

当变电站内的二次设备需要检修时，工作人员需在内网信息化平台上申请工作票，相关管理部门会进行工作票的审批，保证此次检修的合理性。

在站内检修时，按规定工作人员仅能打开工作票上允许打开的柜门。

此流程存在以下安全隐患：

（1）检修人员能够随意开启保护室内二次屏柜柜门，调试工作中有可能误动开关回路引起开关跳闸，存在严重隐患。

（2）旧站改造工程中，运行中设备的警示及区分不够明确，检修人员可能发生误开运行间隔屏柜的行为。

（3）多项工作同时进行或变电站无人值守时，监控人员不易察觉是否有人为或其他原因（如小动物、外部人员等）导致屏柜开启。

（4）发生电网事故后，事故原因判断方法不够充足，责任追究手段不够严谨。

每年全国都会发生因工作人员疏忽或不按规定进行操作所引发的安全事故，加强管理，借助智能系统来从根本上解决此类问题已变得越来越重要。

3 监测预警系统

监测预警系统结合了门禁、视频监控、总线技术、网络技术等，系统结构框图如下图3.1所示。

该预警系统主要分为以下六个部分：

3.1 柜门状态监测

监测柜门的开启或关闭状态，通过总线将状态信号发送到监控平台。

该模块负责接收柜门监测装置发出的柜门状态信号，当开启的柜门有检修工单号时，系统仅记录下此次柜门开启的时间信息；当开启的柜门没有检修工单号时，系统将此次柜门开启视为一次异常事件，将向相关终端发出报警信息，并记录下此次操作过程。

工作流程如下图3.2所示。

3.2 监控平台

显示并记录柜门的开启或关闭状态，与工作人员录入的工单号建立链接并记入数据库；对柜门的异常开启发出报警，并将报警信息传送至相应的终端；记录工作人员通过门禁进入变电站的信息；提供视频监控功能。

3.3 应用终端

可通过GSM/3G短信的方式接收监控平台发出的报警信息或通过上网的方式查看系统相关信息。

3.4 门禁

通过输入密码的方式判断相关人员是否有进入变电站的权限。

该模块与门禁机（含密码输入功能）通信，记录通过门禁机进入变电站的员工工号、进入时间，提供各种信息查询方式和打印功能。

3.5 视频监控

可通过该模块查看实时视频图像，抓拍进入变电站的人员图像，可根据进入变电站的时间回看相关视频信息。

3.6 网络传输

提供各种数据的传输通道。

3.6.1 总线网络

柜门开启或关闭的状态信息通过485总线网络发送到监控平台。

3.6.2 内部局域网

门禁和视频监控（抓拍）都可借助于变电站内部的局域网，一路视频监控所占带宽为2Mb左右，门禁数据对带宽的影响可忽略不计。

3.6.3 公网

利用GSM/3G网络，监控平台可发送短消息给手机终端；

利用GSM/3G或互联网网络，手机终端或PC终端可访问监控平台的服务。

4 系统功能及解决的问题

4.1 柜门状态监测及报警功能

4.1.1 柜门状态监测

可以根据柜门内的探测设备，判断柜门的开启和关闭状态，并用图形化的方式显示出来。

探测设备通过485总线方式将状态信号送出，可根据总线寻址确定状态信号所对应的柜门信息。

实现工单号的编辑或分发接收功能，能够通过对工单号的解析，判断柜门的状态是否异常。

4.1.2 报警

当系统判断柜门的开启状态为异常时，需要进行如下动作：

通过声音报警设备发出语音报警信号；

将报警信息存入数据库，以便后期查询；

通过短信发送设备向指定的手机终端发送报警信息；

通过局域网或专网向指定的终端发送报警信息。

解决的问题：此功能能有效防止因工作人员疏忽或其它异常开启柜门的情况，一旦系统监测到柜门的异常打开，将用声光报警的方式告知工作人员，避免进一步发生事故的可能性。

4.2 信息服务及数据分析功能

建立C/S或B/S架构的信息服务端，手机终端或PC终端可通过专网或公网对服务端进行访问，获取包括柜门状态、报警信息、门禁信息、图片、视频及报表等系统数据。

该信息服务建立在数据安全通道的基础之上，保证系统的安全性和可靠性。

解决问题：为相关人员进行日常管理和事故处理时提供充足的数据信息，为日常管理的改进和安全事故的处理提供依据。

4.3 门禁功能

员工进入变电站需经过门禁系统，员工通过密码的方式进行验证，如果通过验证，系统会记录下员工的工号、进入时间、抓拍图片等信息；如果没有通过验证，系统会记录下此次异常信息，并保存相关视频。

解决的问题：阻止非工作人员和没有工作任务的人员进入变电站集控中心，减少发生安全事故的可能性。

4.4 视频监控功能

监控平台软件提供实时视频播放和录像回放功能，用户可以通过列表或布局图的方式选择需要查看的摄像机。

解决的问题：当发生事故时，可以通过视频信息追查事故发生的具体情况，进行事故原因的分析。

5 结束语

在任何一个行业中，安全生产是重中之重，由于安全事故带来的损失和影响是无法估量的，借助于目前信息技术的飞速发展，利用智能化系统提升企业的安全生产能力是未来的发展方向。

作者简介

王鹏，男，工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化。

作者单位

重庆市电力公司綦南供电局 重庆市 401420