玉贤500KV变电站智能辅助系统建设方案

1、玉贤500kV变电站智能辅助系统建设方案武汉康恒电力技术有限公司一、预期目标2009年7月，国家电网公司明确提出，自2010年起将在国家电网公司范围内全面推广实施状态检修，推广应用智能设备和技术，实现电网安全在线预警和设备智能化监控。目前，湖北输变电运检公司所辖变电站均应用了视频监控系统、安全防范系统、火灾报警及消防系统、采暖通风系统、空调系统、SF6气体泄漏在线监测、环境监控系统等各类在线监测系统，积累了丰富的运行经验和管理经验。随着智能电网发展的逐步推进，势必要对各分散的在线监测系统进行整合，并进一步探索变电站状态信息的采集方式，全面收集变电站非电量信息，将各类信息集成在一个平台上，形成对

2、变电站设备状态信息的全面收集和展现，提高对变电站状态信息的综合判断力，进一步深化变电设备管理和状态检修工作。本方案拟运用嵌入式软件技术、数据库技术、采集控制技术、视频技术、组态技术、传感技术、IEC61850规约技术、激光检测技术、网络通信技术、无线传输技术开发一套变电站智能辅助系统，该平台将视频监控系统、安全防范系统、火灾报警及消防系统、采暖通风系统、空调系统、环境监控系统等各独立辅助系统数据和功能整合起来，实现信息共享和互动；通过对站内烟雾、温度、湿度、红外、图像等传感器以及开关、设备状态标志等进行综合判断，采用图像处理、模式识别等技术并联动其它设备进行智能处理，为电网安全生产指挥提供数字

3、化操作平台，实现视频监控和监测数据的联动，当任何一个子系统发生异常报警时，变电站智能辅助系统除发出报警信号外，还自动调用就近的摄像头对准报警位置、自动录像。在实现实时监控的同时，能对变电站状态进行基本判断；为公司领导、生产管理、检修、运行等各类人员分析判断变电站综合状态提供依据和平台。变电站智能辅助系统的设计不仅要满足人工巡视达到的效果，而且还要弥补人工巡视的盲区，提供更科学的判断依据。一是要实现变电站设备视频与设备在线监测、离线试验数据、保护信息的图数联动，达到从设备外观到内部状态的全景化监控；二是当有保护报警时摄像头应能自动切至该设备进行录像，同时传送报警信息；三是巡视画面下方显示设备正常

4、状态时图像信息，便于值班员进行比对；四是要支持多样化的巡视模式，可以采用自动或手动方式开展正常巡视、夜间巡视和特殊巡视，并可自由控制巡视速度和进度；五是公司领导、业务主管部门和工区人员可以随时应用该系统监测设备状态、开展现场勘查和安全监督等；六是软件功能要齐全、运行流畅，流程设计和系统权限设置符合安全管理和变电运行管理要求。二、方案设计原则：1、在线监测系统安装原则：充分利用现有各种在线监测技术，对设备运行状态进行全面监视。2、辅助系统实施原则：考虑值班员远程操控方便，将保护小室、配电室等改造成智能门禁系统，对空调、灯光、排风扇等进行远程控制改造。3、已有系统接入：将现有保护、直流、防火防盗、

5、变压器油色谱系统数据接入变电站智能辅助系统。4、软件系统开发：开发一套变电站智能辅助系统，系统功能模块如下：功能模块子模块功能介绍系统维护用户组织模块对用户组织、应用模块、人员使用权限进行管理。应用模块管理权限管理巡视模块预置点维护软件的核心功能模块，对变电站巡视、报警模式进行设置，开展巡视并记录等。巡视策略维护智能巡视手工巡视预置点优先级维护记录查询预置位图片关联维护报警设计在线监测实时监测数据供检修人员查看在线监测实时监测数据、历史记录、趋势图和报警记录。 在线监测数据趋势图在线监测报警记录在线监测历史记录PMS数据采集PMS数据从PMS采集设备试验数据，更全面的收集设备状态信息，一是验证

6、在线监测数据的准确性，二是利用在线和离线数据的变化量来辅助判断设备状态。数据比对曲线智能分析设备状态维护对针对某设备的各类数据和记录进行统计、比对，形成该设备状态的分析报告。报表管理设备台账变电站对变电站、设备间隔、 设备类型、硬盘录像机和通道进行管理。三、系统主要功能智能辅助系统软件在局域网内以WEB形式发布，公司领导、管理人员、检修和运行人员均可应用该系统进行工作。（一）变电站巡视变电站值班员应用该软件对设备进行全面巡视，不仅可以远方控制摄像头，监视设备外观，而且在监控设备外观的同时，该设备的在线监测数据、离线试验数据、保护信息及设备正常运行状态下的图片同时自动跟踪显示。通过设备外观监控可

7、以判断设备当前运行情况，通过各类数据可以判断设备的健康状态，实现对设备从外观到内部健康的全景化巡视。根据值班员的巡视要求、巡视路线，将预置位进行串联成不同的轮巡策略，满足值班员正常巡视、特殊巡视、全面巡视、夜间巡视的要求。并对现场收集的数据和信息进行及时、准确、科学的分析，使各级生产管理人员能够直观及时的掌握变电站各类设备的运行工况，及时发现和处理设备运行中出现的异常、缺陷和其他安全隐患，确保电网设备安全、可靠、稳定运行，实现变电站管理工作的规范化、集约化、科学化。（二）设备状态监测和辅助判断生产管理人员及检修人员应用该软件远方随时查看变电站现场实况、设备的在线监测数据和离线试验数据，并进行比

8、对分析，对设备状态进行更准确的判断，为开展状态检修提供有效支撑。四、设备清单及初步预算：类别 安装内容 安装位置 数量 价格（万元）视频监控摄像头 室外151台 其中：微型摄像机70台，高速球机81台285室内63台高速球机辅助远程控制开启系统照明控制装置 所有照明控制22套空调 保护室 控制8台 排风扇 室内 控制14台 门禁控制保护小室7个门禁在线监测 容性设备绝缘在线监测系统500kV 12组设备（36只传感器 ）70.25220kV 18组设备（54只传感器 ）红外云台测温系统220kV设备区 5台红外成像仪 200万500kV设备区3台红外成像仪 变压器油色谱在线监测已安装，只需要将

9、数据接入5变压器铁芯电流2台主变6只传感器8.7避雷器在线监测 500kV设备去 5组设备（15个传感器）25.35220kV设备区8组设备（24个传感器）交流电源在线监测系统交流配电室1套在线监测系统5直流在线监测系统已安装协议转换器1台 5环境监测系统室外设备区10室内空气温湿度监测系统500kV保护小室2个保护小室（2个温湿度传感器）2.4220kV保护小室3个保护小室（3个温湿度传感器）35kV保护小室 1个保护小室（1台空气质量传感器）交流配电室2个交流配电室（2个温湿度传感器）保护信息管理系统 保护信息管理机保护室1台5防火墙 1台变电站安全防范系统防火防盗系统电子脉冲围栏1套5消

10、防系统软件智能辅助系统软件1套30控制屏2个2施工费用15项目合计：673.7附件：500kV颍州变电站智能辅助系统具体实施内容 二一一年五月三日附件：500kV颍州变电站智能辅助系统具体实施内容1 视频监控系统具体实施内容：1.1布点原则：通过摄像头能够清楚的看到变电站各类主要设备的运行参数，如开关位置信号、仪器仪表的指针读数、主变的油位以及环境等等。摄像机按照其主要用途分为设备摄像机和环境摄像机。设备摄像机：主要用于设备的运行状况及参数的监控及巡视。环境摄像机：主要用于站内及保护室、交流配电室的整体环境监控，辅助进行设备的监控。1.2安装位置：结合现场考察，初步方案定制如下：1.2.1室外

11、设备区：1.2.1.1 监视设备的摄像机（1）500kV设备区设备摄像机（共37台）500kV设备区的设备摄像机主要用于监控开关压力及流变压力和流变油位。用于监控开关压力的摄像机共21台微型摄像机，监视方式有两种：第一种用于监控5011开关压力的摄像机为3台微型摄像机，安装在B相开关机械位置侧用于监视C相开关压力，安装在A相机械位置侧用于监视B相开关压力，安装在保护小室屋顶上用于监视A相开关压力。（安装3台微型摄像机）5011开关示意图摄像机安装位置开关压力表BC相摄像头安装位置示意图开关压力表第二种是在开关压力表前端开关的支架处安装支架加摄像机，用于监视开关压力如5012、5013、5022

12、、5023、5032、5033开关（共安装18台微型摄像机） 用于监视流变SF6压力的方法是，在流变压力表前端打孔立支架安装微型摄像机用于监视流变压力5012、5013开关流变（共安装6台微型摄像机）在图上位置打孔立支架，安装微型摄像头监视压力表 用于监视流变油位的安装方法是在流变对面的龙门架上安装高速球机，监视流变油位，5011、5022、5023、5032、5033开关流变（共安装10台高速球机）在图上安装高速球机用于监视流变油位500kV设备区共安装37台摄像机 ，其中微型摄像机27台，高速球机10台。（2）、220kV设备区设备摄像机（共63台摄像机）主要用于监视开关压力，液压压力、流

13、变油位、流变压力。其中监视开关压力摄像机有四种：第一种是在开关有SF6和液压两个压力表，在开关间隔的西北侧立杆，用于监视开关压力表，在东北侧支撑母线的支柱上安装高速球机用于监视开关液压压力。2760、2758、2700、2751、2756、2757、2759、4734开关压力（共16台高速球机）图上位置安装高速球机，监视开关液压压力开关液压压力表开关压力表图上位置立杆，安装高速球机，监视开关压力第二种是在开关机构上打孔，每相安装1台微型摄像机，用于监视开关压力。2761、2800、4730、4731、4732、2200、2750、4733开关压力表处的各相支架上安装1台微型摄像机（共=24台微

14、型摄像机）图上位置立支架安装微型摄像机用于监视开关压力表第三种是在开关压力表对面两侧的支柱上各安装微型摄像机，用于监视开关压力，2701、2702开关，共4台微型摄像机图上位置安装微型摄像机第四种是安装在对面龙门架上的2200、2100共2台高速球机监视流变压力的有三种：第一种是在保护小室屋顶上安装高速球机的监视流变压力。4733开关，共1台第二种是安装在压力表对面的，2100流变3台微型摄像机第三种是在流变压力表斜对面侧立杆查看流变压力，4730、4760、2759、2761共4台高速球机。此处立杆，安装高速球机流变压力表监视流变油位的有两种：第一种是在保护小室屋顶上安装高速球机监视开关流变

15、油位，2757、4734、2702、2758、2760，共4台高速球机立支架安装高速球机第二种是在龙门架上安装高速球机监视流变油位2700、2751、2756、2701、2750、2759共5台高速球机。安装高速球机共63台摄像机，其中：微型摄像机31台，高速球机32台（3）35kV设备区设备摄像机（22台摄像机）主要用于监视开关压力、流变油位、压变油位 用于监视开关压力的主要有两种方式：第一种是在开关对面流变B相流变处安装微型摄像机，监视开关压力313、312、311、310、321、320、322、3510、3520（共9台微型摄像机）安装微型摄像机第二种是在隔壁设备的C相安装微型摄像机。

16、安装微型摄像机 监视流变、压变油位的有两种方式：第一种是在设备间隔处的龙门架上安装高速球机监视流变油位，如321、320共2台高速球机。安装高速球机第二种是在对应流变斜对面处立杆安装高速球机监视流变及压变油位，如313、312、311、310、3510、322、3520流变油位及#2主变汇流母线压变油位(共7台高速球机)流变油位立杆，安装高速球机共22台摄像机，其中：微型摄像机11台，高速球机11台（4）主变设备区设备摄像机（共12台）安装高速球机安装高速球机安装高速球机室外监视设备的摄像机共135台摄像机，其中微型摄像机70台，高速球机65台。1.2.1.2室外监视环境摄像机均安装在龙门架上

17、（共16台高速球机）1.2.2室内设备区1.2.2.1 监视设备的摄像机（51台高速球机）有两种监视方式，第一种是在设备对面的墙上安装高速球机安装高速球机一种是在房顶上安装吊杆监视设备安装吊杆加高速球机1.2.2.2监视室内环境的（共12台高速球机）进门处安装高速球机以上视频的具体安装位置，见附表1，视频摄像图分布图见附图1。2 在线监测系统具体实施内容：2.1 容性设备绝缘在线监测系统：颍州变未安装容性设备绝缘在线监测系统，容性设备绝缘在线监测系统通过监测220kV及以上变电站内电气一次设备（如电流互感器、电压互感器）的末屏泄漏电流，经分析计算后得到设备运行状态下的等值电容及其变化率、介质损

18、耗。此次共有40路需要安装，详细清单见附表1。2.2红外云台测温系统颍州变安装8台红外成像仪，通过远方控制监测设备的运行温度变化情况。通过对监测平台参数的设定，自动监测设备温度，并将监测数据及红外图像自动进行保存。此项技术已在其他变电站成熟应用。安装位置：详细见附表1如下图所示。红外成像仪安装位置2.3 变压器油色谱在线监测颍州变变压器油色谱系统已安装，只需将数据接入即可。2.4 避雷器在线监测在颍州变13组避雷器安装绝缘在线监测装置，并将避雷器动作次数数据接入该装置。2.5 环境监测系统监测室外设备区空气温湿度、风速、雨量等参数。2.6 室内空气温湿度在线监测系统监测保护小室、交流配电室内的

19、空气温度、湿度、超标时报警。2.7 直流系统在线监测颍州变直流在线监测系统已安装，只需将数据接入即可2.8 交流电源系统在线监测在颍州变站用电屏安装在线监测系统，实现对颍州所有变电站交流设备的实时监测。检测所用电系统的电压、电流，并对所用电馈线回路的运行状况进行检测，及时做出判断。颍州加装交流电源在线监测装置一套，协议转换器1套。2.9 变压器铁芯电流在线监测在颍州变2台主变上安装6只传感器，监测变压器铁芯电流。3 辅助设备远程监控开启系统3.1 远方实现对站内保护小室湿度、温度监控，并能设定报警值，及时报警。3.2 远程手动启停变电站内的空调、除湿机、抽风机、灯光。3.3 分路启停变电站内的

20、灯光照明，满足巡视要求。（详细列表见附表1）3.4 将颍州变设备区内的保护小室及交流配电室的门改造为门禁管理系统，并接入智能辅助系统。4 变电站安全防范子系统颍州变已安装电子脉冲围栏及防火系统，需要将此信息接至智能辅助统一平台，并能够联动摄像头，自动旋转自报警设定位置，并进行自动录像。远方要求能够手动复归防盗及消防的报警信号。5 保护信息管理系统二次保护远方查询、定值调整、故障报告已在部分220kV变电站实施，可将此项技术利用于颍州变电站智能辅助系统。便于故障报告查询，定值核对等。6 智能辅助系统软件将上述系统整合，开发智能辅助系统软件1套。安装智能辅助系统屏柜2个。附图1 500kV颍州变摄

21、像头分布图附表1 500kV颍州变智能辅助系统设备清单序号系统类型设备安装位置作用设备清单1工业级视频监控系统室外监控设备500kV设备区1、5012、5013、5022、5023、5032、5033开关各相开关构架打孔安装支架及微型摄像头用于监控开关压力3*6=18台微型摄像机2、5011B相开关（机械位置指示侧）铁支架上打孔立支架安装微型摄像头用于监视5011C相开关压力1台微型摄像机3、5011A相开关（机械位置指示侧）铁支架上打孔立支架安装微型摄像头用于监视5011B相开关压力1台微型摄像机4、500kV#1保护小室北侧屋顶上支架安装微型摄像机用于监视5011开关A相压力1台微型摄像机

22、5、5012开关流变各相构架处安装1台微型摄像机用于监控开关流变压力3台微型摄像机6、5011开关北侧（#1检修电源箱#1保护小室处）龙门架上安装1台球机用于监视5011开关流变油位1台高速球摄像机7、5011开关西北侧龙门架上安装1台高速球机用于监视5011开关流变油位1台高速球摄像机8、5013开关流变3相各安装1台微型摄像机，用于监视各相流变SF6压力值3台微型摄像机9、50222、50231闸刀端子箱东侧龙门架上安装1台球机用于监视5022流变油位1台高速球摄像机10、502367接地闸刀东侧龙门架上安装1台高速球机用于监视5022流变油位1台高速球摄像机11、5023开关东侧龙门架上

23、各安装1台高速球机用于监视5023开关流变油位2台高速球摄像机12、5033开关北侧龙门架上各安装1台球机用于监视5033开关流变油位2台高速球摄像机13、5032开关北侧龙门架上各安装1台球机用于监视5034开关流变油位2台高速球摄像机合计：共 37台摄像机 ，其中微型摄像机27台，高速球机10台220kV设备区1、220kV设备区西北角（第二个）龙门架上安装1台高速球机用于监视2700流变油位1台高速球机2、27513闸刀北侧龙门架上安装1台高速球机用于监视2751、2756流变油位1台高速球机3、#1保护小室北侧墙上安装1台高速球机监视4733流变压力1台高速球机4、#1保护小室南侧屋顶

24、上立支架安装1台高速球机监视2757、4734开关流变油位1台高速球机5、27503闸刀南侧龙门架上安装1台高速球机监视2701流变油位1台高速球机6、27013南侧龙门架上安装1台高速球机监视2750流变油位1台高速球机7、27503C相安装1台高速球机监视4732流变压力1台高速球机8、#2保护室南侧屋顶上立支架安装1台高速球机监视2702流变油位1台高速球机9、2702间隔（流变C相）立杆、4730C相流变处立杆安装高速球机监视4730、4731流变压力2台高速球机10、4730南侧龙门架上安装1台高速球机监视2759流变油位1台高速球机11、#3保护小室南侧屋顶立支架安装1台高速球机监

25、视2758、2760流变油位1台高速球机12、2760开关流变C相处立杆安装1台高速球机监视2800流变压力1台高速球机13、备用间隔A相处立杆安装1台高速球机监视2761流变压力1台高速球机14、2760、2758、2700、2751、2756、2757、2759、4734以上间隔西北侧处（开关端子箱处）立杆，安装1台高速球机、开关东北侧支柱上安装1台高速球机监视开关SF6压力及液压压力2*8=16台高速球机15、2761、2800、4730、4731、4732、2200、2750、4733开关压力表处的各相支架上安装1台微型摄像机监视开关SF6压力3*8=24台微型摄像机16、2702、2

26、701开关在两侧支柱上各安装1台卫星摄像机监视开关SF6压力2*2=4台微型摄像机17、2100开关流变各相支架上安装1台微型摄像机监视流变压力3*1=3台微型摄像机18、二套母差流变操作箱南侧处立杆安装1台高速球机监视2200流变压力1台高速球机19、47321闸刀南侧（I母线标识牌）支柱上安装1台球机监视2100开关压力1台高速球机合计：共63台摄像机，其中：微型摄像机31台，高速球机32台35kV设备区1、313、312、311、310开关流变B相处各安装1台微型摄像机用于监控开关压力4台微型摄像机2、313、312、311、310避雷器北侧处立杆安装高速球机用于监控流变油位4台高速球机

27、3、3510、3520流变B相处安装1微型摄像机用于监视3510开关压力2台微型摄像机4、#1主变A相（汇流母线西侧）立杆并安装1台高速球机用于监视3510流变油位1台高速球机5、310C相铁支架处安装1台微型摄像机用于监视3856开关压力1台微型摄像机6、#0、#1、#2所变处各安装1台球机用于监视所变外观3台高速球机7、321、320、322开关流变B相各安装1台微型摄像机用于监视开关压力3台微型摄像机8、321、320南侧龙门架上安装1台高速球机用于监视流变油位2台高速球机9、322南侧立杆，安装1台高速球机用于监视流变油位1台高速球机10、#2主变与3220之间立杆安装1台高速球机用于

28、监视3520流变油位及#2主变汇流母线压变油位1台微型摄像机合计：共22台摄像机，其中：微型摄像机10台，高速球机11台主变监控#1、#2主变每相主变2台高速球机用于监控主变油温及其他外观2*6=12台高速球机合计：共12台高速球机监控设备的摄像机合计：共134台摄像机，其中微型摄像机69台，高速球机65台监控环境500kV设备区1、500kV东侧靠墙带爬梯龙门架上各安装1台高速球机，北侧靠带爬梯龙门架上安装1台高速球机，南侧带爬梯的龙门架上安装1台高速球机用于监控500kV设备区环境4台高速球机220kV设备区1、220kV设备区西北角（15号）龙门架上安装1台高速球机监视220kV设备区环

29、境1台高速球机2、#1主变中压侧避雷器处龙门架上安装1台高速球机，备用间隔3闸刀南侧龙门架上安装1台球机1台高速球机3、220kV所有1闸刀南北两侧龙门架上各安装1台高速球机，中间两个龙门架上安装2台高速球机6台高速球机35kV设备区#1主变35kV设备区龙门架上各安装1台高速球机用于监控35KV设备区环境4台高速球机合计：共16台高速球机合计：共149台摄像机，其中微型摄像机68台，高速球机81台室内监控设备500kV#1保护小室西侧排需要安装5台高速球形摄像机，东侧排需要安装2台高速球形摄像机用于监视保护屏柜7台高速球机500kV#2保护小室西侧排需要安装6台高速球形摄像机，东侧排需要安装

30、5台高速球形摄像机用于监视保护屏柜11台高速球机220kV#1保护小室第一排屏柜安装3个球机，第二排屏柜安装2个，第三排安装2个用于监视保护屏柜7个高速球机220kV#2保护小室第一排屏柜安装5个球机，第二排屏柜安装4个，第三排安装4个用于监视保护屏柜13个高速球机220kV#3保护小室第一排屏柜安装2个球机，第二排屏柜安装2个，第三排安装1个用于监视保护屏柜5台高速球机35kV保护小室西排需要安装4台高速球机，东排需要安装4台高速球机用于监视保护屏柜8台高速球机合计：51台高速球机监控环境500kV#1保护小室在进门处安装1台高速球机用于监视保护小室环境1台高速球机500kV#2保护小室在进

31、门处安装1台高速球机用于监视保护小室环境1台高速球机220kV#1保护小室安装1台环境用于监视保护小室环境1台高速球机220kV#2保护小室保护小室对角各安装1台环境用于监视保护小室环境2台高速球机220kV#3保护小室进门处安装1台高速球机用于监视保护小室环境1台高速球机35kV#1保护小室进门处安装1台高速球机用于监视保护小室环境1台高速球机35kV#2保护小室进门处安装1台高速球机用于监视保护小室环境1台高速球机35kV设备区交流配电室进门处安装1台高速球机用于监视交流配电室环境1台高速球机#2雨离阀室进门处安装1台高速球机用于监视室内环境1台高速球机#1雨离阀室进门处安装1台高速球机用

32、于监视室内环境1台高速球机控制室内交流配电室进门处安装1台高速球机用于监视室内环境1台高速球机合计：12台高速球机合计：共63台高速球机合计：共：214台摄像机，其中微型摄像机70台，高速球机144台序号系统类型监测类型设备安装位置终端数量传感器数量传感器量程备注2在线监测系统容性设备绝缘在线监测系统#2主变5022流变 13200mA汤颖线5032流变13200mA汤颖线5033流变13200mA#2主变5023流变13200mA#1主变5011流变 13200mA颍阜线2750流变 1350mA#1主变2701流变1350mA颍程线4734流变1350mA备用蒙城线流变1350mA母联27

33、00流变1350mA涡颍线2751流变1350mA颍阜线2759流变1350mA颍太线2756流变1350mA颍太线2757流变1350mA颍邢线2758流变1350mA颍邢线2760流变1350mA#1主变500kV压变131000mA#2主变500kV压变131000mA500kV段母线压变131000mA500kV段母线压变131000mA220kVA母线压变13500mA220kVA母线压变13500mA220kVIB母线压变13500mA220kVB母线压变13500mA汤颖线5353压变111000mA汤州线5354压变121000mA颍阜2750线路A相压变11500mA涡颍2751线路A相压变11500mA颍太2756线路A相压变11500mA颍太2757线路A相压变11500mA颍邢2758线路A相压变11500mA颍阜2759线路A相压变11500m