背景

在智能變電站中，輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)在無人值守應(yīng)用中十分重要，為智能變電站提供視頻監(jiān)控、消防、安防等作用，同時在統(tǒng)一平臺的應(yīng)用下實現(xiàn)多個系統(tǒng)的多重聯(lián)動，完善智能變電站的高級應(yīng)用。當(dāng)下無論是國內(nèi)還是國外，在智能變電站的輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)領(lǐng)域的研究十分廣泛，并不斷為之提供更多的系統(tǒng)性功能，促進(jìn)智能變電站的信息一體化發(fā)展。

輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的功能分層結(jié)構(gòu)分析

變電站的輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)離不開物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，其功能分層，可分為應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層以及感知層，這個結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于可以減少上層服務(wù)器在處理數(shù)據(jù)中的壓力，同時針對光纖線纜絕緣性能差的現(xiàn)象，應(yīng)用無線通訊技術(shù)可以很好地改善這些缺點。

其中的應(yīng)用層需要對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行收集與記錄，同時結(jié)合操作人員所發(fā)布的指令進(jìn)行響應(yīng)，實現(xiàn)控制感知層設(shè)備的功能，促進(jìn)變電站整體自動化水平的有效提升。此外，在遠(yuǎn)程控制終端應(yīng)用下，利用電網(wǎng)局域網(wǎng)來完成遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，結(jié)合數(shù)據(jù)庫來存儲相關(guān)的監(jiān)控數(shù)據(jù)，具備豐富多樣的查詢管理功能。

網(wǎng)絡(luò)層主要由無線通訊與遠(yuǎn)程控制終端通訊功能所組成，利用智能控制器的控制指令發(fā)送來完成感知層設(shè)備與本地監(jiān)控主機的信息交互功能，此時還可以利用串口來將開關(guān)信息與模擬量數(shù)據(jù)發(fā)送至本地監(jiān)控主機當(dāng)中。值得注意的是，在網(wǎng)絡(luò)層中需要確保無線通訊方式的穩(wěn)定性。

在感知層中，應(yīng)用溫度濕度的采集設(shè)備以及照明開關(guān)、門禁鎖等設(shè)備，溫度濕度采集設(shè)備中的傳感器可以及時獲取溫度濕度信息，同時傳輸至網(wǎng)絡(luò)層中，而照明開關(guān)與門禁鎖等設(shè)備可以達(dá)到依據(jù)指令來提供照明、開關(guān)閉合功能，感知層是整個輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，也是最為重要的層次結(jié)構(gòu)。

變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)主要功能

序號	子系統(tǒng)及設(shè)備	實現(xiàn)功能
一	環(huán)境監(jiān)測
1	溫濕度傳感器	監(jiān)測環(huán)境溫度、濕度
2	SF6&O2傳感器	監(jiān)測六氟化硫、氧氣濃度
3	水位傳感器	監(jiān)測水位值
4	漏水傳感器	監(jiān)測環(huán)境的漏水情況
5	臭氧傳感器	監(jiān)測臭氧濃度
6	甲烷傳感器	監(jiān)測甲烷濃度
二	設(shè)備控制
1	智能空調(diào)控制	監(jiān)測空調(diào)的運行狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制開機、關(guān)機操作等
2	除濕機監(jiān)測	監(jiān)測除濕機的運行狀態(tài)，環(huán)境濕度值，以及遠(yuǎn)程控制開關(guān)機等
3	風(fēng)機控制	通過溫度值自動聯(lián)動控制風(fēng)機的啟停
4	水泵控制	通過水位值自動聯(lián)動控制水泵的啟停
5	照明控制	監(jiān)控?zé)艄庹彰鳡顟B(tài)、遠(yuǎn)程控制燈光照明
6	新風(fēng)機控制	監(jiān)測新風(fēng)機運行狀態(tài)，自動聯(lián)動新風(fēng)機啟停
三	安全監(jiān)測
1	煙霧傳感器	監(jiān)測環(huán)境煙感狀態(tài)
2	紅外傳感器	監(jiān)測環(huán)境的人員出入狀態(tài)
3	溫感傳感器	監(jiān)測環(huán)境的火警狀態(tài)
4	明火傳感器	監(jiān)測環(huán)境的明火狀態(tài)
5	門禁監(jiān)控	監(jiān)控門禁人員出入記錄，可支持刷卡、密碼、指紋、人臉等多方式，支持遠(yuǎn)程開關(guān)門
6	消防監(jiān)測	監(jiān)測消防報警輸出干接點
四	視頻監(jiān)控
1	槍機攝像機	通過視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境情況
2	半球攝像機	通過視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境情況
3	球機攝像機	通過視頻圖像監(jiān)控現(xiàn)場環(huán)境情況，可進(jìn)行云臺控制
4	NVR設(shè)備	對視頻錄像進(jìn)行存儲和轉(zhuǎn)發(fā)
5	硬盤	對視頻錄像進(jìn)行存儲

變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)配置原則

火災(zāi)消防子系統(tǒng)配置原則如下：

（1）根據(jù)探測區(qū)域及區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備特點，變電站配置不同原理和類型 的火災(zāi)探測器。

（2）各房間及預(yù)制艙配置點型感溫感煙火災(zāi)探測器或吸氣式感煙探測器。

（3）蓄電池室配置防爆感煙火災(zāi)探測器。 有設(shè)備運行溫度要求的區(qū)域，如變壓器室、電纜夾層、電纜豎井、室外主變、室外高抗等區(qū)域，配置纜式線型定溫火災(zāi)探測器。

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安全防衛(wèi)子系統(tǒng)配置原則如下：

（1）變電站配置 1 套安防監(jiān)控終端。

（2）變電站圍墻配置電子圍欄，大門入口宜配置紅外對射探測器用于周 界安防。

（3）各設(shè)備室對外門窗處可配置紅外雙鑒探測器用于非法入侵監(jiān)測。

（4）大門入口及非常開門的主要設(shè)備室配置門禁。

（5）變電站大門入口設(shè)置門鈴。

（6）對于有人值班變電站的監(jiān)控室，配置緊急報警按鈕。

（7）對于需要遠(yuǎn)傳報警信息至報警中心的變電站，可在變電站門衛(wèi)室配置 1 臺防盜報警控制器。

安全防衛(wèi)設(shè)備配置說明

（1）安防監(jiān)控終端

安防監(jiān)控終端與子系統(tǒng)其他設(shè)備統(tǒng)籌組柜，布置于二次設(shè)備室。

（2）電子圍欄

1) 圍墻四周采用電子圍欄布防時，每個防區(qū)長度不宜大于 100m。電子圍欄 采用四線制或六線制；

2) 電子圍欄主機在戶外安裝時，外殼防護等級為 IP32。

（3）紅外對射探測器

在變電站大門上方宜配置 1～2 對紅外對射探測器，用于大門處防入侵探測。

（4）紅外雙鑒探測器

1) 監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開關(guān)室等出入口配置紅外雙鑒探測器；

2) 針對部分有長走廊的開關(guān)室、GIS 室宜配置長距離紅外雙鑒探測器。

（5）門禁

在變電站大門、監(jiān)控室、二次設(shè)備室、開關(guān)室、GIS 室、電容器室、蓄電 池室設(shè)置門禁，宜在其它小室設(shè)置門禁。

（6）門鈴 變電站大門入口宜設(shè)置門鈴。

（7）緊急報警按鈕

220kV 以上電壓等級變電站配置 1 個緊急報警按鈕，220kV 及以下電壓等 級變電站宜配置 1 個緊急報警按鈕。

（8）聲光報警器 監(jiān)控室及圍墻四周配置聲光報警器，二次設(shè)備室、開關(guān)室、GIS 室宜配置

聲光報警器。

動環(huán)子系統(tǒng)配置原則如下：

（1）變電站配置 1 套動環(huán)監(jiān)控終端，布置于二次設(shè)備室。

（2）主要一次設(shè)備室、二次設(shè)備室及預(yù)制艙配置溫濕度傳感器。

（3）存在絕緣氣體泄露隱患的設(shè)備室配置絕緣氣體泄露監(jiān)測傳感器。

（4）電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)域宜配置水浸傳感器，集水井配 置水位傳感器。

（5）各變電站主控樓樓頂宜配置 1 套一體化微氣象傳感器，采集室外溫度、 濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)。

（6）有燈光補充需求的站內(nèi)場地配置輔助燈光。

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動環(huán)子系統(tǒng)設(shè)備配置說明

設(shè)計時需考慮其經(jīng)濟性進(jìn)行點位、數(shù)量的優(yōu)化布置。

（1）電科恒鈦HT500變配電輔助監(jiān)控裝置 小型壁掛式變配電輔助監(jiān)控裝置宜按設(shè)備區(qū)域進(jìn)行配置，每個設(shè)備區(qū)域（室）宜各

配置 1 臺；集中式動環(huán)監(jiān)控終端宜變電站進(jìn)行配置，每個變電站至少配置 1 臺， 布置于輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)屏柜內(nèi)。

（2）溫濕度傳感器

控制室、二次設(shè)備室、GIS 室、蓄電池室以及獨立通信機房等重要設(shè)備間宜 配置溫濕度傳感器。當(dāng)房間面積小于 80 平方米時，每個房間宜配置 1～2 臺溫濕 度傳感器；當(dāng)房間面積大于 80 平方米時，每個房間宜配置 2 臺及以上溫濕度傳 感器。

（3）照明控制器

戶外配電裝置場區(qū)以及控制室、 二次設(shè)備室、 蓄電池室等重要二次設(shè)備房 間配置照明控制器，照明控制器的數(shù)量根據(jù)實際所控制的照明燈具的數(shù)量確 定。

（4）輔助燈光 戶外場地有燈光補充需求的攝像頭配置輔助燈光。

（5）漏水傳感器 二次設(shè)備室、開關(guān)室及獨立通信機房等重要設(shè)備房間地面可配置漏水傳感器。

（6）水位傳感器

每個集水井配置 1 臺水位傳感器。

（7）水浸傳感器 變電站電纜層、室外電纜溝等電纜集中區(qū)域宜配置水浸傳感器。水浸傳感器

一般布置于電纜溝易于積水處。電纜溝內(nèi)每 60 米或每段配置 1 臺。

（8）微氣象傳感器

每個變電站主控樓樓頂配置 1 套一體化的微氣象傳感器，采集室外溫度、 濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、雨量等數(shù)據(jù)信息。

（9）空調(diào)控制器 安裝在空調(diào)內(nèi)部，每一臺空調(diào)配置 1 個。

（10）風(fēng)機控制器 安裝在風(fēng)機控制箱，每一個風(fēng)機控制箱配置 1 個。

（11）水泵控制器 安裝在水泵控制箱，每臺水泵配置 1 個。

（12）SF6 傳感器

GIS 室、SF6 斷路器開關(guān)柜室等存在 SF6 泄露隱患的設(shè)備室配置 SF6 泄露傳感器。每間隔配置 1 臺。

智能鎖控子系統(tǒng)框架圖 鎖具布置符合以下布置原則：

（1）220kV 及以下等級變電站：

1) 一臺鎖控控制器、兩把電子鑰匙集中部署，并配置一把備用機械緊急解 鎖鑰匙；

2) 鎖具部署在全站屏柜門鎖、箱門鎖、爬梯門鎖、圍欄門鎖（不含防止電 氣誤操作的鎖具），消防小室門、水泵房門等需要常開的場合，無需部署鎖具。

（2）220kV 以上等級變電站：

1) 一臺鎖控控制器、四把電子鑰匙集中部署，并配置一把備用緊急解鎖鑰 匙；

2) 鎖具部署在全站屏柜門鎖、箱門鎖、爬梯門鎖、圍欄門鎖（不含防止電氣誤操作的鎖具），消防小室門、水泵房門等需要常開的場合，無需部署鎖具。

智能巡視子系統(tǒng)攝像機配置原則如下：

（1）攝像機布置滿足變電站安全防范、設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)視及設(shè)備智能巡 視的要求。

（2）站區(qū)大門、站內(nèi)場地、戶外設(shè)備區(qū)、各房間及預(yù)制艙均安裝球形攝 像機，戶外設(shè)備區(qū)可安裝云臺攝像機，對變電站進(jìn)行常規(guī)監(jiān)視，兼顧環(huán)境狀態(tài)、 人員行為及設(shè)備狀態(tài)分析。

（3）變壓器、高抗等重要一次設(shè)備區(qū)域宜配置高清固定攝像機、紅外熱成 像攝像機、聲紋監(jiān)測裝置等，滿足遠(yuǎn)程在線巡視的布點需求。

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變電站輔助設(shè)備智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備布置說明

1 綜合用服務(wù)器、智能巡視主機分別組柜布置于二次設(shè)備室或計算機室。

2 在線監(jiān)測終端宜就近安裝在間隔內(nèi)智能控制柜內(nèi)。無就地智能控制柜的單獨 組柜，就地布置于配電設(shè)備所屬場區(qū)。

3 火災(zāi)報警控制器和消防聯(lián)動控制器設(shè)置在有人值班的場所，如警衛(wèi)室、消 防控制室。如無警衛(wèi)室、消防控制室，則設(shè)置于主控室。

4 點型火災(zāi)探測器吸頂安裝于戶內(nèi)屋面。

5 線型紅外光束感煙探測器安裝于戶內(nèi)墻壁，頂棚高度不大于 5m 時，探測器 的紅外光束軸線距離頂棚的垂直距離為 0.3m；當(dāng)頂棚高度為 10m-20m 時，光束 軸線距離頂棚的垂直距離可為 1.0m。

6 纜式線型定溫火災(zāi)探測器纏繞變壓器、高壓電纜等設(shè)備布置。

7 安防監(jiān)控終端、動環(huán)監(jiān)控終端等根據(jù)需要可布置于匯控箱或輔助設(shè)備二次屏 柜內(nèi)。

8 電子圍欄宜采用圍墻壁頂部支架安裝方式，電子圍欄主機可選擇在變電站圍 墻壁裝或場地內(nèi)落地安裝。

9 防盜報警控制器和緊急報警按鈕布置在有人值班的場所，如警衛(wèi)室或主控 室。

10 門禁采用壁掛安裝，安裝高度距地面 1.3-1.5 m；門禁控制器宜組柜安裝。

11 紅外對射探測器安裝在大門兩側(cè)圍墻頂部，其紅外對射射線的高度高 于大門頂部，高度差宜為 120mm±10mm。

12 紅外雙鑒探測器宜安裝在設(shè)備室門上方的墻壁上，其底部距門頂部的距離 宜大于 0.2m，其側(cè)面距門側(cè)的距離宜為 0.2m。

13 溫濕度傳感器壁掛安裝，安裝高度距地面 1.3-1.5m。

14 SF6/O2 傳感器落地安裝于 GIS 設(shè)備下方地面。

15 水位傳感器安裝離集水井墻壁 10cm 處，深度與集水井深度一致。

16 水浸傳感器安裝電纜溝易積水位置的地面上。

17 漏水傳感器安裝于易漏水區(qū)域的地面。

18 微氣象傳感器安裝于變電站屋頂處。

19 照明控制器（燈控）宜安裝在各個房間出入口的附近，壁裝高度 1.3-1.5m， 替換傳統(tǒng)燈控面板。

20 輔助燈光立桿安裝在變電站圍墻四角安裝,高度隨攝像頭立桿高度確定。

21 鎖控監(jiān)控終端、電子鑰匙宜集中部署于變電站主控室操作臺；鎖具安裝于 屏、柜、箱等。

22 槍型固定攝像機一般采用壁裝，安裝高度隨監(jiān)視范圍確定。

23 球形攝像機：戶外配電裝置區(qū)域宜采用立桿安裝，也可布置在建筑物的外 墻，布置滿足戶外配電裝置帶電距離的要求。戶內(nèi)宜采用壁裝、吸頂安裝或吊 裝安裝方式。戶外安裝高度宜在 3.5-4 米，戶內(nèi)安裝高度隨建筑高度保護，離屋 頂 0.5～1 米。

24 云臺攝像機，戶外配電裝置區(qū)域宜采用立桿安裝，戶內(nèi)宜采用壁裝；戶外 安裝高度宜在 3.5-4 米，戶內(nèi)安裝高度隨建筑高度保護，離屋頂 0.5～1 米。

25全景攝像機宜布置于站內(nèi)圍墻或建筑視野開闊的高處。

26 攝像機安裝方式安全可靠，安裝位置滿足帶電作業(yè)安全距離要求，并 采取防雷擊損壞措施。