10kV變電所一體化運(yùn)維管理研究
安科瑞 王晶淼
摘要：變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在各級(jí)電網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。它在整個(gè)電網(wǎng)中發(fā)揮著電能的傳輸和分配作用。因此變電站的運(yùn)行維護(hù)以及管理工作好壞在很大程度上影響了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)和人們的生產(chǎn)生活有著很大的影響。安科瑞推出變電所運(yùn)維云平臺(tái)，關(guān)注解決智能運(yùn)維相關(guān)難題,運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù),開(kāi)發(fā)了一套對(duì)變配電站進(jìn)行智能化運(yùn)維管理的系統(tǒng)，其對(duì)變配電站的電氣設(shè)備、環(huán)境狀況進(jìn)行不間斷的智能監(jiān)控與故障預(yù)警，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程管理、用能分析、運(yùn)維調(diào)度、聯(lián)動(dòng)控制和月度報(bào)告等功能，為用戶提供變配電站智能化運(yùn)維管理系統(tǒng)方案。
關(guān)鍵詞：變電站管理；安全管理；智能運(yùn)維；云平臺(tái)；二次設(shè)備
1引言
近些年伴隨信息化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，10kV 配電系 統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值也在不斷提高，在一體化運(yùn)維工作方面的 普及程度以及應(yīng)用重要性也隨之提升。在一體化運(yùn)維工作當(dāng)中，合理應(yīng)用自動(dòng)化系統(tǒng)不僅可以提高運(yùn)維的工作效率，同時(shí)還能提高信息記錄的功能，這也是顯著節(jié)省人力成本，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備在線運(yùn)維，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備存在的故障問(wèn)題。對(duì)此，探討10kV 配電自動(dòng)化設(shè)備與一體化運(yùn)維模式具備顯著的現(xiàn)實(shí)意義。
變電站在自動(dòng)化發(fā)展過(guò)程中，逐漸應(yīng)用了一些先進(jìn)的設(shè)備，但是因?yàn)榕潆娋W(wǎng)節(jié)點(diǎn)比較多，而且大多分布于郊區(qū)，建設(shè)環(huán)境也比較惡劣，難以進(jìn)行改造。因此，在進(jìn)行建設(shè)的過(guò)程中，需要從設(shè)備的維護(hù)和調(diào)試來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，通過(guò)統(tǒng)一的開(kāi)發(fā)平臺(tái)運(yùn)維變電所來(lái)實(shí)現(xiàn)更好的運(yùn)行模式。
2 模式分析
一體化運(yùn)維模式的運(yùn)用必然需要有多部門協(xié)同實(shí)現(xiàn)。在具體工作時(shí)管理部門要及時(shí)對(duì)系統(tǒng)、設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)督，做好資源的分配管理，總結(jié)事故的發(fā)生原因以及處理方式。系統(tǒng)運(yùn)維部門負(fù)責(zé)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行與維護(hù)進(jìn)行管理，技術(shù)人員則須按照相關(guān)的規(guī)定，完成對(duì)設(shè)備的檢修與維護(hù)工作。設(shè)備運(yùn)維部門須維護(hù)設(shè)備運(yùn)行的正常性，及時(shí)處理設(shè)備的故障。一體化運(yùn)維模式需要求多部門的參與，并從多個(gè)方面進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，保障設(shè)備工作的可靠性與穩(wěn)定性。
3 安科瑞變電所運(yùn)維云平臺(tái)整體方案
-1000變電所運(yùn)維云平臺(tái)，利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析等多種信息化手段和綜合管理策略為用戶提供安全的變電所線上線下運(yùn)維監(jiān)控服務(wù)。
平臺(tái)使用高算力邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)將智能儀表與傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化處理后以有線/無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)傳輸模式上傳到云服務(wù)器統(tǒng)一存儲(chǔ)。通過(guò)平臺(tái)提供的電能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、用能情況分析、設(shè)備精益管理、任務(wù)運(yùn)維調(diào)度、月度報(bào)表展示、環(huán)境視頻監(jiān)控等功能，可協(xié)助用戶達(dá)到分析變電所運(yùn)行環(huán)境、減少故障停電時(shí)間、保障電網(wǎng)穩(wěn)定供電與設(shè)備安全運(yùn)行的目的。
-1000變電所運(yùn)維平臺(tái)采用分層分布式結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：
變配電室裝設(shè)一套智能網(wǎng)關(guān)，采集變電室智能設(shè)備的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)協(xié)議轉(zhuǎn)換、壓縮加密后定時(shí)上傳或觸發(fā)式上傳平臺(tái)，平臺(tái)可完成對(duì)變配電室內(nèi)所有智能設(shè)備完成數(shù)據(jù)交換，能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)變壓器、斷路器等重要運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變配電室內(nèi)各回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)及環(huán)境溫度等數(shù)字量；通訊管理單元與廠內(nèi)局域網(wǎng)連接，把數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)中心。
系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應(yīng)用層和展示層。
感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測(cè)裝置、攝像頭、開(kāi)關(guān)量采集裝置等。除攝像頭外，其它設(shè)備通過(guò)總線接入現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)端口。
傳輸層：包含現(xiàn)場(chǎng)智能網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)等設(shè)備。智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)采集現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層設(shè)備的數(shù)據(jù)，并可進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并通過(guò)交換機(jī)把數(shù)據(jù)上傳至指定的服務(wù)器端口，網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在本地，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務(wù)器端數(shù)據(jù)不丟失。
應(yīng)用層：包含應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，若變電所數(shù)量小于30個(gè)則應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器可以合一配置。服務(wù)器須具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)關(guān)主動(dòng)傳送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)。
展示層：用戶通過(guò)手機(jī)、平板、電腦等多終端的方式訪問(wèn)平臺(tái)信息。
4 核心功能
用能月報(bào)
用能月報(bào)支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號(hào)等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度為月。
站點(diǎn)監(jiān)測(cè)
站點(diǎn)監(jiān)測(cè)包括概況、運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)日事件記錄、當(dāng)日逐時(shí)用電曲線、用電概況。
變壓器狀態(tài)
變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個(gè)站所的變壓器功率、負(fù)荷率、等運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負(fù)荷率、功率等升、降序排名。
運(yùn)維中心
運(yùn)維中心展示當(dāng)前用戶管理的有關(guān)變電所在地圖上的位置及總量信息。
配電圖
配電圖展示被選中的變電所的配電信息，配電圖顯示各回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電流等運(yùn)行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細(xì)運(yùn)行參數(shù)查詢。
視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控展示了當(dāng)前實(shí)時(shí)畫(huà)面（視頻直播），選中某一個(gè)變配電站，即可查看該變配電站內(nèi)視頻信息。
用戶報(bào)告
用戶報(bào)告頁(yè)面主要用于對(duì)選定的變配電站自動(dòng)匯總一個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)變壓器負(fù)荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、報(bào)警事件等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并列出在該周期內(nèi)巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)的各類缺陷及處理情況。
APP監(jiān)測(cè)
電力運(yùn)維手機(jī)支持“監(jiān)控系統(tǒng)”、“設(shè)備檔案”、“待辦事項(xiàng)”、“巡檢記錄”、“缺陷記錄”、“文檔管理”和“用戶報(bào)告”七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質(zhì)量、各種事件報(bào)警查詢，設(shè)備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報(bào)告、文檔管理等。
5.適用產(chǎn)品
