0 引言

變電站作為連接發電與用電的橋梁，在電網中起到電力能量轉換、調度運行、信息監控等重要作用，而變電站的發展從傳統變電站、綜合自動化變電站到智能變電站，經歷了技術的不斷更新迭代。當前為服務構建新型電力系統、助推實現“雙碳”目標，建設更加數字智能、綠色低碳、安全可靠的輸變電工程，國網公司提出要構建新型數字智能變電站，充分吸納*適用技術，提高電網支撐新型電力系統建設的能力，綜合應用數字采集、網絡傳輸、智能設備、系統集成等*技術，實現變電站設備狀態全面感知、主輔設備可控在控，支撐遠方全景監視、智能調控、智能運維功能。新型數字變電站中，為支撐變電站輔控設備綜合監控和設備狀態智能巡視，將變電站在線監測、消防及安防監控、環境監測、SF6監測等監控子系統，與紅外探測終端、巡視攝像機、傳感器與智能鎖控等巡視子系統集成，形成由綜合應用服務器為后臺、子系統主機為集成端、各探測器為終端設備的新型數字智能變電站監控及巡視系統。

1 新型數字智能變電站監控及巡視系統構成和配置

1.1 監控及巡視系統構成

考慮到新型數字智能變電站對全站主輔設備信息數據的需求以及對變電站消防和安全防衛的日益重視，構建的新型數字智能變電站監控及巡視系統主要集成了火災消防、安全防衛、動環監測、智能鎖控、智能巡視，實現一次設備、二次設備及回路在線監測、火災、消防、安全警衛、動力環境的監視及設備智能巡視功能。其中，變電站分為安全I區、安全II區及安全IV區，監控及巡視系統分別接入3個安全分區。變電站常規保護、測控及合并單元、智能終端設備接入安全I區；一次設備在線監測、二次系統在線監測、火災消防、安全防衛、動力環境子系統部署于安全Ⅱ區，信息接入綜合應用服務器，并通過Ⅱ區網關機與集控站交互信息；當集控站尚未建成的過渡期，且運維主站部署在Ⅳ區時，通過Ⅳ區網關機與主站交互信息。智能巡視子系統部署于安全Ⅳ區，信息接入巡視主機，與集控站智能巡視集中監控系統交互信息；當集控站尚未建成的過渡期，站端信息與運維主站交互信息。安全Ⅱ區與安全Ⅳ區通過正、反向隔離裝置進行互聯。

1.2 監控及巡視系統配置

1、 火災消防監測

火災消防監測主要實現站內火災告警信息的采集、傳輸和聯動控制，達到實時監測、實時預警的目的?；馂南辣O測根據探測區域及區域內電氣設備特點，配置不同原理和類型的火災探測器。變電站內房間及預制艙配置點型感溫、感煙火災探測器或吸氣式感煙探測器。蓄電池室配置防爆感煙火災探測器。在設備運行溫度有要求的小室，如變壓器室、電纜夾層、電纜豎井、室外主變、室外高抗等，配置纜式線型定溫火災探測器。

2、安全防衛監測

變電站安全防衛監測配置安防監控終端、防盜報警控制器、門禁控制器、電子圍欄、紅外雙鑒探測器、紅外對射探測器、聲光報警器、緊急報警按鈕等設備。對未使用門禁刷卡進站、攀爬圍墻、翻越大門等非法入侵行為，由圍墻上方的電子圍欄及進站大門上方的紅外對射探測器發送信號至防盜報警控制器進行聲光報警，并聯動智能巡視系統攝像機，推送報警區域的視頻畫面，清晰顯示人員活動情況。安全防衛監測配置1套安防監控終端，布置于二次設備室；配置電子圍欄，且變電站大門入口配置紅外對射探測器用于周界安防；對于無人值班的警衛室或有人值班變電站的監控室，配置緊急報警按鈕；設備室門窗處配置紅外雙鑒探測器用于非法入侵監測；大門入口及主要設備室（預制艙）配置門禁；變電站大門入口設置門鈴。

3、 動力環境監測

變電站動力環境監測包括動環監控終端、空調控制器、照明控制器、風機和水泵控制器、溫濕度傳感器、除濕機控制器、微氣象傳感器、水浸及水位傳感器、絕緣氣體監測傳感器等設備。動力環境監測系統配置1套動環監控終端，布置于二次設備室；配置溫濕度傳感器于一次設備室、二次設備室及預制艙；配置絕緣氣體泄露監測傳感器在有絕緣氣體泄露隱患的設備室；配置水浸傳感器于電纜層、室外電纜溝等電纜集中區；配置水位傳感器在集水井中；主控樓樓頂配置一體化微氣象傳感器，采集室外溫度、濕度、風速、風向、氣壓、雨量等數據；配置輔助燈光在有燈光補充需求的站內場地。

4、智能巡視

變電站智能巡視由軌道巡視機器人、視頻設備等組成，實現數據采集、自動巡視、智能分析、實時監控、智能聯動、遠程操作等功能。智能巡視前端設備主要包括高清槍機、高清球機、高清防爆半球機、云臺攝像機、紅外熱成像攝像機、全景攝像機等，其中高清攝像機具備夜視功能。

2 案例應用與分析

某戶內變電站新建配電裝置樓為一棟帶半地下室的兩層建筑物，其中半地下層為電纜層、電抗器油坑、主變油坑、消防水池、消防泵房；一層為主變壓器小室、主變散熱器小室、35 kV配電裝置室、110 kV及220 kV GIS小室、電抗器小室、衛生間；二層有接地變室、站用變室、資料室、安全用具室、備品室、蓄電池室、電容器室、二次設備室、衛生間及排煙機房。

2.1 監控及巡視用攝像機布置

變電站中監控及巡視用攝像機主要為智能巡視用的視頻監控攝像頭和安防監控用攝像頭。該項目巡視用攝像機安裝位置及數量如表2所示，安防用攝像機安裝位置及數量如表3所示。

2.2 安全防衛系統布置

該變電站配置一套安全防衛系統，采用兩層防范方案：1層為變電站周界防范；第二層為站內關鍵區域重點防范。配置技防主機1套；六線制電子圍欄600 m，圍欄主機9臺；紅外對射裝置6臺，布置在地下電纜層氣窗2臺，控制樓一層門窗4臺；室內紅外雙鑒探測器20臺，布置在控制樓各層主要通道；控制樓一層及監控室入口配置門禁系統1套，門禁系統與站內消防報警系統聯動，當有火災報警時，門禁系統自動解鎖；變電站大門處設置門磁報警裝置、可視對講裝置、布撤防鍵盤。

2.3 動力環境系統布置

該變電站配置環境信息采集系統，包含環境數據處理單元及各終端傳感器。

溫濕度傳感器分別布置于主變室、接地變室、電容器室、電抗器室、站用變室、220 kV GIS室、110 kV GIS室、35 kV配電裝置室、繼保室、蓄電池室、消防泵室和雨淋閥室，共計配置溫濕度傳感器32個。

水浸傳感器、水位傳感器在電纜層配置20個。SF6泄露傳感器布置在220 kV及110 kV GIS配電室、35 kV配電室，220 kV和110 kV配電室基礎槽鋼加裝36個SF6及O2雙氣體探測器，35 kV配電室內加裝20個SF6及O2雙氣體探測器。當各探測房間的探測器發現氣體超標時，會發信息給主機，主機發出信號啟動站內SF6氣體排放用風機，進行事故排風，同時鳴響警鈴報警。

風機水泵空調控制器的配置為每臺空調1個空調控制器，每2路風機1個風機控制器，每2臺除濕機1個除濕機控制器，每2臺水泵1個水泵控制器。

2.4 監控及巡視系統運行情況分析

該變電站采用新型數字智能變電站監控及巡視系統后，前端設備配置合理，終端傳輸數據規范，集成應用，且在試點應用期間進行了系統的行為測試，幾項測試情況如表4所示。

通過對監控及巡視系統的各個前端設備的配置，可實現變電站人員行為信息和設備狀態信息均可數字化上傳站控層，實現變電站全景監測