0引言

由地鐵運營中，由設備因素引起的安全問題居首，地鐵運營安全，需從“人機環(huán)管"系統(tǒng)性進行安全設計。在智能化時代，軌道交通供電設備具有先進性、智能化、環(huán)保性、集成性、可控性、有用性和安全性等優(yōu)勢，其組合元素是各種智能化設備，這些智能設備緊密組合,從而能夠輔助加強供電設備信息數(shù)字化管理和安全建設，構建本站網(wǎng)絡通信平臺，實現(xiàn)變電運維信息共享。簡而言之，加強變電運維安全管理，做好設備維護工作，首先要多面優(yōu)化變電智能輔助控制系統(tǒng)功能，可以有用完成變網(wǎng)絡息自動化采集工作，準確測量重要參數(shù)，確保供電系統(tǒng)變電設備的安全運行。與此同時，要建立智能巡視平臺，做好各種設備保護工作和變電遠程監(jiān)控工作，提升電網(wǎng)自動控制水平。

1優(yōu)化變電智能輔助控制系統(tǒng)功能

從基本功能來看，供電相關內部變電輔助控制系統(tǒng)對監(jiān)視與智能控制進行了統(tǒng)一，充分借助先進的技術對供電相關內部變電設備的運行實施有用管控。優(yōu)化變電智能輔助控制系統(tǒng)功能，多面監(jiān)控變壓器和一次設備的運行情況，收集和監(jiān)測環(huán)境信息，加強安防控制，優(yōu)化消防安全功能，通過SVG設備或者雙向變流器實現(xiàn)智能無功補償，對照明系統(tǒng)實施自動控制，做好采暖通風、音影頻與門禁系統(tǒng)的集中管控工作。在供電系統(tǒng)，變電所輔助監(jiān)控方法通過服務器、客戶端以及終端智能輔助控制主機和各種傳感設備來實現(xiàn)。安置智能輔助控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對變電所內的環(huán)境和設備運行狀況智能感知、智能分析、智能控制以及監(jiān)控。

2健全供電公司變電設備維修管理機制

在供電公司設備運行過程中，應注意規(guī)范使用，避免違規(guī)操作造成設備損傷，著重健全設備維修管理機制，定期對設備進行檢修以便于及時發(fā)現(xiàn)問題、修理故障。在維護和保養(yǎng)設備的過程中，需要對電氣設備運行狀態(tài)進行科學劃分，結合不同運行狀態(tài)，采取相應的保養(yǎng)措施。

其次，如果設備在運行過程中發(fā)生了故障，就要立刻實施多面檢查，分析故障誘因，準確判斷設備故障的等級，然后，根據(jù)故障類型與誘因采取科學、有成效的維修措施，必要時刻，要對設備參數(shù)實施相應調整，在維修工作中，應注意確保設備零部件的精度，初步完成維修工作中，應通過試驗來檢查設備運行效率與性能是否正常。再次，應針對設備的維修管理工作，制定科學、合理、統(tǒng)一的標準，明確設備維修工作人員的職責，完善供電公司設備安全運行管理規(guī)章制度，細化制度條文，確保制度的可行性，例如制定一套具有實效性的設備檢查制度，對供電公司設備維修保養(yǎng)時間制度予以規(guī)范，以便于多面監(jiān)督設備的制動運行狀態(tài)，及時防止故障與事故。

另外，在設備維護管理工作中，應更加注重時間和效率。當設備運行中出現(xiàn)異常信息時，監(jiān)控值班人員在通知變電運維人員的同時通知運維檢修部負責人，由單點作業(yè)變成多點作業(yè)，而監(jiān)控、調度就是這個點，將運維、檢修、保護有成效地結合起來，由他根據(jù)信息情況安排相關檢修、保護相關人員前往現(xiàn)場，與變電運維人員一起進行檢查、分析、判斷和處理，這樣做，不僅可以簡化工作流程，大大縮短了設備檢查、處理時間，提高了工作效率，進一步保證設備運行安全。

3打造設備運維班組

運維班組對供電公司設備運維質量和風力發(fā)電效益的影響至關重要，做好設備運行管理工作，需要發(fā)揮班組的作用。當設備未出現(xiàn)故障時，作為工作人員，要認真監(jiān)測系統(tǒng)的狀態(tài)。當系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，工作人員要在一時間制定科學的應急處理方案，及時排除風險。在當代供電公司內部，相關技術班組的重要地位是不可忽視的，因此為保證穩(wěn)定供電，需要注重打造良好的運維班組，提高班組成員的整體素養(yǎng)，多面做好班組安全教育工作和職業(yè)技能培訓工作。

4搭建變電智能巡視平臺

從基本構架來看，變電智能巡視平臺主要分為主站平臺和站內信息整體化平臺。當前，各變電所在設置主站平臺和站內信息整體化平臺的同時還設置了視頻監(jiān)控單元、智能巡視單元、影頻分析單元、環(huán)境監(jiān)測單元、智能門禁單元、智能控制單元、門禁管理單元、安全警衛(wèi)單元、紅外測溫單元、火災警示單元和SCADA單元。其中，影頻監(jiān)控單元由影頻監(jiān)控設備組成，能夠確保變電設備運維影頻監(jiān)控效果。智能巡視單元構成了智能巡檢系統(tǒng)，為變電設備體系設置了完善的巡檢路線和科學的巡檢預案，能夠做好整個變電所各監(jiān)控點(設備、場地、不同攝影機以及同一攝影機的不同位置)的自動巡檢工作，獲取準確的巡檢圖像。巡檢內容以變壓器、刀閘、開關、臨時接地設備儀表參數(shù)和外觀。影頻分析單元有助于實現(xiàn)全站影頻智能化，能做好變配電場所區(qū)域入侵偵測工作、越界偵測工作、停車偵測工作、物品存留偵測工作、徘徊偵測工作等。環(huán)境監(jiān)測單元配置了各種傳感器，能夠對溫度、濕度、風速和水浸進行監(jiān)測與處理。智能控制單元主要是運用遠程燈光的控制主機對變電所所內部燈光予以控制，在夜巡視工作中，會自動啟用遠程燈光控制系統(tǒng)，巡檢機器人進入某區(qū)域后，該區(qū)域的燈光會自動開啟。門禁管理系統(tǒng)兼具自動化識別功能與現(xiàn)代安全管理功能，設置了出入權限，同時與影頻監(jiān)控系統(tǒng)相結合，具備實時監(jiān)控能力，可以對數(shù)據(jù)進行存儲。安全警衛(wèi)單元是由紅外對射、紅外雙鑒、電子圍欄、振動探測器共同組成的安全警衛(wèi)系統(tǒng)，該系統(tǒng)和監(jiān)控警示主機相連接，一旦發(fā)現(xiàn)異常就會自動警示，以免造成更大損失。紅外測溫單元是運用紅外熱像儀對變電設備的溫度予以測試，如果發(fā)現(xiàn)溫度異常，就會將預警值傳送給警示信號系統(tǒng)，然后，再上傳至后臺綜合監(jiān)控系統(tǒng)，便于及時做好維護管理工作?；馂木締卧饕糜诒O(jiān)測火災，警示主機會將警示信息及時傳送給動環(huán)監(jiān)控主機，然后發(fā)揮預制規(guī)則聯(lián)動功能，將警示信息傳送給安全管理機制，準確定位火災位置，多面了解火勢，及時做好消防安全滅火工作。同時，聯(lián)動電源控制開關，自動切斷變電設備電源。SCADA單元主要是對刀閘設備運行狀況展開智能圖像分析，如果發(fā)現(xiàn)刀閘存在異位現(xiàn)象，就會自動警示，聯(lián)動影頻監(jiān)控系統(tǒng)進行錄像和抓拍，實現(xiàn)事前預警、事中監(jiān)控與事后追蹤[2]。

5完善變電智能監(jiān)控系統(tǒng)

完善供電系統(tǒng)變電智能監(jiān)控系統(tǒng)，首先要根據(jù)變電所的具體情況做好監(jiān)控點的分布工作。在整個輸變電網(wǎng)中，變電所處于樞紐地位，不僅要安裝大量的一次設備，而且要做好二次設備、通信設備、計算機設備的安裝工作，這些設備均影響著變電設備體系的運行安全，與此同時，所處環(huán)境對變電設備的影響也不容忽視。因而，在分布監(jiān)控點的過程中，需要根據(jù)變電所的不同電壓等級，科學配置監(jiān)控點，安置數(shù)量充足的攝影機。舉例而言，在某地110kV的主變電所中，設置了40個攝影機，監(jiān)控點分別位于變電所大門、圍墻、全景、主變設備地、110kV場地、110kVGIS場地、35kV場地、高壓室、室內重要區(qū)域等地方。在變電所大門，監(jiān)控設備主要是對進出變電站的車輛和人員進行監(jiān)控，該區(qū)域的監(jiān)控點和智能門禁相匹配，會進行持卡或者刷臉和ID驗證。在變電所的圍墻區(qū)域，監(jiān)控設備主要用于監(jiān)視變電所的周邊環(huán)境，防止入侵，監(jiān)控設備通常與安防設備、警示系統(tǒng)緊密相連。在變電所全景區(qū)域，監(jiān)控設備用于多面監(jiān)控變電站現(xiàn)場狀況，包括變電所建筑物、進出車輛和人員、變電所內部設備運行狀況、環(huán)境狀況等。在變電所主變場地，監(jiān)控設備主要用于監(jiān)視變電站主變外觀、瓷瓶、套管、檔位、油位、風扇狀態(tài)和是否存在漏油問題。在110kV場地，監(jiān)控設備主要用于監(jiān)控該場地的隔離開關、斷路器、并聯(lián)電抗、分/合狀態(tài)、接地刀閘外觀狀態(tài)、PT、CT、瓷瓶外觀狀態(tài)和避雷器。在35kV場地，監(jiān)控設備主要用于監(jiān)控隔離開關、斷路器、并聯(lián)電抗、分/合狀態(tài)、接地刀閘外觀狀態(tài)、PT、CT、瓷瓶外觀狀態(tài)和避雷器。在高壓室，監(jiān)控設備用于監(jiān)控高壓室的環(huán)境狀況和設備運行狀況以及外觀狀況。在室內重要區(qū)域，監(jiān)控設備會對主控室、通信室、主控樓繼保室、蓄電池室、就地繼保室等室內設備和進出人員實施監(jiān)控。

其次，要科學選用攝影機的型號。在選型過程中，應根據(jù)變電站各監(jiān)控分布點的范圍和實際工作需要，選用監(jiān)控范圍相符、影頻采集質量清晰的攝影機。一般情況下，在變電站圍墻區(qū)域，需要選用變焦鏡頭為一體的攝影機，當越界警示聯(lián)動平臺有影頻彈出窗口后，變電站圍墻區(qū)域范圍廣，工作人員可以通過變焦操作查看清晰的監(jiān)控影頻。在變電站大門外，通常會選用固定的紅外槍機，這樣能夠發(fā)揮夜視功能，實現(xiàn)全天24小時清晰監(jiān)控。對于全景監(jiān)控工作，需要在主控樓頂安裝高速球機，這樣能夠大范圍區(qū)域實施監(jiān)控，通常，要選用高清球機和智能化移動球。在變電站場地和高壓室區(qū)域，需要安裝高速球機，不僅能夠監(jiān)控大范圍區(qū)域，而且可以對油溫和油位實施監(jiān)控。在蓄電池室和通信室，需要安裝固定槍機。在主控室和繼保室，需要安裝中速球機。一般來講，在選用模擬攝像機的過程中，需要確保其清晰度高達540線以上，網(wǎng)絡的標清像素需要符合752*582的標準，高清像素需要達到720p以上。從攝影機的型號來看，圍墻的攝像機型號為DS-2CZ282P；大門有兩種攝影機型號，分別是DS-2CC172P-IR1,DS-2CD892P-IR1；全景區(qū)域的監(jiān)控攝影機包括網(wǎng)絡高速智能球(型號DS-2DF1-518)、網(wǎng)絡高清智能球(型號DS-2DF1-672)和網(wǎng)絡自動移動智能球(型號iDS-2DF1-515-B)；場地和高壓室監(jiān)控攝像機包括網(wǎng)絡高速智能球(型號DS-2DF1-518)和網(wǎng)絡高清智能球(型號DS-2DF1-672)；在蓄電池室和通信室，網(wǎng)絡攝影機型號是DS-2CD892PF；在主控室和繼保室，網(wǎng)絡中速球機的型號DS-2DM1-516。

再次，應做好監(jiān)控點的部署工作。在具體部署過程中，需要依次做好監(jiān)控支架和補光燈的安裝工作。在安裝支架時，工作人員應堅持四項基本原則：一，在變電站內有大量的高壓電器，在安裝過程中，需要兼顧所有高壓設備之間的安全距離。二，在安裝攝像機支架的過程中，需要滿足荷重與防腐防銹的要求。第三，安裝需要牢固，不能傾斜。第四，對于部分特殊位置，做好攝影機安裝工作。在安裝補光燈的過程中，需要根據(jù)監(jiān)控點的具體情況進行設置，如果光線暗或者夜晚照明度低，就可以自動啟用補光燈。

另外，應有成效分析智能影頻。做好智能影頻分析工作，需要結合智能影頻分析技術，即IVS技術，該技術會啟用檢測算法對影頻進行分析和檢測，及時發(fā)出預警。舉例而言，如果影頻監(jiān)控發(fā)現(xiàn)變電站門外有非法停車或者可疑人員，智能影頻分析技術會立刻將影頻信息發(fā)送到iDS-6002HF(/B)，發(fā)出警示信號。

6加強變電設備安全系統(tǒng)建設

加強變電設備安全防范管理對于供電公司變電運維工作來講，加強變電設備安全防范管理，需要設計好以下三大系統(tǒng)：

一，設計安全防范子系統(tǒng)。在變電設備安全防范系統(tǒng)中，智能機器人屬于重要設備系統(tǒng)，該系統(tǒng)會采用遙控或者自動化方式來巡檢室外高壓設備，及時發(fā)現(xiàn)設備故障問題和磨損缺失，及時修理故障，控制存在安全隱患的設備，避免已有故障繼續(xù)擴大。在整個智能機器人巡檢系統(tǒng)配置中，智能機器人被安裝了高精度測試儀和各種先進的傳感器，啟用智能機器人巡檢系統(tǒng)，可以準確識別變電設備儀表參數(shù)，做好設備紅外測溫工作，及時將巡檢數(shù)據(jù)信息傳輸給后臺軟件，然后，系統(tǒng)軟件會多面分析所收到的數(shù)據(jù)，結合分析結果迅速判斷是否存在異常，并及時警示。其次，智能機器人巡檢系統(tǒng)自帶準確的導航定位系統(tǒng)，能夠對變配電場所內的路徑進行合理規(guī)劃，在巡視過程中收集準確的圖像和數(shù)據(jù)信息，并提交給后臺軟件，為運維管理人員提供準確的參考。再次，智能機器人巡檢系統(tǒng)的核心是機器人，其組合配置了集成了各種先進的傳感器(包括紅外線熱成像器、超聲傳感儀和定點可見光攝影儀)，同時，設置了定位系統(tǒng)、激光雷達設備、人工智能系統(tǒng)、雨刷和夜間照明設備，能夠適應各種天氣，實施準確定位，自主完成巡視作業(yè)，實現(xiàn)多方位巡檢。即使出現(xiàn)了導航失效問題，運維工作人員也可以采用遙控技術實施準確的操控。另外，安全防范子系統(tǒng)包括紅外對射、紅外雙鑒、電子圍欄與聲光提醒，能夠連接警示電纜和RPU，發(fā)出警示信號后，RPU可以及時收到警示信息，迅速啟動聯(lián)動設備，維護變電設備安全。

二，設計火災警示系統(tǒng)。在變電所內部，一旦發(fā)生火災，必然會造成巨大損失，很容易引起人員傷亡事故，因此，需要設計完善的火災警示系統(tǒng)，加強變電設備消防安全管理。目前，變電所內部的火災報警系統(tǒng)具有自主性，可以在每個防火區(qū)設置相應的火災探測器、滅火設備、煙霧監(jiān)測器等，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)火災風險，迅速進行滅火。在火災警示系統(tǒng)組合中能夠經(jīng)過火災警示主機系統(tǒng)和開關量警示電纜做好通訊工作，對火災警示信息予以及時相應。

第三，智能門禁系統(tǒng)。供電企業(yè)變配電場所的智能門禁系統(tǒng)組合包括門禁操控器、門磁、電控鎖、讀卡器、電鎖電源，該系統(tǒng)通常安置在變配電場所出入口和各機房的通道口，這樣可以對進出變電所內部以及各機房進行控制。一般情況下，變電所各機房配置的門禁系統(tǒng)可以對人員進出進行自動化感應，進行啟動或停止操作。通常，只會在機房內部必要的工作的過程中打開或者關閉，不得隨意開關，同時，禁止非工作人員進入。門禁操控器是變電站智能門禁系統(tǒng)的核心，負責整個門禁系統(tǒng)的輸入與輸出信息存儲、整合與處理工作，經(jīng)過RS-485接口和RPU綜合監(jiān)控系統(tǒng)相連接。在變配電場所內部，門禁操控器需要使用能夠支持廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的門禁安保操控器，同時，要采取加密技術，這樣才能確保數(shù)據(jù)的安全性。

7、概述

7.1 AcrelCloud-1000變電所運維云平臺基于互聯(lián)網(wǎng)＋、大數(shù)據(jù)、移動通訊等技術開發(fā)的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監(jiān)測眾多變電所回路運行狀態(tài)和參數(shù)、室內環(huán)境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現(xiàn)場設備或環(huán)境影頻場景等需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)一個機制，集中存儲、統(tǒng)一管理，方便使用，支持具有權限的用戶通過電腦、手機、PAD等各類終端鏈接訪問、接收警示，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作[5]。

7.2 應用場所

適用于網(wǎng)絡、金融、交通、能源、醫(yī)用衛(wèi)生、文體、教育科研、農林水利、商業(yè)服務、公用事業(yè)等行業(yè)變配電運行維護系統(tǒng)的新建、擴建和改建。

7.3系統(tǒng)結構

系統(tǒng)可分為四層：即感知層、傳輸層、應用層和展示層。

感知層：包含變電所安裝的多功能儀表、溫濕度監(jiān)測裝置、攝影頭、開關量采集裝置等。除攝影頭外，其它設備通過RS485總線接入現(xiàn)場智能網(wǎng)絡RS485端口。

傳輸層：包含現(xiàn)場智能網(wǎng)絡和交換機等設備。智能網(wǎng)絡主動采集現(xiàn)場設備層設備的數(shù)據(jù)，并可進行規(guī)約轉換，數(shù)據(jù)存儲，并通過交換機把數(shù)據(jù)上傳至的服務器端口，網(wǎng)絡故障時數(shù)據(jù)可存儲在本地，待網(wǎng)絡恢復時從中斷的位置繼續(xù)上傳數(shù)據(jù)，保證服務器端數(shù)據(jù)不丟失。

應用層：包含應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器，若變電所數(shù)量小于30個則應用服務器和數(shù)據(jù)庫服務器可以合一配置。服務器需要具備固定IP地址，以接收各智能網(wǎng)絡主動傳送過來的數(shù)據(jù)。

展示層：用戶通過手機、平板、電腦等多終端的方式訪問平臺信息。[6]

7.4系統(tǒng)功能

7.4.1用能月報

用能月報支持用戶按總用電量、變電站名稱、變電站編號等查詢所管理站所的用電量，查詢跨度可設置為月。

7.4.2站點監(jiān)測

站點監(jiān)測包括概況、運行狀態(tài)、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

7.4.3變壓器狀態(tài)

變壓器狀態(tài)支持用戶查詢所有或某個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

7.4.4運維

運維展示當前用戶管理的有關變電所在地圖上位置及總量信息。

7.4.5配電圖

配電圖展示被選中的變電所的配網(wǎng)絡息，配電圖顯示各回路的開關狀態(tài)、電流等運行狀態(tài)及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數(shù)查詢。

7.4.6影頻監(jiān)控

影頻監(jiān)控展示了當前實時畫面（影頻直播），選中某一個變配電站，即可查看該變配站內影頻信息。

7.4.7電力運行報表

電力運行報表顯示選定站所選定設備各回路采集間隔運行參數(shù)和電能抄表的實時值及平均值行統(tǒng)計。

7.4.8警示信息

對平臺所有警示信息進行分析。

7.4.9任務管理

任務管理頁面可以發(fā)布巡檢或消缺任務，查看巡檢或消缺任務的狀態(tài)和完成情況，可以點擊查看任務查看具體的巡檢信息。  

7.4.10用戶報告

用戶報告頁面主要用于對選定的變配電站自動匯總一個月的運行數(shù)據(jù)，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數(shù)、警示事件等進行統(tǒng)計分析，并列出在該周期內巡檢時發(fā)現(xiàn)的各類缺失及處理情況。

7.4.11APP監(jiān)測

電力運維手機支持“監(jiān)控系統(tǒng)"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺失記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、影頻、曲線、溫濕度、同比、環(huán)比、電能質量、各種事件警示查詢，設備檔案查詢、待辦事件處理、巡檢記錄查詢、用戶報告、文檔管理等。

7.5 系統(tǒng)硬件配置

8、結束語

綜上所述，加強供電系統(tǒng)運維安全管理，做好供電設備維護工作，需要搭建自動化巡檢平臺，建立智能化監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)揮智能診斷技術的作用，可以提高城軌交通的運營效率和安全管控水平，同時可以確保設備和人員安全及降低運維成本。