淺析輸油管道變電所運維系統發展趨勢

任運業

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：隨著現代化技術以及信息化手段的飛速發展，社會已經進入到了全新的發展階段，這也為自動化技術的發展起到了良好的促進作用，特別是在目前輸油管道電網快速發展的背景下，傳統的輸油管道變電站管理模式與管理系統，已經很難適應目前社會發展的基本需求，這就需要科學合理地引入各類現代化技術，以此為變電站管理系統的自動化轉變奠定堅實基礎，大幅度降低各類問題的發生幾率。文章首先對輸油管道變電所管理系統的自動化發展加以明確；其次，對數字化技術在其中起到的作用展開深入分析；在此基礎上，提出輸油管道變電所管理系統自動化與智能化發展的主要趨勢。

關鍵詞：輸油管道變電所管理系統自動化發展智能趨勢

1. 引言

在目前電力系統體制不斷改革完善的基礎上，隨著計算機技術以及互聯網通信技術的穩步發展，以及智能開關和在線狀態檢測等技術的成熟發展，為變電站自動化技術的發展起到了良好的促進作用。然而，站在傳統變電站實際工作開展情況角度上來看，其內部經常會出現各種各樣的問題，比如整體工作水平較低、管理工作開展存在缺陷等，這些都會對電氣企業的正常發展產生不良影響。尤其是在輸油管道變電所當中，在針對內部電網進行改造時，通過自動化技術的應用不僅可以提升電網輸電調度與配電調度的可行性，逐步降低變電站的整體建設造價，這也是目前變電站建設的主要模式。

1.輸油管道變電所管理系統的自動化發展

1.1變電站綜合自動化

變電站的綜合自動化系統，其中所采用的就是大數據技術以及現代化通信技術等先進技術手段，以此為基礎對二次設備所具備的功能展開重新組合，比如繼電保護設備、控制設備以及信號測量設備等，并對其進行優化設計，還要對變電站內部設備的運轉狀態進行監視與控制，從而構建出一種綜合程度更高的自動化系統。同時，在變電站綜合自動化系統當中，通過各種設備的應用可以實現數據信息的共享與交換，以此來完成對于變電站運轉狀態的監視控制。而其與傳統變電站之間存在的主要差異，就可以有效實現功能綜合，對二次接線進行簡化處理，這樣就能夠在穩步提升輸油管道變電所工作效率以及工作質量的同時，降低其內部所產生的成本消耗，并且通過這種方式，還能夠為用戶提供出質量更高的電能資源。變電站采用的綜合自動化系統，主要特征在于功能、系統構成的綜合化與模塊化，目前國內以及國外的變電站，大多所采用的都是具備著自動化以及綜合化特征的系統結構，這也有利于輸油管道變電站的自動化轉變。

1.2變電站管理系統的自動化

輸油管道變電站所采用的自動化系統，除卻需要具備基礎的自動化功能之外，還要保證能夠通過各類自動化功能來進一步實現自我診斷，并及時將對應的診斷結果及時送到主控端口，在根本上實現變電站的無人值守。一般情況下，在輸油管道變電站的管理系統當中，其應具備以下幾方面功能：首先，要針對生產運行數據信息展開管理，在這部分數據信息中，具體囊括了負荷數據記錄以及設備巡視等常規性業務內容；其次，要及時接收來自監控系統內部的數據信息，在變電站自動化管理系統的運轉階段中，其中有一部分數據信息與監控系統之間有著十分緊密的聯系，要保證監控系統與變電管理系統之間可以實現更好的數據鏈接，而變電管理系統當中的數據信息，則要在錄入過后進行統計與分析，而后采用報表的形式來進行記錄顯示；然后，要與管理信息系統之間連接在一起，在電力管理信息化系統當中，電力系統屬于其中的關鍵構成部分，需要保證管理系統能夠與電力管理信息系統進行連接。而站在實際情況的角度上來看，當前國內的變電運行管理系統，所采用的主要為微軟公司所提供的NET開發平臺，以此為基礎開發出的變電管理系統，不僅采用了Web模式，還具備著C/S以及B/S模式，其在輸油管道變電所的運行管理當中取得了十分優異的效果。

2.輸油管道變電所管理系統自動化發展中數字化技術的作用

在輸油管道變電所管理系統的自動化發展中，數字化技術的主要作用就在于采用電壓互感設備以及電子式電流，保證系統當中的電壓以及電流可以通過傳感器的應用進一步轉變為數字化信號，還可以采用各類網絡設備與光纖設施來將這部分信號傳送到合并器當中，從而確保能夠在保護裝置、安全裝置以及智能終端當中有效實現數據信息的共享。而目前基于斷路器類型的智能化終端，并沒有得到廣泛應用，這就需要采用控制電纜來將智能終端與二次接線斷路器之間有效連接在一起，但目前的智能化斷路器當中，已經具備了各種定型好的產品，而隨著產品技術的不斷成熟以及價格的不斷降低，變電所當中智能化斷路器的應用越來越廣泛，這也使得變電所的電氣自動化的智能化與數字化程度不斷提升。

2.1智能化的一次設備

目前輸油管道變電所管理系統所采用的電氣自動化設備，主要就是根據微處理器以及光電技術的一次設備檢測信號與驅動回路展開優化設計，這樣就可以對繼電器原本的控制回路結構進行簡化，其中還采用了數字化程控器以及無線網絡替代了傳統的導線連接形式。簡單來說，就是采用光電數字來替代原本的模擬信號，通過光纖替換原本的電纜，以此來實現數據信息傳輸，確保傳統的回路結構以及邏輯關系，能夠采用一系列程序進行替代。

2.2網絡化的二次設備

變電所的電氣自動控制系統，比如機電保護裝置、電控裝置以及測量裝置等所采用的都是集成化以及標準化的設計模式，在不同的設備當中，還應當采用性能更加優異的網絡通信技術加以連接，采用這種全新的連接方式也能夠更好地避免I/O現場接口的重復作用，在某種意義上實現對于信息以及資源之間的網絡共享。同時，原本那些基于常規功能的設備之間，所采用的為高速的網絡通信系統，可以將不同功能的設備全部集成到全新的功能模塊當中，這樣就可以對原本電氣設備的結構加以簡化。

2.3自動化的運行管理系統

變電所內部的電子化自動系統進一步集中了電氣系統的運行數據參數以及狀態參數等多種內容，可以根據數據信息的分層來實現自動交換。同時，在輸油管道變電站內部電氣裝置發生故障的情況下，系統就能夠及時形成對應的故障分析報告，在明確故障發生的主要原因后，提出解決故障的全新方式。而系統也要根據產生的故障診斷報告對不同電氣設備展開狀態檢修工作，這樣就可以避免往常定期檢修對故障解決產生延誤。

3.輸油管道變電所管理系統自動化與智能化發展的主要趨勢

3.1管理系統自動化的智能趨勢

B/S結構指的主要是Browser/Server機構，主要是根據Internet技術的發展，通過對于瀏覽器技術的應用，在充分結合各類ActiveX技術以及Script語言的基礎上，確保用戶界面可以通過IE瀏覽器來直接呈現出來，這樣不僅可以對原本的設計內容進行簡化處理，還可以進一步對功能進行拓展，能夠有效降低整體開發成本。在針對管理系統展開優化設計時，需要在注重管理系統基本功能需求的基礎上，結合平臺所具備的自動化特征以及需求展開針對性的優化，目前輸油管道變電所的管理系統中，其內部的智能趨勢主要體現在以下幾點功能方面：首先為自動統計、自動查詢以及自動生成報表等功能，變電所管理系統應當結合輸油管道運轉的實際需求，在內部匯總出多種類型數據信息，還要注意避免對統計功能產生不良影響，用戶也只需要在內部屬于需要統計的內容，就能夠獲取到對應的數據信息，從而得出經過統計運算過后得出的統計報表。同時，自動化系統當中還擁有分組查詢等不同功能，可以實現對于數據信息的整理以及匯總，以此來實現批量化的信息處理，而在系統報表方面，也能夠生成與之對應的標準化報表，對于那些內容比較復雜的報表，就可以采用定制模板，由工作人員進行導出過后生成出所需的文件；其次，還應當將數據信息與自動化技術進行關聯，在數據信息管理工作的開展進程中，自動化系統需要在降低數據信息冗余的同時，穩步提高數據信息的一致性，使得那些引入到其中的數據信息可以為后續的業務處理提供參考，以此來更好地降低操作誤差。舉例說明，應當科學合理地提供出錄入內容的常用詞，在其中共享相關的公共信息，引用其他應用的成組信息；其次為業務處理的自動化流轉，在輸油管道變電站管理工作的開展進程中，大部分業務的處理并非只是簡單的數據信息錄入，其中涉及到了多個工作部門，需要多人協同開展工作，比如定值單管理工作以及缺陷操作票等，這部分數據信息都應當根據預期的信息流向，在特定的工作流環節當中流轉終結，以此來保證其能夠更好地進入系統，以此來實現其他模塊之間的共享。因此，管理系統應實現流轉路徑的智能化轉變，在其中實現流轉信息的監控與跟蹤，確保在受到動態影響的前提下，可以在短時間內進行響應與調整，并且由于輸油管道變電運行管理工作流所具備的特殊性，就要利用自動化的管理內容來制定出更加充足的自定義功能，實現對于工作流的自定義，這樣就可以解決原本存在的復雜性問題。

3.2數字化技術的智能趨勢

在目前的社會發展進程中，雖然數字技術對于輸油管道變電所電氣自動技術的發展與進步起到了良好的促進作用，但在實際應用階段，由于技術以及硬件方面所產生的限制，其內部或多或少還存在著缺陷，比如數字技術的應用時間比較短以及應用模式較為單一等，導致相關人才出現了短缺問題，整體智能化程度比較低。因此，這就需要在輸油管道變電所的電氣自動化發展進程中，針對數字化技術展開必要的完善創新。首先為光纖的就地化安裝與連接，在輸油管道變電所電氣自動化的實踐階段，應當通過光纖來實現設備之間的連接以及數據信息的傳遞，采用智能終端以及各層技術，進一步實現對于數據信息的采集與控制，這樣就可以保證數字化信息當中各類設備傳輸的可靠性能夠穩步提升，同時，輸油管道變電所電氣自動化的順利運轉，還需要采用標準化的程序接口，但這也對計算機平臺的自動化提供了更高的要求，以此來實現對于企業資源計劃（ERP）系統以及制造企業生產過程執行系統（MES）系統的無縫對接，而在目前的發展進程中，根據TCP/IP的網絡傳輸標準就能夠順利達到這種效果，這也為用戶提供除了更多具備著標準化特征的程序接口，對電氣自動化智能結構進行完善優化，大幅度提高電氣系統內部數據信息的傳輸質量與接收質量；其次為虛端子技術的應用，虛端子技術在變電所的電氣自動化當中屬于一種在設計以及理念方面的重大突破，通過虛端子可以有效實現對于輸油管道變電所電氣自動化二次回路的改良優化，這也為后續工程師對設備的調試以及理解帶來了很大的便利，同時，虛端子技術也可以實現對于控制系統智能開關以及全站線路的穩定控制，在其中開啟跳合閘功能，這樣就可以為變電所電氣設備的嚴控裝置以及采用了連鎖器的間隔層提供更好的保護，并且虛端子技術通過對于系統的科學設置，能夠穩步提升對于電氣化自動系統的信號、溫度以及非電量信息的穩定操控，可以有效替代傳統的二次回路。除此之外，虛端子技術當中根據會員管理系統（MMS）網絡以及網絡的雙網配置形式，這樣就可以對會員管理系統（MMS）網絡當中主機與集成設備電路（IDE）之間的通信形式展開管理，在系統當中實現跳閘保護以及關聯閉鎖等多種功能。

3.3綜合自動化系統的智能趨勢

一般情況下，輸油管道變電所的綜合自動化系統所包括的主要功能就在于繼電保護、監視功能以及控制功能等多方面內容，而管理系統的智能趨勢也主要體現在這部分功能上：首先為繼電保護功能，在輸油管道的變電所綜合自動化系統當中，其具備著微機繼電保護的功能，這對于繼電保護系統選擇性、可靠性方面所提出的需求也能夠更好的滿足，而在繼電保護功能的智能化設置階段，通常都會采取單獨設置電力設備單元的方式，使得電氣量的跳閘回路以及輸入輸出都能夠具備獨立性特征，并且在保護裝置方面也可以設定對應的通信接口，以此來實現站內通信網絡的介入，并將生成的報告傳遞至變電站的主控室當中；其次則是監視控制功能，輸油管道變電站綜合自動化系統擁有的監視控制功能只是一種統稱，其中包含了多方面內容，系統對于所需的脈沖量、開關量以及模擬量，也能夠展開實時性的采集處理，可以針對故障進行錄播，確保對事故的發生順序可以展開準確的記錄，從而實現對于整體系統的穩定控制，在必要的情況下，還能夠提供安全操作以及閉鎖功能。除此之外，在綜合自動化系統結構當中，主要涉及到分布式、集中式以及分散分布式這3種類型，能夠確保系統的維護更加簡單、便捷[5]。

4.安科瑞AcrelCloud-1000變電所運維云平臺

4.1概述

基于互聯網＋、大數據、移動通訊等技術開發的云端管理平臺，滿足用戶或運維公司監測眾多變電所回路運行狀態和參數、室內環境溫濕度、電纜及母線運行溫度、現場設備或環境視頻場景等需求，實現數據一個中心，集中存儲、統一管理，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、接收報警，并完成有關設備日常和定期巡檢和派單等管理工作。

4.2應用場所

適用于電信、金融、交通、能源、醫療衛生、文體、教育科研、農林水利、商業服務、公用事業等行業變配電運行維護系統的新建、擴建和改建。

4.3系統結構

系統可分為四層：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、溫濕度監測裝置、攝像頭、開關量采集裝置等。除攝像頭外，其它設備通過RS485總線接入現場智能網關RS485端口。

傳輸層：包含現場智能網關和交換機等設備。智能網關主動采集現場設備層設備的數據，并可進行規約轉換，數據存儲，并通過交換機把數據上傳至服務器端口，網絡故障時數據可存儲在本地，待網絡恢復時從中斷的位置繼續上傳數據，保證服務器端數據不丟失。

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

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。

4.4系統功能

4.4.1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，

4.4.2站點監測

站點監測包括概況、運行狀態、當日事件記錄、當日逐時用電曲線、用電概況。

4.4.3變壓器狀態

變壓器狀態支持用戶查詢所有或京張個站所的變壓器功率、負荷率、等運行狀態數據，支持按負荷率、功率等升、降序排名。

4.4.4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。

4.4.5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關狀態、電流等運行狀態及信息，支持電壓、電流、功率等詳細運行參數查詢。

4.4.6視頻監控

視頻監控展示了當前實時畫面（視頻直播），選中京張一個變配電站，即可查看該變配電站內視頻信息。

4.4.7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和電能抄表的實時值及平均值行統計。

4.4.8報警信息

對平臺所有報警信息進行分析。

4.4.9任務管理

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

4.4.10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據，對變壓器負荷、配電回路用電量、功率因數、報警事件等進行統計分析，并列出在該周期內巡檢時發現的各類缺陷及處理情況。

4.4.11APP監測

3.12APP支 電力運維手機支持“監控系統"、“設備檔案"、“待辦事項"、“巡檢記錄"、“缺陷記錄"、“文檔管理"和“用戶報告"七大模塊，支持一次圖、需量、用電量、視頻、曲線、溫濕度、同比、環比、電能質量、各種事件報警查詢，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。

4.5系統硬件配置

5.結束語

綜上所述，在目前的社會發展進程中，隨著計算機技術的發展完善，其對于輸油管道變電所的自動化管理也起到了良好的促進作用，而當前的管理系統當中，已經能夠順利實現低壓變電站的無人值守，對于工作效率與工作質量的提升也起到了良好的促進作用。而在進行電網改造工作時，要利用自動化技術來穩步提高工作人員的任務完成質量，降低整體成本消耗，也正是由于這種特征，使得自動化技術以及智能化技術成為了變電站建設當中的主要模式，這對于輸油管道變電所管理系統的自動化發展也起到了良好的促進作用。

參考文獻

[1]張嘉為，商野，范德森.淺談輸油站變電所管理[J].商品與質量，2016（28）：196；197.

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[3]張文博.輸油管道變電所管理系統自動化的發展與智能趨勢

[4]西南石油大學.一種輸油管道管理系統：中國，202011224153.6[P].2021-01-15.

[5]劉曉東.試論油庫安全監控預警與應急管理系統[J].國際援助，2020（17）：68.

[6]安科瑞企業微電網設計與應用設計,2022,05版.