基于物联网的智能电力工程安全监护系统研究

基于物联网的智能电力工程安全监护系统研究

王蒙 何颋 张伟峰 蒋瑜 林双双

国网浙江杭州市富阳区供电有限公司 邮编 311400

摘要：电力物联网设计了一套配电变压器智能监测系统，重点解决了目前监测系统存在的数据传输延时长、数据丢失、安全性不足等问题。在感知层加入了基于深度学习的边缘计算框架，将数据处理下沉至监测设备侧，不仅有效解决了延时，保证了数据传输的安全性，也大大缓解了监控主站处理海量数据的压力，为建立性能优异的配变监测系统提供了新思路。本文主要分析基于物联网的智能电力工程安全监护系统研究。

关键词：物联网；智能电力工程；安全监护系统

引言

为加强检修现场的安全技防水平，提高运行检修人员安全意识，防止误入带电间隔和误碰带电设备，变电组不断优化智能安全监护系统。

1、项目概述

视频监控在近年来逐渐走入人们的工作和生活中，为社会的发展提供了良好的安全保障。与此同时，为促进电力施工现场作业安全性的建设和完善，对电力的安全生产和管理提出了更高的要求。电力施工作业现场经常会发生由工作人员违章作业或相关部门监管不力等原因造成的大型事故，直接威胁着工人的生命安全，同时会给企业带来巨大损失。由于现阶段电力施工现场的基层作业人员的综合素质仍有待提高，企业监管难以达到全覆盖的要求，易造成极大的安全隐患。因此，积极设计和完善电力施工现场作业智能监护系统是当前提高电力作业现场管理水平，保障工作人员生命安全的迫切要求

过去普遍使用的远程安全监控系统设备相对较小且造价十分昂贵，维护成本高且延展性能较差，而我国当前对远程安全监控系统缺乏标准的规范来支持。随着远程安全监控系统设备成本不断下降和现代化技术的迅速发展，目前国内企业普遍开始依靠信息化管理对作业现场安全性进行监控。但对于电力系统这种对监管人员体力和精力要求较高，如果出现监管纰漏，造成严重的安全生产事故的单位。需要研制一套智能安全监护系统，动态监护工作人员在安全区域规范作业，不得违规越界进入带电区域，以帮助电力企业更好的管理好施工作业环节，保障施工过程中的高可靠性和安全性，以弥补传统监控系统视角范围有限，反应缓慢等问题。

基于物联网的智能电力工程安全监护系统利用智能算法基于深度学习技术，支持人员检测，人脸识别，行为识别等检测类型。对现场人员和设备进行监管，对报警数据进行数据分析，避免潜在危险，通过互联网交互技术进行远程与现场的多方位互动，及时排除施工过程中的安全隐患和设备状态预警，同时可为事故发生后提供原因分析的原始数据。该系统运作灵活且能够对复杂信息进行高效快速地处理工作。有助于降低施工作业中存在的安全隐患问题，促进工作人员和企业的安全发展。

2、系统组成

为满足对电力行业施工现进行智能监护、应急指挥等应用的要求点，设计了远程无线监控系统该系统可集中存储音视频数据，远程监测现场信息和运行参数，对监测数据及报警信息进行实时处理。另外在远程安全监控系统中设置了应急指挥系统，以便及时准确的对对电力施工现场的突发事件进行远程监视和远程指挥，提高了电力企业的应急处理能力和事件响应速度。系统采用了当前最先进的视频通信处理技术，实现了通过远程数据传输及图像的监控提高了电力施工现场作业的安全性。

智能安全监护系统（以下简称监护系统）：由移动式监护云台、本地监控后台、远程集控后台三大部分组成。

移动式监护云台：由光学变焦摄像头、太阳能充电板、锂电池、计算机、通讯设备、光敏元件、SF6报警装置等组成。

本地监控后台：由计算机、通讯设备、客户端软件和数据库组成，对云台进行监控，对危险点进行布防，分析并存储现场的所有视频数据，对危险点预警并上报。

远程集控后台：由计算机、通讯设备、客户端软件和数据库组成，通过内部网络远程集控各云台与本地监控后台，对云台进行监控，对危险点进行布防，分析并存储现场的所有视频数据，对危险点预警并上报。

3、系统功能

（1）智能监护功能

智能监护主要是生产安全监护。安全监护室内外检修工作人员，防止误入带电间隔，实现对起吊作业和登高作业监管，误入监管区域系统产生现场警告，并主动将告警推送至手机APP,手机APP会产生语音提示通知运检人员，内置语音模块及时双向沟通。

（2）表计监测

表计监测针对站内一次设备及设施外观、设备渗漏、设备表计、变电站运行环境等方面的常规性隐患监控。如室外变压器、套管油位；开关分合闸位置；开关室、继保室等重要表计位置智能识别、警告。

（3）轨迹追踪

电力施工通过高清视频对生产设备、辅助设备以及现场施工进行实时监控，记录安全生产过程，对生产过程提供可视化辅助，结合施工色标管理工作，做到动态监督不同工作面情况，做到实时监控、保存，后期检修总结或事故分析有迹可循。

（4）人脸识别

利用人脸识别技术，对现场工作员工实现人脸考勤、人脸权限通行、人脸定位等功能应用。便于作业现场人员实时管控，解决厂家外协无纸化管理以及企业监管难以达到全覆盖的要求。

（5）环境安全监控

环境安全监控主要对工作道路进出口、山体等场景进行实时高清视频监控防护，防止外部人员的非法侵入。同时利用烟雾报警器、光敏元件、SF6报警装置等对现场工作环境进行智能监测。

3、应用场景

本监控系统可运用于变电所室内，室外作业，起吊登高作业监管，安全措施监管，带电区域禁区防误入，作业人员行为识别身份识别，输电防外破，配网线路环网柜开关站作业监管，工程物资防盗等工作场景。

移动云台监护类型分为普通工作监护、全面监护、长期监护、特殊监护。

（1）普通监护

普通工作监护是指15人以下工作，危险点较少时利用单台移动云台对作业现场进行的安全监护。

（2）全面监护

全面巡视是指15人以上工作，危险点较多时利用多台移动云台组网对作业现场进行无死角安全监护。

（3）长期监护

长期监护是指利用移动云台根据长期施工需求，进行的长期安全监护工作，如变电站扩建、变电站技改、大修等。

（4）特殊监护

特殊监护指对指因设备运行环境、方式变化而开展的监护。遇有以下情况，应设置特殊监护任务。在迎峰度夏（迎峰度冬）时期，选取设备本体、触头、线夹等作为监护对象进行重点测温；台风、洪水等天气，利用移动云台对场地进行监测；对设备缺陷进行跟踪；设备发生故障后进行应急巡视；设备状态发生变化后进行判断；在特殊运行方式下，对相应设备进行重点监测。

结束语

4月份以来，该监护系统已应用到新登变主变检修、陆家变综合检修、金桥变35kV母线集中检修、富鹿变110kV开关及压变更换、鸿丰变综合检修、白鹤变主变检修、东洲变基建主设备进场等大型作业现场，为现场安全筑起了一道科技防线。

参考文献：

［１］吕继伟．基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统优化综述［Ｊ］．电力工程技术，２０１９，３８（６）：９－１５．

［２］刘璋玮，董翔，韩晓昆．基于物联网应用的变压器智能运检模式［Ｊ］．农村电气化，２０１９（８）：３０－３４．

［３］曾琦器，万鲲鹏，张昕慧．物联网技术在变压器运行管理中的应用［Ｊ］．机电信息，２０１９（２１）：８６－８７．