變電站機(jī)房動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

【摘要】變電站機(jī)房動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)是利用監(jiān)控技術(shù)對(duì)系統(tǒng)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理方式，遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)采集等主要問題，并對(duì)傳輸方式進(jìn)行選擇和設(shè)計(jì)，對(duì)監(jiān)控中心的軟硬件進(jìn)行合理配置，從而實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)局房、局站動(dòng)力及環(huán)境的監(jiān)控，并保證環(huán)境監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)上報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)實(shí)性。利用先進(jìn)的通信技術(shù)對(duì)分布于本區(qū)域或遠(yuǎn)程區(qū)域的機(jī)房動(dòng)力環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，以實(shí)現(xiàn)防盜報(bào)警、圖像監(jiān)控、故障告警、緊急事件處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)在一個(gè)區(qū)域或不同區(qū)域里的各個(gè)機(jī)房及環(huán)境進(jìn)行集中監(jiān)控。

【關(guān)鍵詞】變電站機(jī)房;動(dòng)力環(huán)境;監(jiān)控;通信站

引言

機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)機(jī)房設(shè)備（如供配電系統(tǒng)、UPS電源、防雷器、空調(diào)、消防系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)等）的運(yùn)行狀態(tài)、溫度、濕度、機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)供電的電壓、電流、頻率、配電系統(tǒng)的開關(guān)狀態(tài)、測(cè)漏系統(tǒng)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄歷史數(shù)據(jù)，機(jī)房動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房遙測(cè)、遙信、遙控、遙調(diào)的管理功能，為機(jī)房高效的管理和安全運(yùn)營提供有力的保證，使維護(hù)和管理從人工被動(dòng)看守的方式向集中監(jiān)控和無人值守的管理模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)是對(duì)通信設(shè)備的維護(hù)工作上升到智能化的新階梯。

圖1 系統(tǒng)拓?fù)淇驁D

1.系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與構(gòu)成上，集中監(jiān)控中心應(yīng)集成整個(gè)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)接口和通信的接口，通過集中監(jiān)控中心的通信網(wǎng)絡(luò)可對(duì)下面的區(qū)域監(jiān)控站進(jìn)行實(shí)時(shí)通信和管理。區(qū)域監(jiān)控站可對(duì)動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)具體的功能模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)其中一個(gè)功能模塊出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)可進(jìn)行實(shí)時(shí)的聯(lián)動(dòng)，通過區(qū)域監(jiān)控站的數(shù)據(jù)信息處理可以與上一級(jí)的監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的通信，并對(duì)外提供相應(yīng)的查詢、統(tǒng)計(jì)、分析和報(bào)表導(dǎo)出的功能。區(qū)域監(jiān)控站與上一級(jí)的集中監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)交互，當(dāng)有報(bào)警信息出現(xiàn)時(shí)，會(huì)及時(shí)報(bào)警并將報(bào)警信息存儲(chǔ)到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)報(bào)警的數(shù)據(jù)信息超越了極限閥值時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)做出聯(lián)動(dòng)反應(yīng)。端局監(jiān)控單元負(fù)責(zé)對(duì)前端數(shù)據(jù)信息采集，對(duì)采集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行變換處理并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，將分析結(jié)果反饋到系統(tǒng)的前端顯示。系統(tǒng)拓?fù)淇驁D如圖1所示。

2.詳細(xì)設(shè)計(jì)

根據(jù)被采集設(shè)備的性能可將監(jiān)控對(duì)象分為智能設(shè)備和非智能設(shè)備。智能設(shè)備指設(shè)備本身裝有一定數(shù)量的傳感器、變送器，采集器和智能接口，它可以通過其通信協(xié)議、數(shù)據(jù)包等方式與監(jiān)控系統(tǒng)直接通信。非智能設(shè)備不具備數(shù)據(jù)處理功能，也不具備智能接口。它需要先進(jìn)行采集數(shù)據(jù)后再接入系統(tǒng)。

監(jiān)控對(duì)象按照點(diǎn)特性可分為電量對(duì)象和非電量對(duì)象，對(duì)于電量對(duì)象，如電壓、電流等，應(yīng)先通過變送器將其轉(zhuǎn)變成在采集器要求范圍內(nèi)的輸入信號(hào)，然后再接入數(shù)據(jù)采集器。對(duì)于非電量對(duì)象，例如溫濕度、水浸、煙感指數(shù)等，應(yīng)通過傳感器先將非電量對(duì)象轉(zhuǎn)換成電量對(duì)象后再接入數(shù)據(jù)采集器。

2.1 UPS電源、蓄電池監(jiān)測(cè)

通過由UPS廠家提供的通訊協(xié)議及智能通訊接口，對(duì)UPS進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)UPS內(nèi)部整流器、逆變器、電池、旁路、負(fù)載等各部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，一旦有部件發(fā)生故障，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。通過在線式電池監(jiān)測(cè)儀，直流電流傳感器等設(shè)備對(duì)UPS后備電池進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)電池故障進(jìn)行預(yù)警。

2.2 漏水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

該系統(tǒng)包括漏水控制器、漏水感應(yīng)繩、引出線、固定膠貼和電源等，其工作原理為：采用耐腐蝕，強(qiáng)度高的感應(yīng)繩與控制器及其他附件，通過將用漏水繩將有水源的地方圍起來，一旦有液體泄漏接觸到漏水繩，控制器就會(huì)將信號(hào)輸?shù)奖O(jiān)控站上，及時(shí)通知有關(guān)人員排除。

2.3 門禁系統(tǒng)

門禁部分具體由控制器、感應(yīng)式讀卡器、電鎖和開門按鈕組成。讀卡方式為非接觸讀卡方式，持卡人只要將卡在讀卡器附近晃動(dòng)一次，讀卡器就能感應(yīng)到有卡請(qǐng)求驗(yàn)證并將卡中的信息（內(nèi)碼）發(fā)送到主機(jī)，主機(jī)進(jìn)行檢查卡合法性，然后決定是否開門。

2.4 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)

通過空調(diào)自帶智能通訊接口及通訊協(xié)議，系統(tǒng)實(shí)時(shí)、全面診斷空調(diào)運(yùn)行狀況，監(jiān)控空調(diào)各部件的運(yùn)行狀態(tài)與參數(shù)，并可通過軟件在系統(tǒng)上或通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程修改空調(diào)設(shè)置參數(shù)（如溫度、濕度等），并實(shí)現(xiàn)空調(diào)的遠(yuǎn)程開關(guān)機(jī)。

2.5 消防監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

由消防控制箱給出的報(bào)警信號(hào)，通過監(jiān)控設(shè)備開關(guān)量數(shù)據(jù)采集模塊，將消防控制器上的干接點(diǎn)變化信號(hào)送到監(jiān)控主機(jī)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)房內(nèi)的火災(zāi)情況，即便無人值守，也可確定消防狀態(tài)。一旦報(bào)警，系統(tǒng)可根據(jù)需要聯(lián)動(dòng)門禁系統(tǒng)打開所有的門鎖，讓工作人員能盡快脫離現(xiàn)場(chǎng)，并可以聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)進(jìn)行拍照。

2.6 其他監(jiān)控系統(tǒng)

其他監(jiān)控系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)系統(tǒng)、配電系統(tǒng)、防雷監(jiān)測(cè)、閉路監(jiān)控系統(tǒng)、溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)以及應(yīng)用系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、電力自動(dòng)化系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)等，可根據(jù)變電站現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況與要求來增減監(jiān)控對(duì)象。

2.7 軟件系統(tǒng)

綜合考慮實(shí)際的使用環(huán)境、成本、可移植等因素，該監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺(tái)可選用微軟公司的SQL Server 2000;操作系統(tǒng)可采用微軟公司W(wǎng)indows 2000;前臺(tái)應(yīng)用程序機(jī)房組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，采用Visual C++開發(fā)而成;網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通訊采用TCP/IP協(xié)議。

3.結(jié)束語

變電站機(jī)房動(dòng)力環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)，具有的強(qiáng)大聯(lián)動(dòng)功能，減輕了機(jī)房維護(hù)人員負(fù)擔(dān)，在提高了機(jī)房系統(tǒng)可靠性的同時(shí)提高了整個(gè)機(jī)房的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)房的科學(xué)管理，是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要部分。

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作者簡介：李永超（1986—），男，天津人，助理工程師。