經(jīng)濟(jì)實(shí)用型變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

倪曄菲

摘要：針對(duì)無(wú)人值守的變電站直流設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，本文提出了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用型的解決方案。它利用站內(nèi)必備的電話通道，實(shí)現(xiàn)直流屏設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視、遠(yuǎn)程遙控調(diào)節(jié)操作以及設(shè)備運(yùn)行歷史查詢和異常情況上報(bào)等功能。

中圖分類號(hào)：TM6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791(2012)04 (a)-0000-00

電力系統(tǒng)中的直流設(shè)備部分主要由蓄電池組、充電模塊、直流屏等設(shè)備組成。其作用是：正常情況下為變電站內(nèi)的斷路器提供合閘直流電源；故障時(shí)，為繼電保護(hù)、開(kāi)關(guān)分合閘及二次回路中的儀器儀表和故障照明等提供直流電流。是當(dāng)代電力系統(tǒng)控制、保護(hù)的基礎(chǔ)，它的正常與否直接影響到電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。

1通道選擇

目前，變電站上送調(diào)度中心的各種信息，如遙測(cè)、遙信、遙控、主要設(shè)備狀態(tài)和報(bào)警信息等，都是通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)通道傳輸?shù)?，這些信息對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，從而影響調(diào)度的正常工作。所以，直流設(shè)備的運(yùn)行信息必須從另一通道進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送。通常的變電站除遠(yuǎn)動(dòng)通道外，還有一個(gè)電話通道，這個(gè)通道一般是作為工作人員現(xiàn)場(chǎng)工作時(shí)使用，以及其它輔助系統(tǒng)如安全報(bào)警系統(tǒng)必要時(shí)使用。通常此通道是處于閑置狀態(tài)，但又是必設(shè)的，所以可以用它作為直流監(jiān)控系統(tǒng)的信息通道。

直流監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息量不是很大，發(fā)送時(shí)占用通道時(shí)間較短?？梢栽诠ぷ鲿r(shí)拔通，占用通道，結(jié)束后掛斷，和其它系統(tǒng)分時(shí)地使用通道，從面保證各個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。省去了重新鋪設(shè)線路，建立網(wǎng)絡(luò)連接的大量投入。采用電話通道進(jìn)行直流監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可謂是經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)計(jì)，既能滿足系統(tǒng)的性能要求，又不用額外的設(shè)備投入。

2系統(tǒng)構(gòu)成

監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)（即上位機(jī)）通過(guò)Modem接入電話網(wǎng)，而現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控器（下位機(jī)）也通過(guò)Modem與電話網(wǎng)連接。雙方Modem都可以相互呼叫對(duì)方，通過(guò)雙方Modem和電話網(wǎng)建立遠(yuǎn)程通信鏈路，互傳信息。這樣監(jiān)控中心的上位機(jī)可以通過(guò)這個(gè)通信鏈路，獲取各下位機(jī)的信息，定期巡檢，此即無(wú)人值守的含義，并可發(fā)送控制命令，查詢歷史數(shù)據(jù)等；而各站的監(jiān)控器也即下位機(jī)可以把每日定時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)和異常情況信息上報(bào)中心。本系統(tǒng)由3部分組成：監(jiān)控器是前置機(jī)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)行狀態(tài)的控制和信息的上傳；監(jiān)控中心是后臺(tái)機(jī)系統(tǒng)，是基于PC機(jī)上運(yùn)行，主要負(fù)責(zé)對(duì)所有變電站的的監(jiān)控器發(fā)送命令，接收其運(yùn)行數(shù)據(jù)及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析；兩者之間的數(shù)據(jù)通信依靠Modem和電話網(wǎng)建立。監(jiān)控中心與監(jiān)控器是一對(duì)多系統(tǒng)。

3監(jiān)控器設(shè)計(jì)

監(jiān)控器是安裝在各變電站的一套系統(tǒng)，它采集各直流設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，對(duì)其進(jìn)行控制，把數(shù)據(jù)信息上傳監(jiān)控中心和其它控制單元。

監(jiān)控器用工控機(jī)設(shè)計(jì)，其I/O端口作輸入/輸出使用，直接從直流設(shè)備采集測(cè)量量、狀態(tài)量以及電池絕緣狀態(tài)等信息，也可對(duì)直流設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，如充電開(kāi)關(guān)動(dòng)作、均充浮充改變、均浮充電壓的改變以及饋線的合斷等。另一方面，工控機(jī)通過(guò)RS232或Modem方式四遙信號(hào)上傳到RTU或調(diào)度中心，把所有直流設(shè)備的運(yùn)行信息通過(guò)Modem經(jīng)電話網(wǎng)關(guān)到設(shè)備維護(hù)人員所在的監(jiān)控中心。

監(jiān)控器軟件由4個(gè)模塊組成：通信模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、I/O模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。

通信模塊的作用是為數(shù)據(jù)的傳輸作好通信準(zhǔn)備，軟件設(shè)置定時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉Modem，自動(dòng)拔通監(jiān)控中心的Modem，向其發(fā)送相應(yīng)報(bào)警信息。

數(shù)據(jù)收發(fā)模塊負(fù)責(zé)通信鏈路的建立與數(shù)據(jù)收發(fā)事務(wù)。I/O模塊提供監(jiān)控器的人機(jī)輸入界面。數(shù)據(jù)處理模塊是監(jiān)控器的核心模塊，它一方面把I/O模塊取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，根據(jù)設(shè)定的時(shí)間間隔把每日的數(shù)據(jù)存入庫(kù)中；另一方面，它把由收發(fā)模塊接收到的調(diào)控命令進(jìn)行分析后，提供控制信息給I/O模塊。

4監(jiān)控中心設(shè)計(jì)

監(jiān)控中心是一臺(tái)PC機(jī)，運(yùn)行監(jiān)控中心后臺(tái)軟件。主要由5個(gè)部分組成：“系統(tǒng)設(shè)置”、“創(chuàng)建連接”、“遠(yuǎn)程操作”、“文件管理”、“系統(tǒng)幫助”。

系統(tǒng)設(shè)置的作用：可以完成對(duì)用戶管理、電站設(shè)置與Modem設(shè)置?！半娬驹O(shè)置”主要用于創(chuàng)建各變電站下位機(jī)的數(shù)據(jù)，如拔號(hào)連接的電話號(hào)碼、電站位置、值班人員等。在這里建立的電站數(shù)據(jù)也是撥號(hào)連接用電話簿、歷史紀(jì)錄建庫(kù)的依據(jù)。

創(chuàng)建連接提供三種連接方式，直接電纜連接、Modem拔號(hào)連接和局域網(wǎng)連接。直接電纜連接是指上位機(jī)的串行口直接和下位機(jī)的串行口連接。此方式一般只適合短程通訊，用作調(diào)試或現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)。Modem拔號(hào)連接是本系統(tǒng)的主要連接方式，可以從電話簿中選擇相應(yīng)電站。局域網(wǎng)連接是本系統(tǒng)的預(yù)留功能，方便將來(lái)的更新與升級(jí)。

遠(yuǎn)程操作是系統(tǒng)的核心部份，它包括了直流電池屏所有信息的四遙操作。具體還可分為：“運(yùn)行數(shù)據(jù)遙測(cè)”、“電池維護(hù)遙控”、“充電電壓遙調(diào)”三個(gè)子功能。主要完成遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，其運(yùn)行界面如下：

后臺(tái)系統(tǒng)采用VB6.0設(shè)計(jì)，通訊協(xié)議為自定義報(bào)文格式。同時(shí)系統(tǒng)還提供報(bào)表打印功能，以及圖表顯示功能。經(jīng)多家直流屏廠家使用，運(yùn)行效果良好，有效提高了客戶的工作效率。

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