變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

黃新麗+劉紅云

摘 要：變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)保證電力系統(tǒng)安全正常運(yùn)行起到了舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的變電所工作的主要依靠人工操作，信息運(yùn)行依靠電話傳遞，效率低下。變電所數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用很好的彌補(bǔ)了人工操作的缺點(diǎn)，能夠?qū)崟r(shí)傳遞現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、建立數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息管理、分析，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警。本文通過對(duì)變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求的分析，論述了變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性。

關(guān)鍵詞：變電所 變電監(jiān)測(cè) 發(fā)展現(xiàn)狀 數(shù)字化設(shè)計(jì)

一、變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)早在上世紀(jì)七八十年代在國(guó)外便已投入使用，主要是采用采用分層分布的方式，這樣既減少了控制電纜的使用量，同時(shí)也降低了數(shù)字監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)設(shè)備電子元器件的干擾，使監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、安全、可靠。國(guó)外的變電所自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展迅速，德國(guó)西門子公司、美國(guó) GE 公司、西屋公司、日本日立公司、法國(guó)阿爾斯通公司等全球著名的大型公司均投入到該系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)中，并且迅速占領(lǐng)了變電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。1985年德國(guó)西門子公司研發(fā)、生產(chǎn)了第一套變電站自動(dòng)化系統(tǒng) l SA-678，并在在德國(guó)漢諾威正式投入使用；20 世紀(jì) 90 年代日本也采用了以計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)的運(yùn)行支援系統(tǒng)。如數(shù)字化監(jiān)測(cè)控制技術(shù)的引入，使得電網(wǎng)綜合保護(hù)技術(shù)得到了飛躍式的發(fā)展；英國(guó)華萊公司的雙速開關(guān)保護(hù)系統(tǒng)；英國(guó)、德國(guó)等西方主要產(chǎn)煤國(guó)礦井變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)等等都為電力系統(tǒng)的保護(hù)和進(jìn)一步發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

國(guó)內(nèi)的變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)始于上世紀(jì)80年代中期。1987年，清華大學(xué)電機(jī)工程系研制成功我國(guó)第一個(gè)符合國(guó)情的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，在山東威海望島變電站成功投入運(yùn)行。該系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的空白，同時(shí)標(biāo)志著數(shù)字化系統(tǒng)全面的應(yīng)用于變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之中，減少了值班員數(shù)據(jù)的記錄量等，大大的減少了變電所工作人員的工作量，提高了工作效率。此后多家公司開始研發(fā)、生產(chǎn)變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中以南瑞公司、四方公司規(guī)模最大。

二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能要求

變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)起到了重要的作用，因此對(duì)變電所的功能要求多樣。

（1）現(xiàn)場(chǎng)操作全面化

變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)具備現(xiàn)場(chǎng)畫面實(shí)時(shí)傳輸，并且做到全方位的傳送現(xiàn)場(chǎng)工作運(yùn)作狀態(tài)；現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集的功能，對(duì)于電壓、電流的轉(zhuǎn)換精準(zhǔn)，電量參數(shù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸、顯示；

（2）運(yùn)行管理智能化

變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件，通過遠(yuǎn)程指令對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)進(jìn)行控制，控制設(shè)備的開啟、關(guān)閉等操作，遠(yuǎn)程修改操作數(shù)據(jù)，開關(guān)斷路器的操作。變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障和設(shè)備故障，并且能夠準(zhǔn)確定位故障位置，確定故障原因，一旦在操作過程中發(fā)生現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械故障，可以通過遠(yuǎn)程操作快速處理設(shè)備故障。

（3）使用功能綜合化

變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⑺鸭降默F(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和資料進(jìn)行分析、整合，能夠?qū)崟r(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)操作流程以及現(xiàn)場(chǎng)故障記錄。工作人員可以通過變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)查詢記錄在系統(tǒng)中的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)和資料、場(chǎng)操作流程以及現(xiàn)場(chǎng)故障等信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)和資料能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行分析、整合、處理，方便工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和統(tǒng)計(jì)。

變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有可靠性、先進(jìn)性、綜合性的特點(diǎn)，不僅提高了工作效率和工作質(zhì)量的同時(shí)，也保障了保障電力系統(tǒng)的正常安全運(yùn)行，避免了人工操作產(chǎn)生失誤的可能。

三、變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)對(duì)變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能需求的分析，可知現(xiàn)場(chǎng)操作全面化、運(yùn)行管理智能化、使用功能綜合化是變電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必不可少的需求特點(diǎn)，在使用過程中要求變電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確、高效、穩(wěn)定的運(yùn)行，具備可靠性、先進(jìn)性、綜合性等特點(diǎn)。因此在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程中要求綜合多方面的需求，從軟件的編寫、數(shù)據(jù)庫(kù)的選取以及軟件功能的設(shè)置等都做到細(xì)致、準(zhǔn)確，同時(shí)考慮到軟件的維護(hù)性、可移植性。

1、軟件的編寫

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件的編寫首先要考慮到編程語(yǔ)言的選擇，編程語(yǔ)言對(duì)軟件的編寫效率和軟件質(zhì)量起到舉足輕重的影響。選擇適合適用于科學(xué)計(jì)算，適合于系統(tǒng)軟件和實(shí)時(shí)系統(tǒng)的語(yǔ)言，能夠使軟件的操作界面更加舒適，便于操作。選用編程人員熟悉的語(yǔ)言，能夠節(jié)省軟件編寫的時(shí)間，同時(shí)便于軟件的后期使用和維護(hù)。

2、開發(fā)平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)的選取

專業(yè)軟件的編寫和使用都是需要一個(gè)龐大的軟件開發(fā)平臺(tái)、專業(yè)的的數(shù)據(jù)庫(kù)的支持。在開發(fā)應(yīng)用變電所監(jiān)測(cè)軟件的過程中，軟件開發(fā)平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)的選取對(duì)于軟件的順利編寫起到了重要的作用。使用Lab VIEW 設(shè)計(jì)虛擬儀器系統(tǒng)的用戶可以迅速的構(gòu)建、設(shè)計(jì)和更改自己的虛擬儀器系統(tǒng)，同時(shí)可以在平臺(tái)上調(diào)用其它軟件平臺(tái)編譯的模塊。采用 ACCESS2000 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以同各種數(shù)據(jù)庫(kù)建立聯(lián)系，進(jìn)行溝通。

3、軟件功能的設(shè)置

軟件功能的設(shè)置能夠方便用戶的操作和使用。簡(jiǎn)潔明了的操作界面能夠提高用戶的操作體驗(yàn)，能夠幫助用戶快速的熟悉監(jiān)測(cè)軟件的操作和使用。豐富的數(shù)據(jù)和內(nèi)容能夠快速的幫助用戶獲取所需要的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)查詢歷史數(shù)據(jù)，修改完善實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

四、結(jié)論

在多媒體化、信息化的當(dāng)今社會(huì)，變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)字化不容忽視。變電所數(shù)字化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用為電力監(jiān)測(cè)人員提高了監(jiān)測(cè)效率，不僅增加了變電保護(hù)過程的安全監(jiān)測(cè)力度，也保證了變電所的安全穩(wěn)定的運(yùn)行，同時(shí)方便了對(duì)變電所的監(jiān)測(cè)管理。變電所監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)字化自動(dòng)化技術(shù)能夠遠(yuǎn)程操控并且集中控制電力系統(tǒng)，能夠提高變電系統(tǒng)的運(yùn)行管理效率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程保護(hù)和維修調(diào)度。

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