智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計研究

李子瑜 朱楠

摘要：隨著我國互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了我國電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展，而通信電源設(shè)備又是我國電力通信行業(yè)的重要組成部分，通信電源設(shè)備安全平穩(wěn)運行，對于我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。鑒于此，本文首先對智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的概念、重要性以及基本要求進(jìn)行闡述，然后對監(jiān)測系統(tǒng)的總體框架與工作原理進(jìn)行研究，最后對智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的硬件、軟件以及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。

關(guān)鍵詞：通信電源;監(jiān)測系統(tǒng);設(shè)計

0引言

隨著電力行業(yè)的發(fā)展，我國電力通信能力得到了極大的提升。通信電源是電力系統(tǒng)的重要組成部分，直接關(guān)系著電力系統(tǒng)電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性。相較于以往的電源監(jiān)測系統(tǒng)，智能化的通信電源監(jiān)測系統(tǒng)，極大的節(jié)省了電力系統(tǒng)維護(hù)成本的投入以及系統(tǒng)運維的時間。所以從業(yè)人員可以利用智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)及時發(fā)現(xiàn)電力系統(tǒng)存在的故障問題，并及時進(jìn)行解決。電力系統(tǒng)由于受到外部環(huán)境影響以及高負(fù)荷的工作，設(shè)備經(jīng)常發(fā)生通信故障。如在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時出現(xiàn)丟失、測量信息與實際信息不符等。因此，智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)正好能應(yīng)對這一問題，所以對其進(jìn)行設(shè)計研究是具有重要意義的。

1 智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)概述

1.1直流配電單元

該單元能夠完成電池接入、輸出電流線路的調(diào)配以及系統(tǒng)負(fù)載連接等重要工作。同時該單元還具備故障檢測與預(yù)警功能、系統(tǒng)部件運行狀態(tài)顯示功能、熔斷器運行狀態(tài)檢測功能等。

1.2交流配電單元

該單元具備電力輸出分配、市級電網(wǎng)電力輸入、單面操作維護(hù)、故障預(yù)警以及監(jiān)測狀態(tài)的顯示等功能。

1.3整流柜單元

整流柜的核心部件是并聯(lián)的多個整流單元，這些并聯(lián)單元能夠?qū)⑼獠枯斎氲慕涣麟娹D(zhuǎn)化為通信傳輸使用的直流電，同時還能為系統(tǒng)的運行承擔(dān)一定的負(fù)載。整流柜采用低壓差自入均流技術(shù)，也就是說整流柜并聯(lián)中的一個單元如果出現(xiàn)故障，并不影響其他單元的正常功能，同時這項技術(shù)還能夠自行解決并恢復(fù)輸出短路的問題，保證系統(tǒng)中的電流波動在3%以內(nèi)。

1.4監(jiān)測單元

監(jiān)測單元采用PLC遠(yuǎn)程控制監(jiān)測技術(shù)，該項技術(shù)能夠?qū)ο到y(tǒng)的主控制站參數(shù)、中低層設(shè)備智能接口參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信傳輸參數(shù)、交流電的電壓、電流以及頻率參數(shù)進(jìn)行實時的監(jiān)測，并對系統(tǒng)中存在的故障進(jìn)行預(yù)警，從而為系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行提供保障。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計

該系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要由主控監(jiān)測臺、中層監(jiān)測硬件以及底層監(jiān)測硬件構(gòu)成。

2.1主控監(jiān)測臺

該監(jiān)測臺通過MODEM或RS-232與整流檢測單元建立聯(lián)系實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。主控計算機與PLC可編程控制器為MODEM提供兩種不同類型的通信接口，通信用戶可以根據(jù)自身的實際需求進(jìn)行選擇。如果電源與機房之前的距離不超過30米，通信用戶可以選擇RS-232作為通信方式。若電源與機房距離較遠(yuǎn)，且同時為多臺設(shè)備供電，這就需要用戶選擇MODEM作為通信方式。

2.2中層監(jiān)測硬件

中層監(jiān)測硬件利用RS-232接口來處理該單元的數(shù)據(jù)信息，并通過MODEM與PSTN中心建立聯(lián)系。中層監(jiān)測硬件通過MODEM將故障信息發(fā)送給控監(jiān)測臺，并對實際監(jiān)測所得的故障信息進(jìn)行簡單分析。中層監(jiān)測硬件的數(shù)據(jù)采集主要包括：供電系統(tǒng)故障信息、電源熔斷器運行狀態(tài)、直流配電電壓實時狀態(tài)、蓄電池充電電壓參數(shù)、供電網(wǎng)絡(luò)電壓以及電網(wǎng)頻率等。

此外，中層監(jiān)測硬件還需要使用PLC控制系統(tǒng)對通信電源設(shè)備進(jìn)行智能化的控制，如控制供電系統(tǒng)電源的開啟與關(guān)閉、控制供電系統(tǒng)的運行狀態(tài)、控制供電輸出回路的通斷以及供電系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)換。同時PLC控制系統(tǒng)還會對設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行實時采集，并對這些信息進(jìn)行整理與分析，并將整理后的信息發(fā)送至主控監(jiān)測臺的計算機中心，一旦供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障問題，通信電源監(jiān)測系統(tǒng)將會在第一時間進(jìn)行預(yù)警，并采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2.3底層監(jiān)測硬件

從我國通信基站分布的特點來看，其供電設(shè)備所處的外部環(huán)境較為惡劣。因此底層監(jiān)控硬件應(yīng)選擇分立元件采集和調(diào)制數(shù)據(jù)。底層監(jiān)控硬件將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制后，由RS-232接口將調(diào)制數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。底層監(jiān)控硬件分為直流屏監(jiān)測與交流屏監(jiān)測，其中直流屏監(jiān)測是對供電系統(tǒng)的蓄電池充放電狀態(tài)、直流交流負(fù)載交換狀態(tài)、系統(tǒng)總電流狀態(tài)以及供電系統(tǒng)熔斷器通斷情況進(jìn)行實時監(jiān)測;交流屏監(jiān)測是對供電系統(tǒng)的電網(wǎng)壓力情況、空氣開關(guān)狀態(tài)、交流三項電壓情況進(jìn)行實時監(jiān)測。底層監(jiān)測硬件通過分析供電系統(tǒng)輸出電壓及交流電頻率等數(shù)據(jù)信息，能夠較為全面的了解通信電源供電系統(tǒng)的實際運行情況。如果有需要還可以利用該單元實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù)、設(shè)置參數(shù)、打印結(jié)果、繪制曲線和發(fā)出報警等控制操作，從而達(dá)到智能化實時監(jiān)控。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計

在windows運行環(huán)境下，利用具有較強數(shù)據(jù)庫管理功能的Delphi進(jìn)行語言編程，能夠?qū)崿F(xiàn)智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的實時在線監(jiān)測。通過采用PLC控制操作和數(shù)據(jù)庫管理程序，能夠?qū)崿F(xiàn)智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的自由開合、數(shù)據(jù)信息安全傳輸、歷史訪問數(shù)據(jù)檢索、供電狀態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)各單元參數(shù)設(shè)置以及安全隱患預(yù)警等控制操作。通過對智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件部分設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)故障的實時監(jiān)測、及時預(yù)警以及自動糾錯。該系統(tǒng)的成功設(shè)計能夠應(yīng)用在無人值守的智能大廈、住宅樓等地。

4 系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計

4.1多系統(tǒng)鏈接技術(shù)設(shè)計

利用互聯(lián)網(wǎng)Web技術(shù)將計算機與智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行有效連接，能夠?qū)ο到y(tǒng)目標(biāo)范圍內(nèi)的故障進(jìn)行實時檢測，根據(jù)檢測結(jié)果對系統(tǒng)運行狀態(tài)做出正確判斷，這對于保障系統(tǒng)的智能化和實時性至關(guān)重要。Web技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的檢測目標(biāo)范圍，大大降低漏檢率，并能及時制定出故障監(jiān)測報告，對系統(tǒng)可能存在的故障問題進(jìn)行自動識別，同時將故障問題上報給上級單位處理。最后，通過對計算機終端的參數(shù)檢測與分析，能夠?qū)χ悄芡ㄐ烹娫幢O(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備的運行狀態(tài)做出準(zhǔn)確判斷，確保整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

4.2多電源監(jiān)測技術(shù)設(shè)計

由于信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，通信電源設(shè)備的類型和使用數(shù)量也在持續(xù)增多。加上人們對通信電源設(shè)備實際監(jiān)測需要有所差異，礙于時間和成本的限制，無法對現(xiàn)階段投入使用的通信電源監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)備全部更換。SNMP技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)串口下各個通信電源設(shè)備做分區(qū)處理，進(jìn)而實現(xiàn)通信電源設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)在線監(jiān)測。一旦系統(tǒng)因為發(fā)生故障而停止運行，利用SNMP技術(shù)就能夠?qū)⒋嬖诠收宵c的設(shè)備快速、準(zhǔn)確地檢測出來，然后通過對故障設(shè)備的參數(shù)分析找到相應(yīng)的解決措施，為相關(guān)工作人員及時處理故障問題提供便利。

5結(jié)束語

本文通過對智能通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的研究，對系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)框架以及相關(guān)程序進(jìn)行設(shè)計，以互聯(lián)網(wǎng)Web技術(shù)作為通信電源監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，對供電系統(tǒng)各項設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控。將智能化通信監(jiān)測系統(tǒng)運用在通信電源供電系統(tǒng)之中，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，促進(jìn)系統(tǒng)功能的發(fā)揮與運行，為我國通信行業(yè)未來的發(fā)展與進(jìn)步提供參考。

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作者簡介：姓名：李子瑜（1983.10--）;性別：男，民族：滿，籍貫：遼寧開原，學(xué)歷：本科;現(xiàn)有職稱：助理工程師;研究方向：航管技術(shù)。