摘要：隨著(zhù)計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)不斷完善，多個(gè)行業(yè)都將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運用到生產(chǎn)管理中。在變電站中，管理人員往往需要安排大量的人手以確保對電力系統的有*監控，企業(yè)的人力成本提高同時(shí)監控工作效率低下。計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的出現給了生產(chǎn)管理新思路，在當下一些變電站建設電力系統自動(dòng)化，以實(shí)現對于電力系統的無(wú)人值守。無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統應用多項技術(shù)實(shí)現對變電站進(jìn)行無(wú)人遙控、監視、消防等值守工作。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值守變電站；網(wǎng)絡(luò )監控系統；數據處理

0 引言

在過(guò)去，變電站受科技的限制，監控系統的技術(shù)較為落后功能比較單一。當電力系統出現故障時(shí)其報警信息的傳輸流程較為簡(jiǎn)單，超出系統范圍將無(wú)法傳輸視頻的信號，難以實(shí)現遠距離控制。在這種情況下值班人員必*值守避免突發(fā)情況造成企業(yè)損失。傳統的監控系統安全性和穩定性都較低，企業(yè)不得不在此基礎上增加值守人員。計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的出現打破了傳統局面限制，電力企業(yè)應采用無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統，實(shí)現對變電站的實(shí)施、遠程、高*監控，及時(shí)處理突發(fā)狀況提高生產(chǎn)效率。

1 無(wú)人值守變電站的發(fā)展歷史

影響變電站生產(chǎn)、運行效率的原因之一是監控系統的穩定性及可靠性。在傳統監控系統中，變電站難以實(shí)現對電網(wǎng)的遠程控制，同時(shí)系統的穩定性較低，導致技術(shù)人員不能及時(shí)檢測電氣設備運行狀態(tài)，在故障出現時(shí)難以有*排除。由于穩定性較差，監控系統經(jīng)常出現誤發(fā)信號和通訊中斷等現象。值班人員不能及時(shí)獲知電網(wǎng)的狀態(tài)。在變電站電力系統實(shí)際運行中，系統出現通訊中斷，現場(chǎng)一旦出現設備異?；蛱l事故，技術(shù)人員將不能及時(shí)獲取事故的報文信息，造成電力系統不能安全穩定運行。隨著(zhù)電力企業(yè)的飛速發(fā)展，社會(huì )對電力系統的穩定性有了更高的要求。在社會(huì )大眾的嚴格要求下，電網(wǎng)的生產(chǎn)、運行、管理、分配的高*性與穩定性都需要無(wú)人值守系統實(shí)現。該系統利用網(wǎng)絡(luò )在線(xiàn)監測對電力設備的運行狀態(tài)進(jìn)行監視，實(shí)施獲取電網(wǎng)的運行參數并對參數進(jìn)行檢測與自診斷，通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )及時(shí)將異常信息與數據傳輸至電力主管部門(mén)系統。無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統避免了終端設備出現通訊中斷的現象，當發(fā)生跳閘事故，系統將及時(shí)把報文信息傳輸于電力主管部門(mén)系統，技術(shù)人員能及時(shí)對故障進(jìn)行判斷，確保系統的安全穩定運行。無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統實(shí)現了設備間通訊速率之間的匹配，確保網(wǎng)絡(luò )數據儲存器緩存不被逐步占據，避免進(jìn)網(wǎng)絡(luò )數據發(fā)送失敗的風(fēng)險?？刂平粨Q機在系統中的升溫范圍，避免過(guò)熱保護重啟引發(fā)的網(wǎng)絡(luò )通訊中斷?？梢钥闯鰺o(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統不但能實(shí)現對電網(wǎng)的實(shí)施遠程控制，還避免了設備故障引起的系統穩定性降低，因此在變電站的值守中將運用這一系統可提高管理工作的效率，降低電網(wǎng)安全事故帶來(lái)的損失。

2 采取無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統的必要性

無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )系統由電力設備運行監控系統、網(wǎng)絡(luò )信息傳輸系統、管理中*軟件系統及遠程監控系統構成。通過(guò)對路由器、交換機及多個(gè)監控設備的連接，將監控圖像由交換機和路由器上傳至遠程監控系統。為了保證遠程監控的有*性，監控系統可支持手機端登錄，以保證監控工作能打破地點(diǎn)限制。通過(guò)SNMP協(xié)議對網(wǎng)絡(luò )監控管理終端進(jìn)行管理，電力設備通訊異常、過(guò)熱及中斷工作依靠系統監控數據的自診斷實(shí)現。異常數據將直接傳輸至電力主管部門(mén)系統或手機端。

3 無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統的構成

3.1電力設備運行監控系統

變電站電網(wǎng)的穩定性是電力系統管理中至關(guān)重要的環(huán)節，技術(shù)人員必*對運輸、配送環(huán)節進(jìn)行有*監控。電網(wǎng)中涉及多種變壓設備、電力設備，設備的運行出現故障電網(wǎng)運行將被中斷。電力設備運行監控系統對變壓器、線(xiàn)路等電力設備進(jìn)行監控。其功能在于：（1）在線(xiàn)監測電力設備，系統在實(shí)際運行中及時(shí)采集設備運行參數，并對參數進(jìn)行針管與判定，及時(shí)響應異常數據；（2）對設備現場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行監測，通過(guò)監測數據安裝人員可在當下環(huán)境中確定相關(guān)設施的安裝，例如在變電站主控室和高低壓室中應安裝數字化攝像機。

3.2信息傳輸系統

信息傳輸是無(wú)人值守監控系統的關(guān)鍵所在，技術(shù)人員只有通過(guò)信息傳輸才能及時(shí)獲知信息檢測工作。信息傳輸系統對設備傳出的信息的指令進(jìn)行控制并傳達，收集到的數據信息將被輸出至集控端，集控端負責對接收數據的分析，分析完畢后集控端將發(fā)出調控指令，設備響應指令并執行。信息傳輸系統由無(wú)線(xiàn)的網(wǎng)絡(luò )、寬帶的網(wǎng)絡(luò )、個(gè)人用戶(hù)組成。這一系統讓變電站實(shí)現遠距離控制、遠距離接受和遠動(dòng)通信數據的開(kāi)入量等功能。

3.3管理中*軟件系統

隨著(zhù)社會(huì )的進(jìn)步，我國的社會(huì )生產(chǎn)力逐漸上升，而這離不開(kāi)電力的支持。為了維持社會(huì )生產(chǎn)和居民生活，變電站在運行中電網(wǎng)將形成大量的數據，管理中*需要實(shí)時(shí)處理這些數據信息。為此變電站需要龐大管理中*軟件系統支持電網(wǎng)的運作，且該系統不但要滿(mǎn)足當下的電網(wǎng)要求，隨著(zhù)社會(huì )的不斷發(fā)展，系統還需對今后更為龐大、復雜的電網(wǎng)數據進(jìn)行計算、處理，這一工作具有一定的難度。在無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )系統中，管理中*軟件系統的使用較為廣泛。管理中*軟件系統在變電站中起到大腦的作用，它能通過(guò)信息傳輸系統實(shí)時(shí)獲取電網(wǎng)中所有電力設施的運行數據，并及時(shí)進(jìn)行分析。管理中*軟件系統的強大之處在于其運算、分析工作的高*性與性，通過(guò)對數據的快速計算處理進(jìn)行運行信息的準確判斷，確保所下達指令的正確。管理中*軟件系統為變電站的運行保駕護航，實(shí)現實(shí)時(shí)監測、處理、傳送的功能，提高了變電站管理的效率，實(shí)現變電站的智能化。

3.4遠程監控系統

遠程監控系統實(shí)現了工作人員對變電站的遠距離監控，借助遠程監控系統變電站可進(jìn)一步減少值班人員，在降低人力成本的同時(shí)，提高了監控效率，可以說(shuō)遠程監控系統是無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )系統的直接表現。遠程監控系統需要將監控、防盜、遠距離控制、自動(dòng)報警和消防等系統結合在一起，從而將監控的圖像遠距離傳輸至終端。為了進(jìn)一步提高變電站的安全性能，在做到監控的同時(shí)還需進(jìn)一步加強報警、消防。當突發(fā)狀況發(fā)生時(shí)，若工作人員未能及時(shí)發(fā)現監控信息時(shí)，系統的自動(dòng)報警消防功能將采取緊急措施，降低變電站損失。遠程監控系統通過(guò)功能可劃分為前端的信號采集處理子系統、信號傳輸子系統以及遠程監控子系統。前端信號采集處理子系統由報警信息采集裝置、音頻信息采集裝置等構成。將這些裝置的設置于變電站內部，可實(shí)現對變電站監控信息的實(shí)時(shí)的檢測及報警等等。這些子系統的功能在于實(shí)時(shí)采集電氣量，電氣量是指在電力系統中的各種參數，比如電壓值，電流值、頻率、阻抗等等。對運行設備的電氣量進(jìn)行監測，當有異常數據時(shí)可對電網(wǎng)系統進(jìn)行遙控，即閉鎖功能。遠程監控系統可支持PC端和手機端，PC端的監控通過(guò)監控中*PC機與線(xiàn)路配置連接實(shí)現，手機通過(guò)底層接口獲取網(wǎng)絡(luò )通訊，借助業(yè)務(wù)邏輯層登錄APP處理信息。

4 安科瑞Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統

4.1方案綜述

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化監控系統在邏輯功能上由站控層、間隔層二層設備組成，并用分層、開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò )系統實(shí)現連接。站控層設備包括監控主機，提供站內運行的人機聯(lián)系界面，實(shí)現管理控制間隔層設備等功能，形成全站監控，并與遠方監控、調度通信；間隔層由若干個(gè)二次子系統組成，在站控層及站控層網(wǎng)絡(luò )失效的情況下，仍能獨立完成間隔層設備的就地監控功能。

針對工程具體情況，設計方案具有高可靠性，易于擴充和友好的人機界面，性能價(jià)格比Y越，監控系統由站控層和間隔層兩部分組成，采用分層分布式網(wǎng)絡(luò )結構，站控層網(wǎng)絡(luò )采用TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)。站控層網(wǎng)絡(luò )采用單網(wǎng)雙機熱備配置。

4.2應用場(chǎng)所：

適用于公共建筑、工業(yè)建筑、居住建筑等各行業(yè)35kV以下電壓等級的用戶(hù)端配、用電系統運行監視和控制管理。

4.3系統結構

4.4系統功能

4.4.1實(shí)時(shí)監測

Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統，以配電一次圖的形式直觀(guān)顯示配電線(xiàn)路的運行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動(dòng)態(tài)監視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號。

4.4.2報警處理

監控系統具有事故報警功能。事故報警包括非正常操作引起的斷路器跳閘和保護裝置動(dòng)作信號；預告報警包括一般設備變位、狀態(tài)異常信息、模擬量或溫度量越限等。

1）事故報警。事故狀態(tài)方式時(shí)，事故報警立即發(fā)出音響報警（報警音量任意調節），操作員工作站的顯示畫(huà)面上用顏色改變并閃爍表示該設備變位，同時(shí)彈窗顯示紅色報警條文，報警分為實(shí)時(shí)報警和歷史報警，歷史報警條文具備選擇查詢(xún)并打印的功能。

事故報警通過(guò)手動(dòng)，每次確認一次報警。報警一旦確認，聲音、閃光即停止。

次事故報警發(fā)生階段，允許下一個(gè)報警信號進(jìn)入，即次報警不覆蓋上一次的報警內容。報警處理具備在主計算機上予以定義或退出的功能。

2）對每一測量值（包括計算量值），由用戶(hù)序列設置四種規定的運行限值（物理下限、告警下限、告警上限、物理上限），分別定義作為預告報警和事故報警。

3）開(kāi)關(guān)事故跳閘到次數或開(kāi)關(guān)拉閘到次數，推出報警信息，提示用戶(hù)檢修。

4）報警方式。

報警方式具有多種表現形式，包括彈窗、畫(huà)面閃爍、聲光報警器、語(yǔ)音、短信、電話(huà)等但不限于以上幾種方式，用戶(hù)根據自己的需要添加或修改報警信息。

4.4.3調節與控制

操作員對需要控制的電氣設備進(jìn)行控制操作。監控系統具有操作監護功能，允許監護人員在操作員工作站上實(shí)施監護，避免誤操作。

操作控制分為四級：

第控制，設備就地檢修控制。具有優(yōu)先級的控制權。當操作人員將就地設備的遠方/就地切換開(kāi)關(guān)放在就地位置時(shí)，將閉鎖所有其他控制功能，只進(jìn)行現場(chǎng)操作。

級控制，間隔層后備控制。其與第三級控制的切換在間隔層完成。

第三級控制，站控層控制。該級控制在操作員工作站上完成，具有遠方/站控層的切換。

第四級控制，遠方控制，優(yōu)先級。

原則上間隔層控制和設備就地控制作為后備操作或檢修操作手段。為防止誤操作，在任何控制方式下都需采用分步操作，即選擇、返校、執行，并在站級層設置操作員、監護員口令及線(xiàn)路代碼，以確保操作的性和正確性。對任何操作方式，保證只有在上一次操作步驟完成后，才進(jìn)行下一步操作。同一時(shí)間只允許一種控制方式。

納入控制的設備有：35kV及以下斷路器；35kV及以下隔離開(kāi)關(guān)及帶電動(dòng)機構的接地開(kāi)關(guān)；站用電380V斷路器；主變壓器分接頭；繼電保護裝置的遠方復歸及遠方投退連接片。

3）定時(shí)控制。操作員對需要控制的電氣設備進(jìn)行定時(shí)控制操作，設定啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)間，完成定時(shí)控制。

4）監控系統的控制輸出?？刂戚敵龅慕狱c(diǎn)為無(wú)源接點(diǎn)，接點(diǎn)的容量對直流為110V（220V）、5A，對交流為220V、5A。

4.4.4用戶(hù)權限管理

系統設置了用戶(hù)權限管理功能，通過(guò)用戶(hù)權限管理能夠防止未經(jīng)授權的操作系統可以定義不同操作權限的權限組（如管理員、維護員、值班員組等），在每個(gè)權限組里添加用戶(hù)名和密碼，為系統運行、維護、管理提供可靠的保障。

5 系統硬件配置

6 結語(yǔ)

總而言之，變電站為社會(huì )生產(chǎn)提供能源支持，其運行的穩定性至關(guān)重要。無(wú)人值守變電站網(wǎng)絡(luò )監控系統打破傳統監控系統的限制，實(shí)現了對變電站的遠程監視、防盜、消防、遠程控制和報警等功能。該系統實(shí)現了無(wú)人值守，提高了監控效率降低了監控成本。

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