時(shí)間：2023-06-05 09:55:30
開(kāi)篇：寫(xiě)作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇變電站監(jiān)控系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：一體化監(jiān)控系統(tǒng) 智能變電站 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)
中圖分類號(hào)：TM762 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）05-0016-02
我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)具有自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，它涉及到輸電、發(fā)電、配電、變電、調(diào)度、信息通信以及用電等環(huán)節(jié)，建設(shè)智能變電站屬于變電環(huán)節(jié)，它的整體化建設(shè)水平會(huì)在很大程度上對(duì)智能電網(wǎng)總體高度進(jìn)行影響。智能變電站的試點(diǎn)工程的建設(shè)工作正在逐步推進(jìn)，許多新設(shè)備、新系統(tǒng)、新技術(shù)在智能變電站中投入應(yīng)用，盡管在相當(dāng)大程度上提高了整個(gè)變電站總體智能水平，同時(shí)也隨之出現(xiàn)全站投入增多、設(shè)備加量、系統(tǒng)變多、信息溝通困難等很多問(wèn)題。
1 需求分析
1.1 變電站的需求
（1）系統(tǒng)集成需求的智能變電站建設(shè)階段，隨著眾多設(shè)備增加以及功能不斷加強(qiáng)，一系列新系統(tǒng)也隨之出現(xiàn)，像智能輔助系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等新系統(tǒng)，結(jié)果是智能變電站的內(nèi)部許多個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)并存，這使得變電站的運(yùn)行人員工作量巨大，同時(shí)相關(guān)的設(shè)備系統(tǒng)數(shù)量也大大增加，使建設(shè)變電站的總體性投入大大增加。
（2）變電站的內(nèi)部存在著多套系統(tǒng)這使運(yùn)行管理工作面臨新問(wèn)題。就設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)最開(kāi)始的目的來(lái)說(shuō)，就是要監(jiān)視電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的實(shí)時(shí)性信息，控制操作相關(guān)設(shè)備。就目前才說(shuō)，智能輔助控制系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都不屬于我們所說(shuō)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)視范疇，如果變電站的管理人員要獲得相關(guān)設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)信息就要更換新的監(jiān)控平臺(tái)來(lái)解決，這極大地阻礙了運(yùn)行維護(hù)工作的進(jìn)行。
（3）智能變電站的一個(gè)突出性特征就是高級(jí)應(yīng)用功能，這些功能能夠體現(xiàn)出變電站的智能化水平。變電站全景數(shù)據(jù)是大部分高級(jí)應(yīng)用分析處理的功能基礎(chǔ)。比如就智能告警來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)僅能告知二次設(shè)備動(dòng)作或故障信息；在智能變電站的試點(diǎn)工程整個(gè)階段中，智能告警水平也只局限于一次設(shè)備與保護(hù)測(cè)控裝置，只有故障原因是分析結(jié)果中能提供給我們的具有價(jià)值的信息。只這些信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到變電站的需要水平。智能化變電站智能告警要根據(jù)一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息、測(cè)量控制信息、保護(hù)動(dòng)作信息等進(jìn)行全面綜合分析，綜合處理一、二次的設(shè)備相關(guān)信息，給出比較清晰明確全面的結(jié)論，提供參考數(shù)據(jù)指導(dǎo)監(jiān)視人員，幫助其迅速判斷故障類型以及產(chǎn)生的原因。
1.2 調(diào)度中心的需求
智能電網(wǎng)正在不斷發(fā)展建設(shè)過(guò)程中，調(diào)度中心的各項(xiàng)高級(jí)型應(yīng)用功能要成功實(shí)現(xiàn)就需要使用變電站來(lái)提供給它更多高品質(zhì)、高質(zhì)量全景數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)家電網(wǎng)公司曾經(jīng)提出了“大運(yùn)行的”建設(shè)要求，這使得調(diào)度中心正對(duì)變電站產(chǎn)生更加強(qiáng)烈的需求。
當(dāng)前變電站上送數(shù)據(jù)全部要經(jīng)過(guò)調(diào)度中心的數(shù)據(jù)校核過(guò)程，以此來(lái)保證能給調(diào)度控制決策提供可靠、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。但數(shù)的源頭是變電站，如果能將數(shù)據(jù)校核在源頭上實(shí)現(xiàn)，就不但能夠及時(shí)的檢測(cè)出測(cè)控設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)過(guò)程中的異常現(xiàn)象，同時(shí)也能將預(yù)警提供給調(diào)度中心，最重要關(guān)鍵的是，這還能使調(diào)度中心進(jìn)行數(shù)據(jù)處理帶來(lái)的工作量大大減少。在智能變電站的信息量正大量快速增長(zhǎng)的情形下，對(duì)這種功能的需要變得非常迫切。
智能電網(wǎng)正在快速發(fā)展建設(shè)中，這就要求調(diào)度中心具有監(jiān)視管轄范圍全部變電站的功能，這種功能不要求所有的變電站都需要把站內(nèi)信息給調(diào)度中心上送，而是當(dāng)調(diào)度或者調(diào)控中心要查看信息時(shí)，變電站要能夠?qū)崟r(shí)的將全站的信息進(jìn)行上送。這就是說(shuō)當(dāng)調(diào)度或者調(diào)控中心遠(yuǎn)程瀏覽來(lái)查看各個(gè)變電站的時(shí)候，調(diào)度或者調(diào)控中心在這時(shí)就像是變電站監(jiān)控系統(tǒng)，它能夠監(jiān)視站內(nèi)各個(gè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及各個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。線路間隔方面，不但可以調(diào)閱一次設(shè)備臺(tái)賬信息，如動(dòng)作記錄、投運(yùn)日期以及生產(chǎn)廠家，還可獲得二次設(shè)備廠家信息，如設(shè)備型號(hào)、廠家名稱，可以保證故障發(fā)生之后，能夠全面而快速地獲取到故障設(shè)備相關(guān)信息，給調(diào)度運(yùn)行者提供參考和指導(dǎo)。這種要求是當(dāng)下情況智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)的，這就迫切需要有一套新系統(tǒng)有力支撐調(diào)度工作。
1.3 生產(chǎn)管理系統(tǒng)的需求
智能電網(wǎng)正在飛速發(fā)展，這就使生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)提出了新要求，特別是對(duì)一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)提出了更高要求。生產(chǎn)管理系統(tǒng)根據(jù)需求靈活配置狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備的上送間隔和采樣頻率，生產(chǎn)管理系統(tǒng)在安全Ⅲ區(qū)，但是狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在安全Ⅱ區(qū)，只有使用專用網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)兩者間的通信，同時(shí)要保正和電力二次系統(tǒng)信息安全分區(qū)的必要要求相符合。
生產(chǎn)管理系統(tǒng)同時(shí)具有設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的功能，在設(shè)備檢修和維護(hù)時(shí)具有操作票管理和工作票管理、變電站內(nèi)部設(shè)備的臺(tái)賬信息維護(hù)、定值單管理等功能，這些都可以在智能變電站的內(nèi)部進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)其與變電站協(xié)同互動(dòng)效果，進(jìn)而替代人工開(kāi)票、人工操作的流程，使變電站智能化總水平切實(shí)提高。這些功能都是目前情況下智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)不具有的，所以迫切需求開(kāi)發(fā)新監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。
2 系統(tǒng)范疇
一體化的監(jiān)控系統(tǒng)按照全站信息共享的標(biāo)準(zhǔn)化、通信平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)化、信息的數(shù)字化基本要求來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)系統(tǒng)的集成優(yōu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)全站信息統(tǒng)一性接入、統(tǒng)一性存儲(chǔ)以及統(tǒng)一性展示，是一些功能得到實(shí)現(xiàn)，例如操作控制、運(yùn)行監(jiān)視、綜合信息的分析和智能告警以及運(yùn)行管理與輔助應(yīng)用等。
智能變電站二次系統(tǒng)自動(dòng)化體系由一體化監(jiān)控系統(tǒng)和輸變電輔助設(shè)備、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)、時(shí)鐘同步和計(jì)量等一起構(gòu)成。監(jiān)控系統(tǒng)在縱向貫通著調(diào)度和生產(chǎn)等一些主站系統(tǒng)，在橫向上聯(lián)通著變電站內(nèi)的各個(gè)自動(dòng)化設(shè)備，是體系結(jié)構(gòu)中核心的部分。這個(gè)系統(tǒng)能采集站內(nèi)的電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)時(shí)信息以及二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化接口和輸變電設(shè)備輔助應(yīng)用、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、計(jì)量等功能進(jìn)行交互信息，使變電站全景數(shù)據(jù)采集、全景數(shù)據(jù)處理、全景數(shù)據(jù)監(jiān)視、全景數(shù)據(jù)控制、全景數(shù)據(jù)運(yùn)行管理功能得以實(shí)現(xiàn)，邏輯關(guān)系下圖1所示。IDE是智能電子設(shè)備，PMU是相量測(cè)量單元。
如（圖1）所示，該系統(tǒng)不包括建設(shè)變電站的內(nèi)部全部設(shè)備，卻要接收在站內(nèi)的所有設(shè)備信息。傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)牽涉到的電網(wǎng)運(yùn)行設(shè)備實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)監(jiān)視仍然在該系統(tǒng)范疇內(nèi)。新增加的計(jì)量系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及輔助應(yīng)用系統(tǒng)等不在一體化的監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)范圍之內(nèi)，這就是說(shuō)在變電站設(shè)備招標(biāo)的建設(shè)環(huán)節(jié)中，這些系統(tǒng)可以進(jìn)行獨(dú)立招標(biāo)和建設(shè)，其信息要上送給一體化監(jiān)控系統(tǒng)，或者在該系統(tǒng)需要時(shí)能采集到。這樣不僅清晰地將一體化監(jiān)控系統(tǒng)范疇明確化，同時(shí)也和智能化變電站正在運(yùn)行的管理體制以及模式匹配起來(lái)，可操作性較好。
3 系統(tǒng)新型設(shè)備
3.1 綜合應(yīng)用服務(wù)器
這種服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)和狀態(tài)計(jì)量、監(jiān)測(cè)、消防、電源、安防以及環(huán)境監(jiān)測(cè)類設(shè)備的信息通信，綜合分析以及統(tǒng)一展示之后，進(jìn)行一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)以及輔助設(shè)備運(yùn)行控制、運(yùn)行監(jiān)視與運(yùn)行管理工作。使用綜合應(yīng)用服務(wù)器接入站內(nèi)的輔助應(yīng)用、狀態(tài)監(jiān)測(cè)等信息，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)它的監(jiān)視、控制和操作。一定程度來(lái)看，這種服務(wù)器相當(dāng)于站內(nèi)監(jiān)控主機(jī)的功能，能輔助實(shí)現(xiàn)非即時(shí)和準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)接入與處理，并且這種設(shè)備承擔(dān)向其他的主站系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)。
3.2 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的關(guān)機(jī)
這是一類通信裝置，是用來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化變電站和生產(chǎn)、調(diào)度主站系統(tǒng)間的通信活動(dòng)的，主站系統(tǒng)在其幫助下能夠具有為智能化變電站的遠(yuǎn)程瀏覽、信息查詢以及監(jiān)視控制等功能去提供模型、圖形和數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù)功能。要達(dá)到信息安全分區(qū)要求，這種通信裝置根據(jù)不同分區(qū)分成3種類型，分別是Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)、Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)和Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)。對(duì)Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)來(lái)說(shuō)，其功能相當(dāng)于傳統(tǒng)的變電站中總控裝置部分，具有變電站的內(nèi)部進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋＂騾^(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)可以使變電站的內(nèi)部的非實(shí)時(shí)或準(zhǔn)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，例如狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和輔應(yīng)用等。Ⅲ/Ⅳ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)可以與其他的主站進(jìn)行信息傳輸工作。安全分區(qū)之內(nèi)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)，功能角度來(lái)分析是相同的設(shè)備，因?yàn)榉謪^(qū)不相同，承擔(dān)的功能也變得不同。此裝置和傳統(tǒng)型總控裝置還有一個(gè)典型的區(qū)別，它具備讓調(diào)度中心這類主站系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視控制、遠(yuǎn)程瀏覽和信息查詢的功能，調(diào)控或者調(diào)度中心這類主站系統(tǒng)能通過(guò)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行變電站的內(nèi)部操作、控制和監(jiān)視。
參考文獻(xiàn)
[1]卿小毅.智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品.
【關(guān)鍵詞】變電站 自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì)
在經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展過(guò)程中，社會(huì)各行各業(yè)對(duì)電力需求量逐漸增大，對(duì)供電安全可靠性也提出了更高的要求。變電站是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，加強(qiáng)對(duì)其有效的監(jiān)控，能夠提升電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。基于此，加強(qiáng)對(duì)變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。
1 變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)概述
在國(guó)家電力建設(shè)改革過(guò)程中，對(duì)電力系統(tǒng)改造提出了兩點(diǎn)要求，第一，盡可能減少投資，提升建設(shè)效益，保證電力系統(tǒng)整體的運(yùn)行水平；第二，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性。變電站作為電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，與電力經(jīng)濟(jì)效益、安全運(yùn)行息息相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)等不斷的發(fā)展，為變電站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)控提供了技術(shù)基礎(chǔ)。變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)就是運(yùn)用這些技術(shù)，通過(guò)有效的設(shè)計(jì)，在硬件設(shè)備以及軟件程序的共同支撐下，對(duì)變電站運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證變電站運(yùn)行的安全性，對(duì)電網(wǎng)綜合自動(dòng)化發(fā)展做出巨大的貢獻(xiàn)。
2 變電站自動(dòng)化監(jiān)控軟件開(kāi)發(fā)
現(xiàn)階段，程序設(shè)計(jì)方法多種多樣，但以模塊化程序設(shè)計(jì)與面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)為主，將兩者有效地結(jié)合起來(lái)，形成一套完整的變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式。變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)一般使用后臺(tái)軟件，結(jié)合模塊化和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方式，基本上確定了后臺(tái)軟件應(yīng)有的功能，由這些基本功能構(gòu)成系統(tǒng)的主要特征。采用模塊化程序設(shè)計(jì)的方式，將后臺(tái)軟件分為若干個(gè)子系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、報(bào)表系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、主控程序等等，每一個(gè)子系統(tǒng)由簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)關(guān)系構(gòu)成，容易建立模型。因此，在具體的軟件開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，一般采用分層分析設(shè)計(jì)以及線程技術(shù)方法。
2.1 分層分析設(shè)計(jì)方法
根據(jù)變電站業(yè)務(wù)處理、控制流圖以及數(shù)據(jù)流圖等，明確后臺(tái)監(jiān)控軟件的主要層次，即數(shù)據(jù)處理層、通信層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層等，利用分層分析設(shè)計(jì)方法，逐層進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，對(duì)層與層之間的接口進(jìn)行明確規(guī)定，降低開(kāi)發(fā)的難度，提高數(shù)據(jù)接口的兼容性以及移植性。
2.2 線程技術(shù)方法
以線程技術(shù)為主的變電站監(jiān)控主站，能夠利用不同的線程完成不同的任務(wù)，合理區(qū)分線程的優(yōu)先級(jí)別，就能夠完成實(shí)時(shí)性不同的任務(wù)，提高了變電站監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理效率，保證各項(xiàng)緊急任務(wù)發(fā)生后系統(tǒng)的響應(yīng)速度。
3 變電站自動(dòng)化監(jiān)控軟件的構(gòu)成
變電站自動(dòng)化監(jiān)控軟件的構(gòu)成分為三個(gè)部分，即底層數(shù)據(jù)服務(wù)器、中間層數(shù)據(jù)庫(kù)以及高層應(yīng)用程序。
3.1 底層數(shù)據(jù)服務(wù)器
該層具有數(shù)據(jù)處理以及通訊兩種功能，能夠接收到RTU采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，包括變電站運(yùn)行的狀態(tài)量、模擬量以及時(shí)間順序等等，同時(shí)還能夠向高層程序?qū)拥腞TU發(fā)送控制命令，并顯示源碼數(shù)據(jù)。對(duì)原始的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的處理，形成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并及時(shí)傳輸?shù)街虚g層數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供給應(yīng)用軟件使用，確保信息的實(shí)時(shí)性。
3.2 中間層數(shù)據(jù)庫(kù)
中間層數(shù)據(jù)庫(kù)主要是面向應(yīng)用程序，具有系統(tǒng)功能分析，是整個(gè)數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)的核心，能夠?yàn)楦邔討?yīng)用功能模塊提供各種有用的數(shù)據(jù)信息。根據(jù)系統(tǒng)性能的不同，將數(shù)據(jù)庫(kù)分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)以及輔助數(shù)據(jù)庫(kù)幾類。
3.3 高層應(yīng)用程序
高層應(yīng)用程序具有多個(gè)功能，包括監(jiān)視功能、遙控遙調(diào)功能、數(shù)據(jù)采樣計(jì)算處理功能、打印功能、接線圖編輯顯示功能、報(bào)表功能、參數(shù)管理功能、人機(jī)接口功能以及系統(tǒng)安全維護(hù)功能。該層的應(yīng)用程序，能夠?qū)⒆冸娬具\(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)異常情況就會(huì)發(fā)出警報(bào)，并做好備份工作。對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)信息、報(bào)表等還能夠進(jìn)行打印，為系統(tǒng)設(shè)置、維護(hù)等提供配套的參數(shù)管理，根據(jù)用戶操作內(nèi)容的不同，設(shè)置有效的權(quán)限管理。
4 變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到數(shù)據(jù)功能的組合與分散，系統(tǒng)通訊以及數(shù)據(jù)處理功能都是為高層應(yīng)用程序提供有效的數(shù)據(jù)，如果將兩者分開(kāi)，必會(huì)影響數(shù)據(jù)處理的時(shí)間，也會(huì)增多數(shù)據(jù)傳遞時(shí)間，將處理過(guò)程復(fù)雜化。所以，一般需要將通訊與數(shù)據(jù)處理功能進(jìn)行組合，形成一個(gè)獨(dú)立的功能模塊，我們稱之為數(shù)據(jù)服務(wù)器，兩者的組合能夠節(jié)約數(shù)據(jù)處理時(shí)間，提高系統(tǒng)整體的效率。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理、報(bào)表功能、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、遠(yuǎn)動(dòng)功能等功能之間數(shù)據(jù)聯(lián)系較少，獨(dú)立性較強(qiáng)，可以實(shí)行分散，盡可能使其與應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)生聯(lián)系，形成以數(shù)據(jù)為中心的功能結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)操作和維護(hù)。
值得注意的是，在變電站巡檢操作人員操作設(shè)備過(guò)程中，在主控室操作后，又必須到現(xiàn)場(chǎng)查看并驗(yàn)證一次設(shè)備的實(shí)際位置，如果操作項(xiàng)目多的話，過(guò)程反復(fù)又浪費(fèi)時(shí)間，自動(dòng)化的程度還有待提高。假如操作人員在主控室或調(diào)度室就能查看一次設(shè)備的運(yùn)行工況，則會(huì)大大減少操作人員的勞動(dòng)量和時(shí)間。所以，未來(lái)的趨向?qū)⑹窃谝淮卧O(shè)備附近裝設(shè)視頻和聲控系統(tǒng)，通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)和通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣和傳輸，運(yùn)行操作人員在遠(yuǎn)方就能對(duì)設(shè)備的運(yùn)行工況及狀態(tài)變化情況了如指掌，同時(shí)又減少與高壓設(shè)備危險(xiǎn)接觸的不定因素。但就目前而言，大部分人員計(jì)算機(jī)技術(shù)能力有待提高，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單分合閘操作以及線路改命名等簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)編譯工作等，遇到復(fù)雜問(wèn)題仍需向廠家求助，這一問(wèn)題需要后續(xù)解決。
5 總結(jié)
通過(guò)上述分析可知，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力事業(yè)改革工作正如火如荼地進(jìn)行中，各行各業(yè)對(duì)電能的需求量不斷提升，給電力系統(tǒng)運(yùn)行的質(zhì)量提出了更高的要求。變電站是電力系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分，是輸電系統(tǒng)中關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展過(guò)程中，我們要通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，建立變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)其運(yùn)行進(jìn)行有效的監(jiān)控，保證變電站運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、概述
隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，視頻監(jiān)控系統(tǒng)在諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及配套設(shè)備逐漸成熟，在變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控中發(fā)揮重要作用。視頻監(jiān)控中心、被控站及傳輸網(wǎng)絡(luò)組成變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況，了解及解決突發(fā)故障。
二、變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理及功能
變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將變電站內(nèi)各監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬镜囊曨l主機(jī)。視頻主機(jī)對(duì)各收集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)秸{(diào)度中心和集控站視頻監(jiān)控中心，運(yùn)行人員通過(guò)監(jiān)控中心視頻監(jiān)控工作站對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視。
遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：監(jiān)控中心、通信通道和數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是采用攝像頭和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)和視頻圖片數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮，其環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、風(fēng)力和煙霧等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的設(shè)備將放置在各個(gè)需要監(jiān)控的變電站內(nèi)。
通信通道是采用光纖或者互聯(lián)網(wǎng)等把壓縮數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通信通道的帶寬將會(huì)影響監(jiān)控中心的視頻效果，如果帶寬不能滿足視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅曨l播放將會(huì)延時(shí)，達(dá)不到實(shí)時(shí)。監(jiān)控中心將接受到的信息進(jìn)行處理，探測(cè)出變電站的各種變化，給出報(bào)警信號(hào)，并能自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)保護(hù)設(shè)備。當(dāng)環(huán)境和安防監(jiān)控發(fā)生報(bào)警時(shí)，使工作人員能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，采取處理措施。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)由一個(gè)監(jiān)控中心對(duì)各遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視和控制。系統(tǒng)由監(jiān)控中心、傳輸網(wǎng)絡(luò)、被控站組成。監(jiān)控點(diǎn)攝像機(jī)的視頻信號(hào)經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)通過(guò)光纖冗余環(huán)網(wǎng)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。在監(jiān)控中心光端機(jī)上接收數(shù)字復(fù)用信號(hào)，接入到視頻切換矩陣。并在監(jiān)控中心把視頻信號(hào)送至監(jiān)控中心局域網(wǎng)上。視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用安裝在前端的攝像機(jī)等設(shè)備將被監(jiān)控目標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同時(shí)通過(guò)監(jiān)控中心控制前端設(shè)備的操作。變電站運(yùn)行人員通過(guò)安裝在監(jiān)控中心的視頻系統(tǒng)可以操作目標(biāo)區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)視。具體來(lái)說(shuō)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能具有以下幾方面：
（1）視頻監(jiān)控主機(jī)可對(duì)所有的接入信號(hào)進(jìn)行全天24小時(shí)的監(jiān)控，并把采集的視頻數(shù)據(jù)保存到監(jiān)控中心的主機(jī)中，其視頻數(shù)據(jù)保存時(shí)間為30天。在視頻顯示窗口中將顯示站名、地點(diǎn)命名、時(shí)間和日期等信息。
（2）系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉膱D像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對(duì)監(jiān)控區(qū)域的物體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行偵測(cè)。如果采集的圖像數(shù)據(jù)在變化或者物體在運(yùn)動(dòng)，將分析圖像中物體的變化程度，如果超出限定值將觸發(fā)警報(bào)。
（3）根據(jù)變電站設(shè)備的特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)中可以制定相應(yīng)的巡檢表。監(jiān)控人員可以按照操作要求進(jìn)行巡檢監(jiān)控，并且一臺(tái)設(shè)備可以監(jiān)視多個(gè)目標(biāo)區(qū)域。檢測(cè)多個(gè)區(qū)域時(shí)設(shè)備能預(yù)置多個(gè)監(jiān)控位置的云臺(tái)和鏡頭參數(shù)，能方便快速地轉(zhuǎn)到相應(yīng)預(yù)置點(diǎn)，并自動(dòng)調(diào)整好鏡頭的變焦和圖像清晰度。
（4）系統(tǒng)配置有溫度探測(cè)傳感器、濕度探測(cè)傳感器和煙霧探測(cè)傳感器等設(shè)備。這些裝置能自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和煙霧，如果檢測(cè)值超出范圍，立即發(fā)出報(bào)警。
三、變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)
1 系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)
視頻監(jiān)控系統(tǒng)能夠得到實(shí)現(xiàn)和正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)就是由支撐系統(tǒng)，中心的控制系統(tǒng)會(huì)以及相應(yīng)的前端設(shè)備，最后是客戶端一起構(gòu)成的綜合性系統(tǒng)。在系統(tǒng)里邊，中心管理平臺(tái)發(fā)揮的最重要的功能就是能夠?qū)崿F(xiàn)信息和命令的下達(dá)，還能夠?qū)崿F(xiàn)不同的信息中心的信息的傳遞和互換；先關(guān)的事物的管理控制；有關(guān)用戶的設(shè)置，系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的管理控制，以及整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)的控制等，還能夠?qū)﹁b權(quán)進(jìn)行相應(yīng)的認(rèn)證工作，對(duì)用戶應(yīng)該收取的費(fèi)用的計(jì)算，甚至牽扯到營(yíng)業(yè)，相關(guān)的統(tǒng)計(jì)分析等等多方面的功能的實(shí)現(xiàn)。而系統(tǒng)的控制中心主要是由以下幾個(gè)方面構(gòu)成的：系統(tǒng)管理部分；發(fā)放媒體的部分；儲(chǔ)存媒體的部分以及最后對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行相應(yīng)的管理的部分。系統(tǒng)指定的部分共同合作完成好媒體的信息命令的下達(dá)和系統(tǒng)運(yùn)行的管理，媒體有關(guān)信息的調(diào)用，儲(chǔ)存，發(fā)送信息等多方面的功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的某些部分還能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的管理、設(shè)施及互聯(lián)網(wǎng)的管理等多種方面的功能的實(shí)現(xiàn)。還能夠在相關(guān)的連接地方實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的信息的交換功能。
2 實(shí)現(xiàn)視頻的多點(diǎn)傳輸
通過(guò)組播去減小網(wǎng)絡(luò)的傳輸壓力。組播技術(shù)可以將每一個(gè)編碼作為組播源，可以對(duì)監(jiān)控圖像進(jìn)行遏制粘貼和轉(zhuǎn)發(fā)IP放棄圖像。這樣一來(lái)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)可以不計(jì)規(guī)模大小和用戶數(shù)的多少，都可預(yù)算出數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于網(wǎng)絡(luò)寬帶的要求，并根據(jù)此要求來(lái)對(duì)對(duì)點(diǎn)傳輸采取進(jìn)一步的管理和控制。
3 多級(jí)多域管理
用戶對(duì)于變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的需求都是比較復(fù)雜和多變的，因此，為了滿足客戶的這些需求，就要實(shí)現(xiàn)將整個(gè)系統(tǒng)劃分成數(shù)個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)，在利用這些子系統(tǒng)來(lái)獨(dú)立進(jìn)行對(duì)應(yīng)區(qū)域的監(jiān)控任務(wù)，同時(shí)也可以利用域間接口來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其他區(qū)域的業(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)控。為了可以實(shí)現(xiàn)多級(jí)多域管理，我們可以通過(guò)配置域間路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，每一個(gè)區(qū)域都必須要獨(dú)立、統(tǒng)一配置對(duì)應(yīng)區(qū)域的ID，而且還要配置一條可以從上級(jí)區(qū)域通達(dá)下級(jí)區(qū)域的路由，而對(duì)于是否可以通達(dá)下級(jí)區(qū)域，還需要過(guò)向上級(jí)區(qū)域注冊(cè)才可以判斷，而上下級(jí)之間的信息交換也可以由路由來(lái)實(shí)現(xiàn)。
4 視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
攝像機(jī)的安裝要美觀、牢固、照攝范圍合理。支架和固定面的自攻釘要擰緊，支架和攝像機(jī)的連接處螺母要擰死。攝像機(jī)的位置，有它的照攝范圍，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境結(jié)合鏡頭的調(diào)整，把攝像機(jī)調(diào)整出最佳的角度和范圍。變電站監(jiān)控根據(jù)網(wǎng)點(diǎn)所配備的硬盤(pán)錄像機(jī)數(shù)目和硬盤(pán)，要合理的給每臺(tái)硬盤(pán)錄像機(jī)配備相應(yīng)的硬盤(pán)，達(dá)到錄像資料保存時(shí)間的要求。工程施工負(fù)責(zé)人要合理計(jì)算硬盤(pán)容量和存儲(chǔ)時(shí)間，確保遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控資料長(zhǎng)期保存。
5 圖像顯示處理功能
以地理圖方式顯示整個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點(diǎn)位置、分布、設(shè)備配置情況和運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在畫(huà)面上顯示報(bào)警信息；系統(tǒng)可將時(shí)間、日期、攝像機(jī)編號(hào)、報(bào)警狀態(tài)疊加到每一路視頻輸出上，并可控制它在監(jiān)視器上的位置和大小； 能夠監(jiān)視變電站所設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)視；視頻監(jiān)控與機(jī)電集控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)機(jī)電設(shè)備集控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到異常情況時(shí)，調(diào)動(dòng)攝像機(jī)到預(yù)定位置，進(jìn)行攝像，并對(duì)故障現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行錄像，以備查證；變電站的攝像機(jī)畫(huà)面可設(shè)防，在探測(cè)范圍內(nèi)出現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)硬盤(pán)錄像。硬盤(pán)錄像機(jī)對(duì)已保存的圖像可進(jìn)行逐幀回放、凍結(jié)和圖像增強(qiáng)；硬盤(pán)錄像所生成的文件，可拷貝到其他存儲(chǔ)設(shè)備保存。
6 視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)
視頻監(jiān)控傳輸系統(tǒng)是視頻監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳輸系統(tǒng)的穩(wěn)定性先進(jìn)性也關(guān)系到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和體現(xiàn)了系統(tǒng)的先進(jìn)性。通過(guò)4芯光纖將整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣M成雙纖自愈環(huán)網(wǎng)，具備環(huán)網(wǎng)自愈保護(hù)功能，極大的提高了系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)某一點(diǎn)光纖故障或設(shè)備發(fā)生故障時(shí)不影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)由雙環(huán)構(gòu)成，一個(gè)為工作環(huán)，一個(gè)為備份環(huán)。每個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)都連接在兩個(gè)環(huán)上。在正常狀態(tài)下，信號(hào)在工作環(huán)上傳輸。當(dāng)某個(gè)站點(diǎn)的光纖或設(shè)備損壞時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)倒換到備份環(huán)上傳輸信號(hào)。從而形成雙環(huán)自愈，保證系統(tǒng)正常傳輸信號(hào)。
結(jié)語(yǔ)
遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)在變電站中的應(yīng)用，極大的提高了設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控水平，減少管理費(fèi)用。目前，限于網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸效率，在未來(lái)還有較大提升空間。隨著網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的提高，變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將越來(lái)越完善，并將發(fā)揮重要功用。
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【關(guān)鍵詞】變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng) 綜合自動(dòng)化 改造
由于目前科技的快速發(fā)展，電力能源成為我國(guó)可再生資源中最重要的能源之一。通過(guò)對(duì)大部分企業(yè)單位的調(diào)查和了解，對(duì)變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動(dòng)化改造的內(nèi)容進(jìn)行了總體整理和分析，對(duì)日后綜合自動(dòng)化改造的全面應(yīng)用提供了前期的學(xué)術(shù)借鑒。
1 變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)的主要內(nèi)容
1.1 變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)
變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合化是在現(xiàn)代化科技發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合了以往的變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行重組、優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行情況的檢測(cè)、監(jiān)視等目的。在變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動(dòng)化出現(xiàn)之前，站內(nèi)設(shè)備比較落后，容易出現(xiàn)不穩(wěn)定、維護(hù)成本較高等問(wèn)題，而系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的出現(xiàn)，簡(jiǎn)化了站內(nèi)二次接線，為企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益，也為用戶提供了高質(zhì)量的電力能源[1]。
1.2系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
大部分變電站綜合化系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本相似，包括異步串行網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)和工業(yè)以太網(wǎng)。三種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐步發(fā)展，其中工業(yè)以太網(wǎng)在變電站電氣監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用前景最為廣闊。
1.2.1 異步串行網(wǎng)絡(luò)
主要以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的工作方式運(yùn)行，主要分為站控層、間隔層和過(guò)程層三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在部門(mén)小規(guī)模的變電站和110kV終端變電站也可以只用RS422和RC485組成的網(wǎng)絡(luò)。異步串行網(wǎng)絡(luò)通常用于早期的變電站綜合系統(tǒng)，目前已經(jīng)逐漸不再使用。
1.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)
相比于異步串行網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)具備更多的優(yōu)點(diǎn)。大部分現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)適用于規(guī)模較大的變電站，由于站內(nèi)節(jié)點(diǎn)數(shù)比較多，而現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)可以將所有的節(jié)點(diǎn)連接在一起，對(duì)于單獨(dú)節(jié)點(diǎn)的增加或退出也更加方便。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)具有抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
1.2.3 工業(yè)以太網(wǎng)
工業(yè)以太網(wǎng)是目前我國(guó)變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中比較成熟的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以太網(wǎng)本身也具有快速、安全、靈活等特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)企業(yè)的變電站電氣監(jiān)控綜合自動(dòng)化改造系統(tǒng)。
1.3變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的內(nèi)容
變電站電氣監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分：站控層和間隔層。其中，站控層主要負(fù)責(zé)對(duì)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制等，而間隔層主要負(fù)責(zé)通過(guò)通訊介質(zhì)相互連接。站控層主要包括運(yùn)動(dòng)通信設(shè)備、GPS對(duì)時(shí)裝置等，間隔層主要包括保護(hù)裝置、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等[2]。
2 變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展歷史
變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展主要分為一、二、三代系統(tǒng)，下面分別介紹一下三代系統(tǒng)各自的特點(diǎn)。
2.1第一代變電站綜合化系統(tǒng)
20世紀(jì)80年代中后期，我國(guó)開(kāi)始研究變電站電氣監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。第一代主要以RTU裝置為基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)“四搖”功能為目的，在二次接線基礎(chǔ)上增設(shè)RTU裝置，重要保護(hù)的信息則通過(guò)節(jié)點(diǎn)傳送到RTU裝置。第一代系統(tǒng)的弊端就是整體性能低下，系統(tǒng)功能不強(qiáng)，但卻有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。因此，第一代系統(tǒng)比較適用于老變電站的改造。
2.2第二代變電站綜合化系統(tǒng)
20世紀(jì)80年代后期，我國(guó)研究了以單片機(jī)為基礎(chǔ)，通過(guò)功能劃分硬件結(jié)構(gòu)的第二代綜合化系統(tǒng)。單片技術(shù)的成熟使市場(chǎng)上出現(xiàn)了大量的微機(jī)化功能裝置，而將這些組合在一起就形成了包括數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控主機(jī)等功能的第二代綜合化系統(tǒng)。第二代系統(tǒng)的弊端是系統(tǒng)功能復(fù)雜、穩(wěn)定性不強(qiáng)，但也具有較強(qiáng)的在線功能，可以使工控機(jī)從大量的數(shù)據(jù)采集工具中解脫出來(lái)。
2.3第三代變電站綜合化系統(tǒng)
20世紀(jì)90年代，新興起的自動(dòng)化系統(tǒng)為我國(guó)第三代變電站綜合化系統(tǒng)提供了技術(shù)支持與安全保障。通過(guò)對(duì)先進(jìn)工業(yè)的控制，以現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，研究出了分散式綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。第三代系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化了變電站設(shè)備的配置，縮小了工作面積，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性與安全性，簡(jiǎn)化了操作要求等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在我國(guó)各個(gè)變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的改造中[3]。
3 變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用
主要以根河220kV變電站新建二次系統(tǒng)為例進(jìn)行說(shuō)明。
3.1各種數(shù)據(jù)的整理歸納
變電站監(jiān)控方式按照近期少人值班遠(yuǎn)期無(wú)人值班設(shè)計(jì)，配置一套自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全站內(nèi)相關(guān)信息采集及處理，并利用系統(tǒng)本身的信息遠(yuǎn)傳功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)度端遠(yuǎn)傳功能。實(shí)現(xiàn)全站防誤閉鎖、無(wú)功自動(dòng)控制等智能功能。在進(jìn)行二次系統(tǒng)的使用之前，首先對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)和分析，如監(jiān)測(cè)監(jiān)控范圍、電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)等。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的記錄和計(jì)算，選擇最合理的安裝方案。
3.2制定配置方案
根據(jù)相關(guān)的配置原則，對(duì)站內(nèi)相關(guān)信息統(tǒng)一采集處理，實(shí)現(xiàn)資源共享。監(jiān)控系統(tǒng)與繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)統(tǒng)一配置，繼電保護(hù)故障信息系統(tǒng)能與各繼電保護(hù)裝置和故障錄波裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，收集各繼電保護(hù)裝置及故障錄波裝置的動(dòng)作信號(hào)、運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，通過(guò)必要的分析軟件，在站內(nèi)對(duì)事故進(jìn)行分析。
在一系列的準(zhǔn)備工作結(jié)束后，就可以對(duì)利用這些數(shù)據(jù)的整理，在配置方案的指導(dǎo)下進(jìn)行220kV變電站新工程的建立。
4 結(jié)語(yǔ)
第二次工業(yè)革命以后，電力逐漸融入到我們的生活當(dāng)中，同時(shí)也成為了我們生命中不可或缺的能源。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科技的進(jìn)步使我們對(duì)電力的需求也與日俱增，本文主要通過(guò)對(duì)220kV變電站電氣監(jiān)控綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的介紹，論述了變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的重要性以及未來(lái)發(fā)展的前景。因此，變電站電氣監(jiān)控系統(tǒng)綜合自動(dòng)化的改造對(duì)我國(guó)電力研究來(lái)說(shuō)是十分重要的一項(xiàng)研究項(xiàng)目。
參考文獻(xiàn)：
[1]符良震.220kV變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，2015，11（23）：1-2.
【關(guān)鍵詞】 智能變電站 智能電網(wǎng) 變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)
一、智能變電站
智能電網(wǎng)的重要組成部分是智能變電站，采用了可靠、先進(jìn)、低碳、集成、和環(huán)保的設(shè)備，要求智能變電站通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的采集、控制、計(jì)量等功能，還要實(shí)現(xiàn)智能控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、報(bào)警追蹤、信息聯(lián)動(dòng)、實(shí)時(shí)性分析決策等高級(jí)功能。因此要求變電站要有可靠、高效的檢測(cè)及控制設(shè)備。
二、智能變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及核心技術(shù)
智能變電站的視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)由智能設(shè)備監(jiān)測(cè)終端（攝像頭、溫濕度傳感器、數(shù)字導(dǎo)線傳感器等前端設(shè)備）、主站采集監(jiān)控系統(tǒng)（系統(tǒng)軟件、RPU等處理硬件）和通信網(wǎng)絡(luò)（含數(shù)字、模擬兩種網(wǎng)絡(luò)）三部分組成。
利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能主站采集監(jiān)控終端安裝在設(shè)備的中心機(jī)房，它的功能包含氣體泄流監(jiān)測(cè)設(shè)備、SF6、直流絕緣監(jiān)測(cè)、在線監(jiān)測(cè)設(shè)備、變壓器色譜分析儀、蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，以光纖以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息的可靠傳遞。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估以監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)通訊網(wǎng)傳遞到系統(tǒng)主站為基礎(chǔ)。
現(xiàn)在想要提供設(shè)備視頻及監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性，必須要考慮在設(shè)備之間傳輸信號(hào)的抗干擾和隔離、抗雷擊的沖擊，放大部分使用精度高、零點(diǎn)漂移小的放大器和精密度的電阻設(shè)備，以此實(shí)現(xiàn)模擬放大的穩(wěn)定性；在設(shè)備質(zhì)量的總線端口加入光電隔離信號(hào)設(shè)備，來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)設(shè)備通信地電位的問(wèn)題；為了減少大信號(hào)對(duì)通信線路的沖擊損壞，所以戶外的RS485線路增加了雷電保護(hù)電路。
遠(yuǎn)程服務(wù)器采集平臺(tái)有向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送通信指令、接收、處理信息、對(duì)正在運(yùn)行的電力設(shè)備實(shí)時(shí)評(píng)估和報(bào)警、故障分析和互聯(lián)網(wǎng)的功能，把處理后的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)，等候信息查詢，或被其他設(shè)備系統(tǒng)調(diào)用，假如和一些相關(guān)數(shù)據(jù)融合，建立變電設(shè)備運(yùn)行和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中心，把分析的處理結(jié)果作為設(shè)備檢修數(shù)據(jù)的依據(jù)。
遠(yuǎn)程的服務(wù)器采集數(shù)據(jù)平臺(tái)是由B/S結(jié)構(gòu)、企業(yè)資源管理系統(tǒng)、安全生產(chǎn)信息資源系統(tǒng)、在線監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)等集成起來(lái)，達(dá)到共享資源信息的功能。數(shù)據(jù)庫(kù)在運(yùn)行時(shí)采用多線程技術(shù)，能完成并列的多個(gè)查詢，提高了工作效率。由于查詢模式的反復(fù)使用，減少了內(nèi)存的使用，數(shù)據(jù)庫(kù)與互聯(lián)網(wǎng)的隔離，用戶與互聯(lián)網(wǎng)的交互，增加了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。
三、智能變電站的視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的通訊技術(shù)
無(wú)人值班的變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)有安防及視頻的功能，來(lái)展現(xiàn)入侵探測(cè)、運(yùn)行監(jiān)視、防盜報(bào)警、火警報(bào)警、出入口門(mén)禁控制等監(jiān)測(cè)功能。使用離子感應(yīng)技術(shù)、紅外線、紫外線、單片機(jī)等技術(shù)，對(duì)系統(tǒng)的明火、煙霧、絕緣放電、環(huán)境濕度、小動(dòng)物入侵等各種設(shè)定的監(jiān)控事件進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)、記錄甚至是自調(diào)控，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街髡局魈幚碓O(shè)備，作為設(shè)備是否可以進(jìn)行正常工作的前提。
變電站的視頻及環(huán)境監(jiān)控中的視頻和安防傳輸信號(hào)傳輸?shù)郊刂行模岩曨l監(jiān)視和安防系統(tǒng)緊密的集成在一起。它是智能環(huán)境監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)有緊急情況發(fā)生的報(bào)警，視頻監(jiān)測(cè)設(shè)備可以自動(dòng)切換到相應(yīng)的攝像機(jī)上，傳輸報(bào)警圖像和信息，可以在地圖上顯示報(bào)警位置。視頻處理器可以對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)及故障報(bào)警，能及時(shí)準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)事故地點(diǎn)，傳輸?shù)郊刂行模@樣就可以在遠(yuǎn)端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與掌控。
四、基于GOOSE的智能變電站視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互技術(shù)
變電站視頻監(jiān)控是變電站監(jiān)控的重要節(jié)點(diǎn)，發(fā)生報(bào)警時(shí)視頻監(jiān)控設(shè)備自動(dòng)切換攝像機(jī)，調(diào)到報(bào)警點(diǎn)預(yù)設(shè)的焦距和角度，傳輸報(bào)警圖像和信息，在地圖上自動(dòng)顯示報(bào)警地點(diǎn)。
五、結(jié)論
未來(lái)電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)是智能變電站，而視頻及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)使用當(dāng)前先進(jìn)的電子傳感監(jiān)測(cè)和通信技術(shù)，是智能變電站的必備系統(tǒng)。他實(shí)現(xiàn)了對(duì)變電站各性能指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，變電站設(shè)備運(yùn)行環(huán)境和健康情況信息的實(shí)時(shí)采集。不僅如此，以上的各種數(shù)據(jù)將用來(lái)來(lái)分析變電站的各種數(shù)據(jù)信息，實(shí)時(shí)跟蹤和監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，報(bào)警和監(jiān)測(cè)信息，甚至是輔助地提供決策參考，使視頻監(jiān)控系統(tǒng)和智能變電站達(dá)到了完美的結(jié)合。既輔助了管理人員科學(xué)合理的安排調(diào)度工作，又可以提高變電站運(yùn)行人員的工作效率，進(jìn)而可以發(fā)揮更大的作用。
參 考 文 獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】視頻監(jiān)控；小波變換；變電站
引言
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和視頻技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為可能。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)能監(jiān)控變電站的安全和設(shè)備的運(yùn)行情況以及提供事故發(fā)生過(guò)程中的圖像資料。同時(shí)它具有防火、防盜等功能。因此變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)將是自動(dòng)化變電站的發(fā)展趨勢(shì)。本文簡(jiǎn)要介紹遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基本原理和功能，并對(duì)視頻監(jiān)控的數(shù)據(jù)處理和傳輸加以分析，實(shí)現(xiàn)了小波變換的視頻壓縮方法，消除了現(xiàn)有系統(tǒng)中DCT變換帶來(lái)的方塊效應(yīng)。
1 變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的原理及功能
變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)是將變電站內(nèi)各監(jiān)控目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的圖像和環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冸娬镜囊曨l主機(jī)。視頻主機(jī)對(duì)各收集的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)秸{(diào)度中心和集控站視頻監(jiān)控中心，運(yùn)行人員通過(guò)監(jiān)控中心視頻監(jiān)控工作站對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行監(jiān)視。
遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成：監(jiān)控中心、通信通道和數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集是采用攝像頭和環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)和視頻圖片數(shù)據(jù)，并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮，其環(huán)境數(shù)據(jù)包括溫度、風(fēng)力和煙霧等數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的設(shè)備將放置在各個(gè)需要監(jiān)控的變電站內(nèi)。通信通道是采用光纖或者互聯(lián)網(wǎng)等把壓縮數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，通信通道的帶寬將會(huì)影響監(jiān)控中心的視頻效果，如果帶寬不能滿足視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅曨l播放將會(huì)延時(shí)，達(dá)不到實(shí)時(shí)。監(jiān)控中心將接受到的信息進(jìn)行處理，探測(cè)出變電站的各種變化，給出報(bào)警信號(hào)，并能自動(dòng)啟動(dòng)相關(guān)保護(hù)設(shè)備。當(dāng)環(huán)境和安防監(jiān)控發(fā)生報(bào)警時(shí)，使工作人員能及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)情況，采取處理措施。
視頻監(jiān)控系統(tǒng)利用安裝在前端的攝像機(jī)等設(shè)備將被監(jiān)控目標(biāo)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，同時(shí)通過(guò)監(jiān)控中心控制前端設(shè)備的操作。變電站運(yùn)行人員通過(guò)安裝在監(jiān)控中心的視頻系統(tǒng)可以操作目標(biāo)區(qū)域的設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)視。具體來(lái)說(shuō)，視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能具有以下幾方面：
（1）視頻監(jiān)控主機(jī)可對(duì)所有的接入信號(hào)進(jìn)行全天24小時(shí)的監(jiān)控，并把采集的視頻數(shù)據(jù)保存到監(jiān)控中心的主機(jī)中，其視頻數(shù)據(jù)保存時(shí)間為30天。在視頻顯示窗口中將顯示站名、地點(diǎn)命名、時(shí)間和日期等信息。
（2）系統(tǒng)能夠?qū)Σ杉膱D像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對(duì)監(jiān)控區(qū)域的物體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行偵測(cè)。如果采集的圖像數(shù)據(jù)在變化或者物體在運(yùn)動(dòng)，將分析圖像中物體的變化程度，如果超出限定值將觸發(fā)警報(bào)。
（3）根據(jù)變電站設(shè)備的特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)中可以制定相應(yīng)的巡檢表。監(jiān)控人員可以按照操作要求進(jìn)行巡檢監(jiān)控，并且一臺(tái)設(shè)備可以監(jiān)視多個(gè)目標(biāo)區(qū)域。檢測(cè)多個(gè)區(qū)域時(shí)設(shè)備能預(yù)置多個(gè)監(jiān)控位置的云臺(tái)和鏡頭參數(shù)，能方便快速地轉(zhuǎn)到相應(yīng)預(yù)置點(diǎn)，并自動(dòng)調(diào)整好鏡頭的變焦和圖像清晰度。
（4）系統(tǒng)配置有溫度探測(cè)傳感器、濕度探測(cè)傳感器和煙霧探測(cè)傳感器等設(shè)備。這些裝置能自動(dòng)檢測(cè)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和煙霧，如果檢測(cè)值超出范圍，立即發(fā)出報(bào)警。
2 變電站遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控核心問(wèn)題
變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)攝像機(jī)等設(shè)備采集大量圖像數(shù)據(jù)，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。采集的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量非常巨大，例如分辨率為512X512的一副24位的真彩色圖像，數(shù)據(jù)量就將達(dá)到
512×512×24=786.4KB
如果攝像頭采集的圖像按每秒25幀的速度傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，每小時(shí)需要傳輸90000張圖像，則每小時(shí)監(jiān)控中心需要提供存儲(chǔ)圖像的空間為
同時(shí)，通信網(wǎng)絡(luò)每小時(shí)也需要傳輸70.7GB的數(shù)據(jù)量。因此通信傳輸和存儲(chǔ)空間成了遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。雖然擴(kuò)展通信帶寬和增加存儲(chǔ)空間可以解決視頻信息的傳輸和存儲(chǔ)所帶來(lái)的問(wèn)題，但是并不是一個(gè)很有效的解決辦法，并會(huì)帶來(lái)新的困惑。解決此問(wèn)題最有效的辦法是降低圖像數(shù)據(jù)量，因此圖像壓縮技術(shù)成為了遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的核心問(wèn)題。本文采用小波變換對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，降低了圖像數(shù)據(jù)量。
3 視頻數(shù)據(jù)壓縮
視頻監(jiān)控系統(tǒng)采集的視頻數(shù)據(jù)雖然數(shù)據(jù)量非常巨大，但是這些圖像數(shù)據(jù)之間是存在大量的冗余信息，這些冗余信息具有高度的相關(guān)性。在一些特定情況下，視頻數(shù)據(jù)允許有一定的失真，但是不影響視頻檢測(cè)的實(shí)際效果，因此可以通過(guò)去除視頻圖像數(shù)據(jù)之間的冗余來(lái)達(dá)到視頻數(shù)據(jù)壓縮的目的，使視頻數(shù)據(jù)的壓縮成為可能。本文采用小波變換對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了壓縮。
3.1 視頻小波變換原理
視頻小波變換編碼系統(tǒng)主要由二維小波變換、量化和熵編碼三部分組成。首先對(duì)視頻中每一幀圖像進(jìn)行二維小波變換（DWT），然后用改進(jìn)的門(mén)限值量化矩陣對(duì)所得的小波系數(shù)進(jìn)行量化，最后在比特分配階段對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行熵編碼。解碼過(guò)程是其編碼過(guò)程的逆過(guò)程。
3.2 二維小波變換算法原理
視頻中的每一幀圖像都是二維信號(hào)，圖像上任意一點(diǎn)都有一個(gè)圖像信號(hào)的灰度值與之對(duì)應(yīng)。其小波變換過(guò)程表示如下：
假設(shè)是一個(gè)二維信號(hào)，其中，表示二維基小波，即：
其中：A為尺度因子，都取整數(shù)，。
將進(jìn)行離散化處理可得：
，，
其中：是取定的非奇異矩陣，是離散化位移的序號(hào)，則二維小波變換方程為
其中：
，
峰值信噪比方程為：
其中：M，N分別表示圖像中像素點(diǎn)的行數(shù)和列數(shù)，表示橫坐標(biāo)為縱坐標(biāo)為的像素點(diǎn)的原始灰度值和壓縮后的灰度值，。
3.3 仿真實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)選用了一張圖片進(jìn)行小波變換處理，把處理后和處理前進(jìn)行了比較，其峰值信噪比為246.83Ddb。圖1和圖2分別表示處理前后的數(shù)據(jù)圖。
圖1原始數(shù)據(jù)圖 圖2小波系數(shù)圖像
4 結(jié)論
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，在變電站內(nèi)使用遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)成為變電站發(fā)展成為無(wú)人值班變電站的必然趨勢(shì)，本文分析了變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成和基本功能，并提出了小波變換數(shù)據(jù)壓縮方法，有效的降低了視頻數(shù)據(jù)量，此算法消除了傳統(tǒng)DCT變換帶來(lái)的邊緣效應(yīng)和方塊效應(yīng)，有效的防止誤碼傳輸，降低了傳輸數(shù)據(jù)量和算法復(fù)雜度。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】電網(wǎng)運(yùn)維 電網(wǎng)監(jiān)控 程序操作
1 引言
隨著人力成本的上升和電網(wǎng)自動(dòng)化水平的提高，目前國(guó)內(nèi)越來(lái)越的變電站采用了無(wú)人值守的模式，在電網(wǎng)操作方面開(kāi)始推行程序操作和順控操作。由此變電站的運(yùn)維服務(wù)也需隨之優(yōu)化，對(duì)變電站的運(yùn)維和監(jiān)控水平提出了新的要求。
變電站的監(jiān)控分為兩個(gè)部分。第一部分是電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的監(jiān)控，即包括變電站站所和設(shè)備的監(jiān)視，以及一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的核查。第二部分則是設(shè)備的異常狀態(tài)監(jiān)視，該部分的監(jiān)視主要針對(duì)電網(wǎng)二次設(shè)備和通信設(shè)備的監(jiān)視。
2 變電站運(yùn)維監(jiān)控現(xiàn)狀
2.1 變電站運(yùn)維主要職責(zé)
變電站運(yùn)維主要負(fù)責(zé)本站工作。包括所轄各站的現(xiàn)場(chǎng)定置管理、設(shè)備維護(hù)管理、零星維護(hù)管理和環(huán)境維護(hù)管理工作的實(shí)施，負(fù)責(zé)零星維護(hù)和環(huán)境維護(hù)的現(xiàn)場(chǎng)簽證并組織驗(yàn)收；負(fù)責(zé)主持較大的停送電和較復(fù)雜操作，并參加現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，確保安全措施完整，操作正確無(wú)誤周至少進(jìn)行變電站全面巡視檢查一次；每月至少參加一次夜間巡視測(cè)溫工作，及時(shí)掌握各站設(shè)備的運(yùn)行情況；參加交接班工作；組織并參加各類特巡檢查工作；
因此對(duì)于運(yùn)維人員而言，變電站的監(jiān)控主要包括兩個(gè)大的部分工作。第一是對(duì)設(shè)備的日常監(jiān)視和維護(hù)；第二部分是針對(duì)變電站的操作、檢修安全措施的布置，保障電網(wǎng)設(shè)備檢修工作的順利開(kāi)展。
2.2 變電站運(yùn)維監(jiān)控現(xiàn)狀
首先，在變電站日常的設(shè)備監(jiān)視上，我國(guó)大部分220kV及以下電壓等級(jí)的變電站采取無(wú)人值守，以安裝攝像頭的方式，通過(guò)攝像監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，包括變電站站內(nèi)的情況。少部分重點(diǎn)變電站引進(jìn)了巡檢機(jī)器人，可以對(duì)變電站站內(nèi)進(jìn)行移動(dòng)式的巡視。
其次，關(guān)于二次設(shè)備、通信設(shè)備以及輔助設(shè)備的監(jiān)視依靠設(shè)備發(fā)出的告警信息進(jìn)行集中監(jiān)控。但由于電網(wǎng)設(shè)備的更新，不同類型設(shè)備在不同異常狀態(tài)下發(fā)出的告警信息不一樣，對(duì)于不同型號(hào)設(shè)備在同樣異常時(shí)所發(fā)出的告警信號(hào)存在差異，因此在信號(hào)的辨識(shí)和識(shí)別上需要統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)。
3 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)建議
3.1 提高告警信號(hào)辨識(shí)度
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的設(shè)備更新?lián)Q代較快。目前我國(guó)運(yùn)行的電氣設(shè)備中，在一些較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)還存在60年運(yùn)的變電站，其對(duì)應(yīng)的設(shè)備相對(duì)較老。而最新投運(yùn)的變電站都是只能變電站，并且智能變電站的技術(shù)一直在更新中，對(duì)應(yīng)的發(fā)出的告警信號(hào)都不盡相同。特別是目前智能變電站對(duì)于PT、CT的改動(dòng)較大，涉及到相關(guān)的保護(hù)設(shè)備的告警信息變動(dòng)較大。另外是站內(nèi)通信的GOOSE網(wǎng)加入，其通信已經(jīng)影響到數(shù)據(jù)上傳和保護(hù)的正常動(dòng)作。
因此對(duì)于目前變電站設(shè)備型號(hào)多樣的情況下，應(yīng)當(dāng)根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的上層應(yīng)用用于提高告警信號(hào)的辨識(shí)度。只有提高告警信號(hào)的辨識(shí)度才可以迅速的辨識(shí)故障元件和故障原因，提高變電站運(yùn)維監(jiān)控的水平。具體的改進(jìn)措施包括：
（1）加強(qiáng)對(duì)告警信號(hào)接口的管理。開(kāi)發(fā)對(duì)應(yīng)的上層應(yīng)用，加強(qiáng)設(shè)備告警信息的辨識(shí)度。
（2）對(duì)告警信息進(jìn)行分類處理，對(duì)于開(kāi)關(guān)變位和保護(hù)失靈，高頻保護(hù)通道中斷導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)的信號(hào)需要優(yōu)先發(fā)送和重點(diǎn)告警。
（3）明確運(yùn)維和檢修人員的職責(zé)。因?yàn)閷?duì)告警信號(hào)的分類不明確，目前在事故和設(shè)備異常時(shí)的處理往往出現(xiàn)檢修和運(yùn)維人員相互推諉的情況，導(dǎo)致處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，延長(zhǎng)了故障的處理時(shí)間。對(duì)此，有必要對(duì)于告警信號(hào)在處置責(zé)任上進(jìn)行分類。保障電網(wǎng)設(shè)備異常的及時(shí)處理。
3.2 加強(qiáng)設(shè)備的關(guān)鍵位置監(jiān)視
目前我國(guó)在電氣設(shè)備的操作上，一般采用就地和遠(yuǎn)程操作相結(jié)合的方式。為保障人身安全，操作一般在變電站中控室進(jìn)行操作，操作完畢后然后由電網(wǎng)運(yùn)維人員去現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)開(kāi)關(guān)、刀閘的狀態(tài)，如果涉及到二次設(shè)備的操作還需要核實(shí)軟、硬壓板的投入情況。因此從嚴(yán)格意義上講變電站的操作并沒(méi)有達(dá)到無(wú)人操作和程序操作的深度。
然而，由于電網(wǎng)設(shè)備自動(dòng)化的深入，原本關(guān)于電網(wǎng)中的設(shè)備操作，例如刀閘的操作，都開(kāi)始進(jìn)行程序和順控操作。與之對(duì)應(yīng)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)校核也需要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，例如刀閘位置，壓板投入位置等。因此在現(xiàn)有的電氣設(shè)備監(jiān)視系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，需要新增對(duì)重要設(shè)備的監(jiān)視，以達(dá)到程序操作和順控操作的核對(duì)目的。其具體的實(shí)施內(nèi)容包括：
（1）刀閘、開(kāi)關(guān)的運(yùn)行位置監(jiān)視。由于程序操作和順控操作的逐步推廣。而刀閘的虛斷、虛合，開(kāi)關(guān)的虛斷、虛合都極有可能造成設(shè)備損害和人員傷亡，因此在操作過(guò)程中需要逐步核對(duì)開(kāi)關(guān)和刀閘的運(yùn)行位置，對(duì)于這些重要設(shè)備需要增加對(duì)應(yīng)的監(jiān)視。
（2）因地制宜開(kāi)展設(shè)備監(jiān)視，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精益化管理。對(duì)于較為偏遠(yuǎn)的變電站尤其要加強(qiáng)變電站周邊的監(jiān)視防止地質(zhì)和惡劣天氣對(duì)站內(nèi)設(shè)備的潛在威脅。
4 小結(jié)
隨著目前電網(wǎng)設(shè)備的更新以及電網(wǎng)智能化建設(shè)的深入，越來(lái)越多的智能設(shè)備被應(yīng)用到電網(wǎng)之中。而制約電網(wǎng)智能化應(yīng)用的主要原因是電網(wǎng)的監(jiān)控水平，其主要原因來(lái)自于設(shè)備和場(chǎng)地的監(jiān)視以及電網(wǎng)異常信息的監(jiān)控。本文從這兩點(diǎn)出發(fā)，關(guān)于設(shè)備和場(chǎng)地的監(jiān)視以及設(shè)備異常的監(jiān)控分析了目前實(shí)際運(yùn)維中存在的不足，并給出了對(duì)應(yīng)的改建措施和建議。希望能為我國(guó)電網(wǎng)的運(yùn)維和智能化建設(shè)做一定參考。
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作者簡(jiǎn)介
王林（1986-），男，云南省曲靖市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為云南電網(wǎng)曲靖供電局工程師，主要從事電力信息化。
關(guān)鍵詞：500kv變電站；電氣一次部分；監(jiān)控系統(tǒng)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)于電力資源的需求日益旺盛，輸變電工程的電壓系統(tǒng)等級(jí)也在不斷的增高，由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)愈加的復(fù)雜，實(shí)時(shí)傳送的信息也成倍增加，對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)行可靠性的標(biāo)準(zhǔn)要求也越來(lái)越高，變電站運(yùn)行的是否安全，成為當(dāng)今變電站設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)。
一、 變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的必要性
在變電站設(shè)計(jì)完畢之后，要想使其能夠安全穩(wěn)定的運(yùn)行，必須要對(duì)以下兩個(gè)方面重視起來(lái)：
一方面，科學(xué)合理的進(jìn)行變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)，把變電站的電氣主接線作為變電站電氣一次部分設(shè)計(jì)過(guò)程中的核心重點(diǎn)，變電站的主接線采取什么方式是保證變電站以及電力系統(tǒng)正常安全運(yùn)行的根本因素，此外，變電站主接線的形式直接與變電站電氣設(shè)備的選取、保護(hù)以及繼電的控制方法鉤掛，因此，變電站主線形式的科學(xué)化設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)的前提條件[1]。
另一方面，對(duì)變電站監(jiān)控系統(tǒng)的科學(xué)設(shè)計(jì)，變電站的監(jiān)控系統(tǒng)作為對(duì)變電站各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督和控制的重點(diǎn)，充當(dāng)著變電站傳輸信息數(shù)據(jù)中心的角色，它的主要作用是負(fù)責(zé)對(duì)變電站線路的檢查，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，使問(wèn)題得到及時(shí)有效的解決，從而保證變電站的安全正常的運(yùn)行。
本文以500kv變電站的電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)為例，對(duì)變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行解析，為今后變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)的升級(jí)優(yōu)化提供些許的借鑒。
二、500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)
500kv變電站屬于超高壓變電站，其擁有容量大、電壓高以及出現(xiàn)回路數(shù)復(fù)雜等特點(diǎn)，是電力輸送的重點(diǎn)樞紐。500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)主要包括500kv進(jìn)線四回，其由200km進(jìn)線兩回以及300km進(jìn)線兩回構(gòu)成，并且500kv進(jìn)線四回分屬四個(gè)獨(dú)立的電源；110kv的饋出線八回，分別距離負(fù)荷端：40km、50km、60km、70km，并且每一個(gè)分別都為兩回。變電站設(shè)置有四個(gè)主變單臺(tái)，其規(guī)格為4×370MVA，系統(tǒng)按照無(wú)窮大為基準(zhǔn)進(jìn)行考慮[2]。
（一）對(duì)主接線的設(shè)計(jì)
500kv變電站電氣一次部分最為重要的就是主接線的設(shè)計(jì)。電氣一次部分所對(duì)應(yīng)的主接線主要指的是由高壓電器設(shè)備以及連接線連接而成的用于接受以及配送電力的線路。主接線能夠清楚的反映出不同電氣設(shè)備的相互作用以及相互連接方式，而且也能反映出線路個(gè)回路之間的相互關(guān)系，主接線是變電站電力系統(tǒng)部分接線的重要組成部分，主接線科學(xué)化的設(shè)計(jì)，能夠有效地保障變電站電力系統(tǒng)的安全以及穩(wěn)定，并且對(duì)配電裝置的布置以及繼電的保護(hù)等都能起到良好的保障作用[3]。因此，主接線的設(shè)計(jì)必須要滿足穩(wěn)定電力輸送、電力調(diào)度靈活、便于養(yǎng)護(hù)維修以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。
（二）對(duì)主變壓器容量的選擇
要想500kv變電站電氣一次部分的設(shè)計(jì)方案得到科學(xué)合理的實(shí)施，主變壓器的選擇尤為重要，而且主變壓器的容量對(duì)于變電站電氣一次部分的運(yùn)行有著重要的作用。若選擇的主變壓器容量不夠大，那就無(wú)法有效的保障電力負(fù)荷的運(yùn)轉(zhuǎn)以及增長(zhǎng)；而一旦選擇的主變壓器容量過(guò)大，就會(huì)增加變壓器的空載損耗，無(wú)法達(dá)到節(jié)能降耗的要求。因此，變電站電氣一次部分所要選用的主變壓器要充分考慮到長(zhǎng)期使用的電力負(fù)荷，一般來(lái)說(shuō)，變電站主變壓器的容量按變電站建成后5到10年的規(guī)劃負(fù)荷為基礎(chǔ)進(jìn)行考慮，同時(shí)，在選擇時(shí)還要假設(shè)其中一臺(tái)主變壓器無(wú)法正常使用時(shí)，其他主變壓器還必須能夠滿足變電站供應(yīng)電力負(fù)荷的60%到70%。在對(duì)500kv變電站主變壓器進(jìn)行選擇的時(shí)候一般選擇的是容量為370MVA，型號(hào)為SFPZ-370000/500的變壓器。
（三）3/2斷路器接線
3/2斷路器接線就是在每3個(gè)斷路器中間送出2回回路，一般只用于500kV電網(wǎng)的母線主接線。3/2斷路器的接線方式中2條母線之間的3個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行串聯(lián)，連成一串，從一串相鄰的2個(gè)開(kāi)關(guān)之間把元件引出來(lái)，也就是說(shuō)這一串中的3個(gè)開(kāi)關(guān)共有2個(gè)元件，中間的開(kāi)關(guān)是共用的，相當(dāng)于每個(gè)元件使用1.5個(gè)開(kāi)關(guān)，因此，3/2斷路器接線也稱為半開(kāi)關(guān)接線，它的的主要優(yōu)點(diǎn)是：運(yùn)行調(diào)度靈活，正常的時(shí)候，500kv電網(wǎng)兩條母線和全部斷路器運(yùn)行，構(gòu)成多路環(huán)狀供電的形式；當(dāng)對(duì)線路檢修的時(shí)候，便于操作，當(dāng)一組母線停止的時(shí)候，不需要切換回路，且對(duì)任意一臺(tái)斷路器進(jìn)行檢修時(shí)，各回路仍可按照原有的接線方式運(yùn)行，無(wú)需切換；運(yùn)行可靠，每一條回路由兩臺(tái)斷路器供電，母線發(fā)生故障時(shí)，任何回路都不停電。然而，3/2斷路器接線的缺點(diǎn)是使用設(shè)備較多，投資費(fèi)用大，繼電保護(hù)接線較為復(fù)雜。
三、500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
500kv變電站的監(jiān)控系統(tǒng)主要是負(fù)責(zé)保障供電電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，以及節(jié)約500kv變電站的工程成本，降低造價(jià)。500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控保證了變電站的正常運(yùn)作，并且相關(guān)信息獲取之后后，對(duì)所得到的信息進(jìn)行必要分析，并把得出的結(jié)論以直觀的形式提交到監(jiān)控系統(tǒng)的終端，為500kv變電站的管理者以及運(yùn)行人員的決策提供重要的參考資料。
（一）監(jiān)控系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)以及功能
在對(duì)500kv變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要綜合考慮多方面的因素，一般來(lái)說(shuō)，監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要分為三層：首先，第一層設(shè)計(jì)為上位機(jī)，其主要是由500kv變電站控制的計(jì)算機(jī)以及組態(tài)軟件共同構(gòu)成，上位機(jī)一般位于監(jiān)控系統(tǒng)的控制中心，設(shè)計(jì)方式為雙機(jī)冗余；其次，第二層是PLC，安裝在監(jiān)控系統(tǒng)的控制室之內(nèi)，設(shè)計(jì)方式為軟冗余；最后是第三層，主要是由斷路器以及隔離開(kāi)關(guān)等設(shè)備組成，具體負(fù)責(zé)電壓以及電流等參數(shù)的監(jiān)控。500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)中的主控計(jì)算機(jī)通過(guò)普通網(wǎng)卡與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，PLC則通過(guò)以太網(wǎng)的通信模塊與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，借助TCP/IP協(xié)議完成兩者之間的相互通信，
（二）PLC的選取
PLC是一種可編程邏輯控制器，以其穩(wěn)定以及可靠的性能廣泛應(yīng)用于500kv變電站的監(jiān)控系統(tǒng)之中，由于PLC編程較為簡(jiǎn)單，可以用指令或梯形圖來(lái)進(jìn)行編程，因此被用于監(jiān)控變電站電氣一次部分。在選取PLC的時(shí)候，要根據(jù) I/O的點(diǎn)數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在實(shí)際點(diǎn)數(shù)基礎(chǔ)之上保留20%到30%的備用量，以便于監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控能力的擴(kuò)充，方便實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控。
（三）組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)
組態(tài)軟件作為500kv變電站監(jiān)控系統(tǒng)自動(dòng)監(jiān)控層的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，必須要采取變化的組態(tài)方式構(gòu)建自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。在對(duì)500kv變電站電氣一次部分監(jiān)控進(jìn)行組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)好監(jiān)控的界面，監(jiān)理PLC設(shè)備；創(chuàng)建實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，使檢測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)與PLC中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來(lái)；制作圖形界面，以便于設(shè)備工作狀態(tài)的顯示以及報(bào)警等。
結(jié)語(yǔ)：
總而言之，對(duì)500kv變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)的安全穩(wěn)定，對(duì)電氣一次部分及其監(jiān)控的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，旨在監(jiān)測(cè)變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患，通過(guò)數(shù)據(jù)的分析，從而實(shí)現(xiàn)500kv變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)化。
參考文獻(xiàn)：
[1]白鑫龍.500kV變電站電氣一次部分及其監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].甘肅科技，2010，26（20）：67-70.
【關(guān)鍵詞】變電站；監(jiān)控系統(tǒng)；事故總信號(hào)
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)電的需求越來(lái)越大，同時(shí)對(duì)電能質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，電力產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新、發(fā)展、壯大，雖然說(shuō)變電站的出現(xiàn)給人們提供了更加穩(wěn)定、安全有效的電能，但是，這不等于整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)都是安全的，它有時(shí)候也會(huì)發(fā)生一些大的安全生產(chǎn)事故，給社會(huì)以及人們的生產(chǎn)和生活造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。隨著電力系統(tǒng)管理體制不斷深化改革，變電站的自動(dòng)化技術(shù)不斷進(jìn)步，在變電站已經(jīng)在逐步實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守的情況下，變電站監(jiān)控系統(tǒng)的事故總信號(hào)的解決方案直接關(guān)系到電力生產(chǎn)調(diào)度的安全和可靠運(yùn)行。目前變電站監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)變電站事故總信號(hào)共有3種不同的方式，針對(duì)他們?cè)斐傻氖鹿驶蛘呓o監(jiān)控人員帶來(lái)操作上的安全隱患，這就要求設(shè)計(jì)人員進(jìn)一步探索新的解決方案，以便能夠及時(shí)、直接地了解變電站的安全情況，并及時(shí)做出反應(yīng)。
1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)
變電站監(jiān)控系統(tǒng)的出現(xiàn)可以幫助運(yùn)行人員在無(wú)人值守的情況下，對(duì)電網(wǎng)突發(fā)狀況做出及時(shí)的反應(yīng)，以確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，爭(zhēng)取把損失降到最低。監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)完成后，將發(fā)揮重要的作用：
（1）安全、防盜監(jiān)控。對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，滿足變電站安全、防盜需要；
（2）設(shè)備監(jiān)控。實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站重要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)視；
（3）電網(wǎng)應(yīng)急。在電網(wǎng)發(fā)生重大事故的時(shí)候，監(jiān)控系統(tǒng)是應(yīng)急指揮中心的重要組成部分。
1.1 變電站監(jiān)控的特點(diǎn)
（1）系統(tǒng)架構(gòu)的合理性；
（2）硬件的穩(wěn)定性；
（3）系統(tǒng)維護(hù)的管理性；
（4）系統(tǒng)維護(hù)的高效性；
（5）系統(tǒng)對(duì)外兼容；
（6）系統(tǒng)集成靈活、操作簡(jiǎn)單。
1.2 統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)及支持說(shuō)明
監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)變電站的無(wú)人值守，為推動(dòng)電網(wǎng)的管理逐步走向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供信息技術(shù)保障。
系統(tǒng)采用了在線監(jiān)測(cè)，還加入對(duì)傳感器、數(shù)字處理、無(wú)線通信等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用。
電力監(jiān)控系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)，運(yùn)用了多進(jìn)程、多任務(wù)等的中文操作系統(tǒng)，使得工作人員能夠方便快捷的熟悉操作內(nèi)容，而且這個(gè)系統(tǒng)對(duì)外是完全開(kāi)放的，它能支持多種不同型號(hào)的接口，而且，它還能支持與能源動(dòng)力的監(jiān)控系統(tǒng)、分級(jí)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。
1.3 檢測(cè)系統(tǒng)的綜合功能
（1）面向報(bào)警聯(lián)動(dòng)的指揮；
（2）資源共享；
（3）遠(yuǎn)程指揮的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等等。
變電站的監(jiān)控系統(tǒng)的這些功能更加有利于領(lǐng)導(dǎo)隨時(shí)掌握變電站周圍的情況，更有利于工作人員隨時(shí)掌握各類突發(fā)事件的信息、過(guò)程、結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的指揮，方便工作在前線的工作人員能夠掌握最新動(dòng)態(tài)。這個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)真正實(shí)現(xiàn)了指揮中心的 網(wǎng)絡(luò)化、桌面化、可視化等等。
2 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)原則
每一個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都有目的，也要遵循一個(gè)甚至幾個(gè)原則，這些都是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的根本基礎(chǔ)。那么，變電站監(jiān)控系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)要遵循怎樣的設(shè)計(jì)原則呢？
（1）能夠有效的提高電力系統(tǒng)的監(jiān)督監(jiān)管的工作。變電站的分布比較分散，如果按照傳統(tǒng)的監(jiān)督管理方法，安排傳統(tǒng)的值班檢查，既浪費(fèi)人力、物力等各方面的資源，而且還很難取得新進(jìn)展的突破性的實(shí)效，所以政府要利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)條件，建立一套適合遠(yuǎn)程監(jiān)控智能化的綜合性平臺(tái)，從而，更加有效的驚醒對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)對(duì)變電站的管理，使監(jiān)控系統(tǒng)的效率有效的提高。
（2）新理念的規(guī)劃制定原則。到目前為止，中國(guó)國(guó)內(nèi)的監(jiān)控系統(tǒng)都隨著信息化建設(shè)的迅速發(fā)展，取得飛躍式的進(jìn)步。面對(duì)新的挑戰(zhàn)，科學(xué)家們要注重技術(shù)體制和全網(wǎng)功能的高起點(diǎn)設(shè)計(jì)，更要大量的采用新的理念、新的技術(shù)、新的方法，多、快、好、省地實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。
（3）良好的擴(kuò)充性。現(xiàn)有資源是一個(gè)龐大的固化資源，設(shè)備和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)繁雜，所以，為了要保證現(xiàn)有資源的整合建設(shè)的順利進(jìn)行，所以才要充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，合理開(kāi)發(fā)各種信息資源，在滿足信息系統(tǒng)功能、性能、安全條件的前提下，盡可能節(jié)省資金，發(fā)揮各種資源的作用，順利進(jìn)行規(guī)劃的全面建設(shè)。
（4）安全可靠性。選用的設(shè)備必須保證系統(tǒng)具有更強(qiáng)的安全性和穩(wěn)定性，讓客戶滿意。
（5）系統(tǒng)的超前性。整個(gè)系統(tǒng)的先進(jìn)性，掌握這一行業(yè)的最新技術(shù)在此領(lǐng)域的應(yīng)用，預(yù)測(cè)未來(lái)幾年的發(fā)展要求，保證功能的完善、齊全，不至于落后。
（6）系統(tǒng)的可操作性。，設(shè)備齊全，功能完善，操作簡(jiǎn)單易于掌握，使得每一個(gè)人都能在短時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)操作，保障系統(tǒng)的持續(xù)運(yùn)行。
（7）系統(tǒng)的安全性。做好雷雨天氣的預(yù)防。
3 新形勢(shì)下變電站監(jiān)控系統(tǒng)事故總信號(hào)解決方案的探索
在早期變電站自我改造和基本建設(shè)的項(xiàng)目中，監(jiān)控系統(tǒng)的總信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方式主要有3種方式：
（1）保護(hù)動(dòng)作信號(hào)啟動(dòng)方式。變電站內(nèi)的保護(hù)裝置提供瞬間的信息變動(dòng)的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)接入監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)。
（2）信號(hào)定義方式。監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)相關(guān)的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)作一個(gè)相關(guān)的定義，通過(guò)軟件定義實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的推理等功能。
（3）不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式。這種方式已經(jīng)被大眾所接納，在近期的基本建設(shè)的項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)者廣泛應(yīng)用這種辦法。
3.1 三種方案的分析與比較
在這三種監(jiān)控系統(tǒng)總信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方式中，要選取最適合的方法運(yùn)用到相對(duì)性的功能程序中。只有對(duì)這三種方式進(jìn)行更加深入的了解分析，并且做出對(duì)比，才能得到更好的方案。
（1）保護(hù)動(dòng)作信號(hào)啟動(dòng)方式，在這種信號(hào)傳輸?shù)姆绞较拢冸娬緝?nèi)監(jiān)控系統(tǒng)事故總信號(hào)的接線相對(duì)比較簡(jiǎn)單，由于監(jiān)控是由保護(hù)動(dòng)作信號(hào)啟動(dòng)，所以它不能反應(yīng)斷路器的情況，并且，這種方式下的保護(hù)裝置的檢修，會(huì)造成事故總信號(hào)的大量的誤發(fā)。
（2）信號(hào)定義方式。這種方式實(shí)質(zhì)上仍然是保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的啟動(dòng)方式，也不能反映斷路器的情況，依然會(huì)造成事故信號(hào)的大量誤發(fā)。
（3）不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式。這種方式借鑒了傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)事故總信號(hào)的實(shí)現(xiàn)原理，可以清晰完整的反應(yīng)斷路器的情況和保護(hù)跳閘的情況。但是由于信號(hào)的復(fù)歸、置位操作轉(zhuǎn)變成斷路器的分、合操作，給值班室的工作人員帶來(lái)操作上的安全隱患。
3.2 隱患解決方案
通過(guò)上述的比較發(fā)現(xiàn)，不對(duì)應(yīng)方式更適合在變電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的使用，但是它也有隱患，為了杜絕不對(duì)應(yīng)啟動(dòng)方式的安全隱患，目前有兩種方案，并且在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的情況反映良好。
（1）組態(tài)處理方式，經(jīng)過(guò)這種方式的處理確保了運(yùn)行操作的安全性。
（2）硬件電路處理方式，它可以正確的反應(yīng)重合閘動(dòng)作時(shí)的事故跳閘的全過(guò)程。
4 變電站監(jiān)控發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要有以下幾個(gè)方面：
（1）每一個(gè)裝置都有自己的自動(dòng)化保護(hù)裝置；
（2）在以上的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)硬件的統(tǒng)一；
（3）完善軟件功能；
（4）充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，將變電站的監(jiān)控由靜態(tài)變?yōu)閯?dòng)態(tài)。
變電站是能源的中心，工作必須可靠、安全。
5 結(jié)語(yǔ)
變電站監(jiān)控系統(tǒng)必須要建立一套完整的規(guī)章制度，而且還要有完善的應(yīng)急指揮，變電站的各種需求，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備的軟件，事故發(fā)生所需要的應(yīng)急對(duì)策都離不開(kāi)監(jiān)控信號(hào)的正確傳遞。只有探索出更加完善的解決方案，才能盡可能的降低損失。
參考文獻(xiàn)：
[1]張軍.綜自變電站監(jiān)控系統(tǒng)常見(jiàn)問(wèn)題探討[J].硅谷，2011（01）.
關(guān)鍵詞：變電站監(jiān)控系統(tǒng) 通信 死數(shù) 問(wèn)題分析 雙網(wǎng)
中圖分類號(hào)：TM764 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2013）03-0052-02
通信技術(shù)是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)二次功能實(shí)現(xiàn)的重要支撐[1]。隨著變電站自動(dòng)化技術(shù)向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展，通信在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的比重將越來(lái)越重要[2]。筆者在長(zhǎng)期的現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)及技術(shù)支持工作實(shí)踐中注意到，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)出現(xiàn)最多的問(wèn)題就是通訊相關(guān)問(wèn)題。幾乎每個(gè)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)都出現(xiàn)過(guò)通訊中斷或通訊干擾問(wèn)題，有些問(wèn)題貌似非常“神秘”，時(shí)隱時(shí)現(xiàn)，問(wèn)題很難捕捉和準(zhǔn)確定位，為變電站及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行埋下了隱患。
廈門(mén)超高壓局對(duì)運(yùn)維的500kV漳州站在3年的運(yùn)行期間發(fā)現(xiàn)的49條通信及自動(dòng)化方面的缺陷進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)最嚴(yán)重的情況是雙網(wǎng)絡(luò)冗余配置的自動(dòng)化系統(tǒng)A網(wǎng)和B網(wǎng)同時(shí)中斷，導(dǎo)致測(cè)控?cái)?shù)據(jù)采集丟失，設(shè)備失去遠(yuǎn)程控制[3]。
有文獻(xiàn)對(duì)一次遠(yuǎn)動(dòng)IEC104通道通訊問(wèn)題進(jìn)行了分析，通過(guò)捕獲IEC104通信報(bào)文和TCP報(bào)文分析，判斷出了引起通訊異常的原因[4]，另有文獻(xiàn)對(duì)RCS9000系統(tǒng)常見(jiàn)的通信問(wèn)題[5]及NSC300總控與35kV保護(hù)小室保護(hù)裝置通信存在通信報(bào)文丟包問(wèn)題進(jìn)行了分析[6]
本文圍繞某220kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)的一次通信方面的問(wèn)題，剖析變電站通信系統(tǒng)的工作機(jī)理，定位故障原因，給出解決方案，制定了后續(xù)的反措規(guī)范，杜絕安全隱患，提高變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。
1 問(wèn)題現(xiàn)象描述
某220kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)在2009年5月26日出現(xiàn)了“變中101開(kāi)關(guān)測(cè)控信息當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)數(shù)據(jù)不刷新，而遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)期間正常刷新”的問(wèn)題，在問(wèn)題分析期間，2009年7月9日又出現(xiàn)了“變中101開(kāi)關(guān)測(cè)控信息遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)不刷新，而當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)數(shù)據(jù)期間正常刷新”的“神秘”問(wèn)題，經(jīng)過(guò)廠家工程服務(wù)技術(shù)人員和調(diào)度所專工等的現(xiàn)場(chǎng)分析，發(fā)現(xiàn)該站監(jiān)控系統(tǒng)間隔層全站所有測(cè)控裝置、后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、交換機(jī)等全部工作正常，通過(guò)對(duì)出現(xiàn)通信故障的“變中101開(kāi)關(guān)”間隔測(cè)控裝置通信報(bào)文的抓包分析，最終清楚了問(wèn)題原因。總結(jié)來(lái)說(shuō)就是“測(cè)控裝置為A網(wǎng)和B網(wǎng)雙網(wǎng)工作，其中B網(wǎng)規(guī)約配置信息錯(cuò)誤導(dǎo)致”。下面對(duì)整個(gè)問(wèn)題分析定位過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
2 問(wèn)題分析定位
前述的變電站監(jiān)控系統(tǒng)采用國(guó)內(nèi)某知名二次設(shè)備廠家的系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，代表了當(dāng)今變電站監(jiān)控的技術(shù)發(fā)展水平，整個(gè)二次監(jiān)控系統(tǒng)分為站控層、網(wǎng)絡(luò)層、間隔層，變電站采用工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)作為站內(nèi)主干通信網(wǎng)絡(luò)，間隔層保護(hù)測(cè)控裝置直接具備以太網(wǎng)接口，并以IEC104（考慮到IEC104為遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約，為在站內(nèi)傳輸繼保信息，該系統(tǒng)對(duì)IEC104進(jìn)行了ASDU擴(kuò)展）規(guī)約作為站內(nèi)唯一通信規(guī)約，對(duì)于220kV及以上變電站自動(dòng)化系統(tǒng)，重要的間隔二次設(shè)備采用雙網(wǎng)通信方式[7]。
為便于問(wèn)題分析，下面給出該220kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)的簡(jiǎn)化通信組網(wǎng)示意圖，如圖1所示。
從圖1可以看出，該變電站監(jiān)控系統(tǒng)站控層各功能主站，如當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺(tái)、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等采用“對(duì)等方式、直采直送”工作，擯棄部分廠家采用的通信前置機(jī)模式，符合變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，監(jiān)控系統(tǒng)和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)均采用雙主機(jī)，雙網(wǎng)配置。
7月9日在該變電站自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)調(diào)度端出現(xiàn)間隔“死數(shù)”的設(shè)備和5月26日的問(wèn)題設(shè)備是同一個(gè)設(shè)備，為1#變中壓側(cè)測(cè)控裝置FCK 801，其IP地址為A網(wǎng)：10.100.100.23/B網(wǎng)：11.100.100.23，下簡(jiǎn)稱23號(hào)FCK測(cè)控裝置。現(xiàn)場(chǎng)查看結(jié)果為當(dāng)時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)裝置和23號(hào)FCK測(cè)控裝置工作于B網(wǎng)，A網(wǎng)處于備用狀態(tài)，數(shù)據(jù)報(bào)文收發(fā)顯示正常。現(xiàn)場(chǎng)抓了一幀遙測(cè)（ASDU 09）報(bào)文內(nèi)容如下：
[APCI控制字節(jié)：6字節(jié)] 09 9A 01 00 01 17 01 07 00 58 08 00 00
其中：01 17為裝置地址和扇區(qū)地址（0x17==23裝置地址，01扇區(qū)地址）
從上面的報(bào)文可知，可能是B網(wǎng)的信息點(diǎn)號(hào)基準(zhǔn)地址錯(cuò)誤。
使用變電站監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)關(guān)管理工具軟件GwManagerNew登陸到該設(shè)備后，查詢“規(guī)約版本”，顯示為1，實(shí)際應(yīng)當(dāng)為2，確認(rèn)了此版本號(hào)設(shè)置錯(cuò)誤，導(dǎo)致向遠(yuǎn)動(dòng)上送的點(diǎn)號(hào)和遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)定義不對(duì)應(yīng)，遠(yuǎn)動(dòng)不刷新數(shù)據(jù)，表現(xiàn)為23號(hào)FCK測(cè)控裝置在遠(yuǎn)動(dòng)上“死數(shù)”，影響到調(diào)度端主站顯示。
該監(jiān)控系統(tǒng)通信網(wǎng)關(guān)軟件的“規(guī)約版本”定義目前分為1和2。設(shè)置為1時(shí)，信息對(duì)象地址（ioa）從0x0701開(kāi)始編址；設(shè)置為2時(shí)，信息對(duì)象地址從0x4001開(kāi)始編址，這個(gè)設(shè)置是為了和早期的網(wǎng)關(guān)兼容（早期網(wǎng)關(guān)信息對(duì)象地址從0x0701開(kāi)始編址），出現(xiàn)這種設(shè)置錯(cuò)誤的原因可能有兩個(gè)：（1）廠內(nèi)裝置下裝程序后，漏掉將網(wǎng)關(guān)的“規(guī)約版本”設(shè)置為2；（2）現(xiàn)場(chǎng)工程或其它人員利用GwManagerNew無(wú)意進(jìn)行了改動(dòng)。
確認(rèn)此問(wèn)題后，調(diào)度所人員在我公司技術(shù)人員指導(dǎo)下現(xiàn)場(chǎng)將 “規(guī)約版本”配置定義修改為2，重新抓了通信報(bào)文，如下所示：
[APCI控制字節(jié)：6字節(jié)] 09 9A 01 00 01 17 01 40 00 1C 03 00 00
遠(yuǎn)動(dòng)裝置本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)始正常刷新，調(diào)度端主站也開(kāi)始正常刷新，問(wèn)題解決。
此問(wèn)題和5月26日發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)分析后，確認(rèn)為同一個(gè)原因。下面給出當(dāng)時(shí)的一個(gè)連接示意圖和7月9日的連接示意圖，5月26日的間隔層裝置與站控層監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置雙網(wǎng)連接情況如圖2所示。
7月9日的間隔層裝置與站控層監(jiān)控后臺(tái)系統(tǒng)及遠(yuǎn)動(dòng)裝置雙網(wǎng)連接情況如圖3所示。
5月26日，由于監(jiān)控系統(tǒng)修改數(shù)據(jù)庫(kù)（該信息可以在變電站的工作日志中查詢到），重新啟動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)致系統(tǒng)初始化時(shí)選擇B網(wǎng)作為工作網(wǎng)，數(shù)據(jù)開(kāi)始不再刷新，后來(lái)重啟了幾次主機(jī)，直到重新選擇了A網(wǎng)為工作網(wǎng)，數(shù)據(jù)才恢復(fù)刷新。整個(gè)過(guò)程遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)一直工作于A網(wǎng)，所以數(shù)據(jù)刷新一直正常。
7月9日，由于某種原因（不詳，如果遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)沒(méi)有重啟過(guò)的話，應(yīng)該是網(wǎng)絡(luò)物理連接回路出現(xiàn)了瞬斷等），遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)工作于B網(wǎng)，數(shù)據(jù)不再刷新，現(xiàn)場(chǎng)檢查當(dāng)時(shí)監(jiān)控后臺(tái)23號(hào)FCK測(cè)控裝置工作于A網(wǎng)，所以刷新正常。
問(wèn)題確定后，調(diào)度所人員還檢查了全站所有網(wǎng)關(guān)是否存在此問(wèn)題，除了23號(hào)FCK測(cè)控裝置外（已修改正確），未發(fā)現(xiàn)其它類似配置錯(cuò)誤。
3 問(wèn)題驗(yàn)證及反措
為進(jìn)一步證明本次通信故障問(wèn)題已準(zhǔn)確定位，技術(shù)人員還在實(shí)驗(yàn)室模擬了兩種可能導(dǎo)致問(wèn)題的情況：主機(jī)重啟，和網(wǎng)絡(luò)中斷，在有23號(hào)FCK測(cè)控裝置配置錯(cuò)誤這種情況下，復(fù)現(xiàn)了問(wèn)題，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了問(wèn)題分析是合理、可以信服的。
通過(guò)前面的分析可知，變電站通信方面的問(wèn)題往往非常隱蔽，在變電站廠內(nèi)測(cè)試驗(yàn)收（FAT）、以及現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)前的驗(yàn)收（SAT）都很難覆蓋到，很多問(wèn)題在系統(tǒng)在線運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間后才能暴露出來(lái)，因此，只有盡量把各種問(wèn)題觸發(fā)源都盡量測(cè)試覆蓋，才能最大限度地消除系統(tǒng)的安全隱患。
針對(duì)此次通信系統(tǒng)暴露出的問(wèn)題，建議監(jiān)控系統(tǒng)二次設(shè)備制造廠家和運(yùn)行單位應(yīng)制定反措規(guī)程，在涉及到雙網(wǎng)通信的時(shí)候，一定要縝密細(xì)致，把各種可能的組合情況都覆蓋測(cè)試驗(yàn)證，如工作于A網(wǎng)測(cè)試、工作于B網(wǎng)測(cè)試、主站手動(dòng)網(wǎng)絡(luò)切換測(cè)試、裝置模擬斷網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)切換測(cè)試等。
4 結(jié)語(yǔ)
通信是變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的重要支撐，隨著變電站數(shù)字化，智能化的發(fā)展趨勢(shì)，其作用會(huì)更加重要，本文通過(guò)對(duì)一起比較“神秘”的通信故障問(wèn)題的分析，最終定位了問(wèn)題原因是和雙網(wǎng)冗余配置錯(cuò)誤有關(guān)，并提出了相應(yīng)的解決方案和反措規(guī)范，為此類問(wèn)題的分析和防范提供了實(shí)用參考。
參考文獻(xiàn)
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無(wú)人值班是電力工業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的新型的變電站運(yùn)行方式，在這種運(yùn)行方式里，先進(jìn)技術(shù)成分含量大，它集中包含了工業(yè)自動(dòng)化，人工智能分析，通訊等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)的結(jié)晶，這是科學(xué)發(fā)展一般規(guī)律所直接導(dǎo)致的必然結(jié)果。
1系統(tǒng)組成
無(wú)人值守變電站遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理系統(tǒng)由電業(yè)局地調(diào)監(jiān)控中心、五個(gè)無(wú)人值守變電站監(jiān)控單元組成。無(wú)人值守變電站遠(yuǎn)程集中監(jiān)控管理系統(tǒng)監(jiān)控中心設(shè)在電業(yè)局電力調(diào)度中心內(nèi)。監(jiān)控中心和無(wú)人值守變電站監(jiān)控單元之間的傳輸采用2M（E1）接口方式。
無(wú)人值守變電站內(nèi)監(jiān)測(cè)模塊如智能數(shù)據(jù)采集儀、智能協(xié)議轉(zhuǎn)換器、蓄電池組監(jiān)測(cè)儀等和無(wú)人值守變電站監(jiān)控單元之間的傳輸采用專用數(shù)據(jù)總線的通信方式，物理接口采用RS485/RS422、RS-232C和PS-232C。
2設(shè)備配置
根據(jù)局方的要求，建立一個(gè)地調(diào)監(jiān)控中心和五個(gè)無(wú)人值守變電站的設(shè)備和環(huán)境遠(yuǎn)程集中監(jiān)控。每個(gè)變電站設(shè)有三臺(tái)攝像機(jī)，其中室內(nèi)兩臺(tái)，一臺(tái)帶全方位云臺(tái)和一臺(tái)固定，室外一臺(tái)全方位攝像機(jī)。每個(gè)變電站監(jiān)控兩組蓄電池、一臺(tái)智能電源以及一臺(tái)非智能空調(diào)。在無(wú)人值守變電站的環(huán)境監(jiān)控中，根據(jù)需求除圖像監(jiān)控外還配置一些紅外報(bào)警器、煙霧報(bào)警器、門(mén)磁報(bào)警器、水禁探測(cè)器、攝像機(jī)、云臺(tái)、三可變鏡頭、四畫(huà)面分割器以及溫濕度傳感器等。
通過(guò)如上的設(shè)備配置，監(jiān)控中心值班操作人員就能夠?qū)崟r(shí)地了解各個(gè)前端變電站所有被監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，同時(shí)可通過(guò)圖像設(shè)備監(jiān)視前端設(shè)備的工作情況及機(jī)房環(huán)境，值班操作人員也可對(duì)有關(guān)設(shè)備進(jìn)行遙控，改變?cè)O(shè)備的工作狀態(tài)，調(diào)整設(shè)備的設(shè)置參數(shù)等，真正實(shí)現(xiàn)“五遙”功能，從而有效提高設(shè)備的維護(hù)管理質(zhì)量，降低維護(hù)成本，提高工作效率，保證設(shè)備的運(yùn)行可靠性，使前端變電站真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守成為可能。
3監(jiān)控系統(tǒng)功能
3.1性能管理：
監(jiān)控中心、監(jiān)控單元能以圖文的形式顯示其監(jiān)測(cè)區(qū)域以及其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的全部被監(jiān)測(cè)對(duì)象的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)的畫(huà)面。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的報(bào)表生成功能可產(chǎn)生規(guī)定的各種統(tǒng)計(jì)分析資料、圖表、報(bào)表、機(jī)歷卡、交接班日志、派修工單等，系統(tǒng)能根據(jù)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)自動(dòng)生成運(yùn)行記錄，記錄電路、設(shè)備運(yùn)行情況。運(yùn)行記錄中說(shuō)明了各種設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，包括正常運(yùn)行、正常停機(jī)、故障告警、越限告警等。
3.2告警管理：
緊急告警：已經(jīng)危及設(shè)備及整個(gè)系統(tǒng)安全，引起系統(tǒng)電路全程中斷，必須立即處理的告警。 重要告警：被監(jiān)測(cè)設(shè)備部分故障，但電路尚可運(yùn)行的告警。
一般告警：可能影響設(shè)備及通信安全，引起電路傳輸質(zhì)量下降，需要安排時(shí)間處理的告警。
3.3配置管理：
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供良好的人機(jī)界面，具有簡(jiǎn)單易學(xué)的配置管理功能，當(dāng)操作人員變更和增加、刪除系統(tǒng)中被監(jiān)測(cè)的對(duì)象及調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，用戶均可通過(guò)改變系統(tǒng)配置文件完成系統(tǒng)配置。
3.4安全管理：
系統(tǒng)具有完善的操作管理功能。為保證系統(tǒng)安全，使用某些功能時(shí)必須輸入密碼，經(jīng)系統(tǒng)確認(rèn)后方可進(jìn)入系統(tǒng)，進(jìn)行操作。操作密碼有不同等級(jí)，以限制不同人員的操作范圍。所有被監(jiān)測(cè)設(shè)備都應(yīng)有操作記錄，包括操作人、作設(shè)備、操作日期、時(shí)間等，以備系統(tǒng)對(duì)操作記錄查詢、統(tǒng)計(jì)、分析。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)視：系統(tǒng)能夠直觀、實(shí)時(shí)地顯示出被監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)行情況。
歷史數(shù)據(jù)的存貯與查詢：
3.4.1系統(tǒng)具有對(duì)告警數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的保存能力。本系統(tǒng)在監(jiān)控中心能保存歷史數(shù)據(jù)至少一年。
3.4.2可根據(jù)需要對(duì)所有存貯的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行方便、迅速地查詢。
報(bào)表與曲線的統(tǒng)計(jì)與打印：系統(tǒng)具有報(bào)表與曲線的統(tǒng)計(jì)功能。系統(tǒng)的報(bào)表與曲線滿足原能源部電力調(diào)度通信局所規(guī)定的要求。系統(tǒng)能根據(jù)用戶需要，打印各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表與曲線。
3.5設(shè)備管理：
系統(tǒng)能記錄被監(jiān)測(cè)設(shè)備和常用備品，備件及儀表的名稱、型號(hào)、編號(hào)、購(gòu)買日期、使用年限等信息并能夠進(jìn)行相應(yīng)地管理。具備系統(tǒng)配置的設(shè)備的條件組合查詢功能，能進(jìn)行設(shè)備維護(hù)派修單打印。系統(tǒng)具有中文在線幫助功能，系統(tǒng)幫助包括對(duì)系統(tǒng)的功能、使用等方面的詳細(xì)介紹，軟件版本升級(jí)等方面的詳細(xì)介紹。
操作記錄：所有被監(jiān)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)的所有重要操作都有操作記錄，包括操作員、作設(shè)備、操作日期、時(shí)間、操作內(nèi)容等。系統(tǒng)能夠?qū)λ胁僮饔涗浘哂胁樵兘y(tǒng)計(jì)功能，所有操作記錄具有不可刪除性和不可更改性。
系統(tǒng)容錯(cuò)能力：
3.5.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的任何故障不影響被監(jiān)測(cè)設(shè)備的正常工作；監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的局部故障不影響監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其他部分的正常工作。
3.5.2系統(tǒng)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)能力，不會(huì)因?yàn)橛脩粽`操作等原因使系統(tǒng)出錯(cuò)、退出或死機(jī)。
系統(tǒng)主備用功能：
（1）系統(tǒng)通信采用主備用兩種路由方式，在主路由方式發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)換至備份路由，而不影ProMonitor系統(tǒng)正常的工作。
（2）當(dāng)主路由恢復(fù)正常后，系統(tǒng)能自動(dòng)切換回主路由繼續(xù)工作。
系統(tǒng)的接入能力：
系統(tǒng)能方便地納入各種智能設(shè)備，其中包括其他廠家開(kāi)發(fā)和研制的獨(dú)立的監(jiān)測(cè)模塊。
4系統(tǒng)組網(wǎng)：
【關(guān)鍵詞】變電站;無(wú)人值班;遠(yuǎn)程監(jiān)控;診斷系統(tǒng)
在幾年的變電站發(fā)展過(guò)程中，傳統(tǒng)的監(jiān)控模式逐步在向計(jì)算機(jī)監(jiān)控的方向發(fā)展，直至實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)人值班。在不斷的技術(shù)改善過(guò)程中，已經(jīng)有多數(shù)變電站實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值班，并根據(jù)電網(wǎng)情況將其劃分成7個(gè)部分，建立不同的集控小區(qū)，這樣才能夠確保無(wú)人值班站正常運(yùn)行。但是，另外一個(gè)比較嚴(yán)重的問(wèn)題是無(wú)人值班難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，這也是制約變電站正常運(yùn)行的因素之一。由此可見(jiàn)，必須要對(duì)集控小區(qū)機(jī)房進(jìn)行遠(yuǎn)程集中監(jiān)控和智能診斷。
一、變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則
在整個(gè)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，需要遵守的原則有：靈活原則、高效原則、可擴(kuò)展兼容原則、穩(wěn)定安全原則等等。
（一）靈活原則
要想實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行過(guò)程中的遠(yuǎn)距離監(jiān)控，就必須要遠(yuǎn)程傳輸各種類型的媒體數(shù)據(jù)信息等等，類似于視頻、聲音等各種提示。由于監(jiān)控過(guò)程中所涉及到的媒體設(shè)備種類很多，相應(yīng)的對(duì)其靈活程度的要求也非常高，要能夠選用各種電氣一次或者二次設(shè)備來(lái)分析處理各種媒體數(shù)據(jù)。
（二）高效原則
除了要靈活之外，遠(yuǎn)程監(jiān)控過(guò)程還要能夠給操作人員提供便于操作的手段，也就是說(shuō)要選擇交互式的人機(jī)互通互式界面來(lái)操作整個(gè)子系統(tǒng)，從而讓操作人員能夠隨時(shí)與監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)與信息的交換，這樣能夠大大節(jié)約時(shí)間，提高效率。
（三）可擴(kuò)展兼容性原則
變電站的監(jiān)控系統(tǒng)并不是一成不變的，在其調(diào)度運(yùn)行過(guò)程中，其系統(tǒng)也會(huì)隨之改變，同時(shí)其容量也有可能會(huì)增加。針對(duì)這種情況，就要選擇兼容性能好，也便于擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)分布式遠(yuǎn)程監(jiān)控視頻系統(tǒng)，這樣能夠大大減少后期設(shè)備處理中存在的增加、刪除及其更改步驟。
（四）安全穩(wěn)定性原則
遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及其控制的系統(tǒng)，在其運(yùn)行過(guò)程中對(duì)安全穩(wěn)定性能的要求非常高。其中，安全性具體體現(xiàn)在能夠自動(dòng)的鑒定和處理不同權(quán)限用戶之間的操作，也能夠防止因?yàn)殄e(cuò)誤的操作或者是他人非常破壞帶來(lái)的麻煩。而穩(wěn)定性要求是指在系統(tǒng)處理問(wèn)題的過(guò)程中要能夠正確處理不同操作權(quán)限用戶的操作事件，并記錄多媒體硬件設(shè)備和通信線路在運(yùn)行過(guò)程中的錯(cuò)誤或故障信息。這也就是無(wú)人監(jiān)控系統(tǒng)必須具備容錯(cuò)辨識(shí)性能的原因之一。
二、變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
現(xiàn)有變電站的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有非常多不同的分級(jí)和通信模式，只有從現(xiàn)有的自動(dòng)化系統(tǒng)出發(fā)，才能夠?qū)崿F(xiàn)最后的光纖通信通道及其無(wú)人監(jiān)控，最后還能夠?qū)崿F(xiàn)智能電網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展的需求。其中，要實(shí)現(xiàn)變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，要從以下幾點(diǎn)出發(fā)：
（一）系統(tǒng)總體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
變電站在正規(guī)的運(yùn)行過(guò)程中，需要監(jiān)控的范圍非常廣，基本上整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)都必須要在各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)所在的監(jiān)控子網(wǎng)共同組成。在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中，不同的監(jiān)控子網(wǎng)通過(guò)光纖通信通道進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)較為分散的分布式集控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如圖1所示，變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖。通過(guò)觀察改圖可以發(fā)現(xiàn)，整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的組成是由分布在不同監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)控子網(wǎng)1～N，經(jīng)過(guò)光纖通信通道傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了星型互聯(lián)，然后再由通信接口設(shè)備和變電站中不同分控段進(jìn)行視頻、音頻等數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)共享和互操作。
圖1 變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖
（二）監(jiān)控子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
通過(guò)觀察圖1可以發(fā)現(xiàn)，每一個(gè)監(jiān)控子網(wǎng)的組成包括有很多的遠(yuǎn)方站，一個(gè)單獨(dú)的監(jiān)控中心站和幾個(gè)小型的分控端組成，利用變電站各分控點(diǎn)處通信通道，能夠組建出分布式多媒體信息采集、處理、遠(yuǎn)程傳輸?shù)裙δ鼙O(jiān)控子系統(tǒng)。如圖2所示，監(jiān)控子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中遠(yuǎn)方站的主要作用就是要采集和處理監(jiān)控點(diǎn)的多媒體信息，再經(jīng)由變電站內(nèi)部的通信網(wǎng)規(guī)約處理之后將其傳送至監(jiān)控子網(wǎng)監(jiān)控中心站。監(jiān)控子網(wǎng)監(jiān)控中心站所接收的多媒體數(shù)據(jù)信息資料是來(lái)自于各個(gè)不同的遠(yuǎn)方站點(diǎn)，除此之外，它還能夠?qū)ΡO(jiān)控子網(wǎng)中分控端（客戶端）服務(wù)器變電站監(jiān)控點(diǎn)處的實(shí)時(shí)或歷史多媒體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)控和。這樣就能夠讓遠(yuǎn)程調(diào)度監(jiān)控運(yùn)行人員在分控端可視化監(jiān)控界面上就能直觀查詢到中心站和遠(yuǎn)方站的實(shí)時(shí)工況特性。
圖2 監(jiān)控子網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
三、變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析
現(xiàn)代社會(huì)是綠色環(huán)保型的社會(huì)，變電站的發(fā)展也是一樣，要能夠從節(jié)約成本的角度出發(fā)，進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。自從變電站中加入了遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，在很大程度上也實(shí)現(xiàn)了變電站的無(wú)人值班功能，使之能夠給與變電站的發(fā)展提供技術(shù)支持。另外一方面，實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)控系統(tǒng)之后也能夠大大地減少車輛費(fèi)用的使用，也能夠節(jié)約人力、物力，從而減輕所有變電站的管理人員的勞動(dòng)壓力，也能提高其勞動(dòng)效率。變電站監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)過(guò)技術(shù)升級(jí)改造后，對(duì)變電故障的處理也更為便捷，從而減少了變電事故引起的停電時(shí)間，有效提供了變電運(yùn)行可靠性，其所取得的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。
四、結(jié)束語(yǔ)
現(xiàn)代社會(huì)，電力系統(tǒng)的自動(dòng)化技術(shù)和通信技術(shù)已經(jīng)逐步走向成熟，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。實(shí)現(xiàn)無(wú)人值班變電站遠(yuǎn)程監(jiān)控智能診斷系統(tǒng)能夠減少整個(gè)變電站運(yùn)行過(guò)程中的綜合成本，還能夠大大提升工作效率。單就現(xiàn)在的發(fā)展來(lái)看，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在變電站監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)升級(jí)改造和建設(shè)領(lǐng)域中占領(lǐng)了非常重要的作用，相信在不久的將來(lái)，變電站無(wú)人值班值守監(jiān)控系統(tǒng)一定會(huì)達(dá)到一個(gè)新的高度，實(shí)現(xiàn)更高的目標(biāo)。
參考文獻(xiàn)
[1]孫金明.變電站網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2009，（1）：124.
