變電站監控系統范文
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篇1
變電站是電力系統正常運行串的一個重要的環節,它完成電能的傳輸、電壓的變換和電能分配等多方面的功能。隨著中國經濟水平的不斷提高和變電站工程的不斷增多,但隨之而來的變電站安全監控問題日益突現出,110kV變電站工程的安全監視與控制管理成為110kV變電站工程安全正常運行的重要問題[1]。比如2008年年初,我國南方更是遭受了百年不遇的冰雪災害,變電站設備和輸電線路遭受了冰雪的侵襲,為此變電站監控機制需要進一步加強和完善。傳統安全監控是建立在各安全監控子系統結構基礎上的,隨著電力部門網絡的全面改造,各變電站都有了相應的通訊網絡,使遠程監控成為可能[2]。本文為此針對傳統的變電站監控系統存在的問題,本文在變電站監控系統中引入了OPC技術,探討了110kV變電站監控系統OPC技術改造處理,取得了很好效果,現報告如下。
1.變電站監控系統的功能與組成
1.1 變電站監控系統的功能
變電站監控系統是為配合變電站實現無人值守而增設的電網輔助監控系統,最基本的目的是將變電站的各個監視點的報警信息傳輸到監控中心,監控人員可通過實時圖像和運動信息對變電站的運行情況進行綜合監控與分析[3]。主要功能有:
(1)實時視頻監控,監視設備運行狀態,與變電站監視區域的智能設備配合,實現防盜、防火功能;
(2)報警功能,當發生報警時,能自動切換到相應的攝像機,有預置機位的應自動切換至指定預置機位,變電站視頻處理單元或數字錄像機能自動進行存盤錄像,并聯動相關設備;
(3)控制功能,能對所有攝像機進行控制,實現對攝像機視角、方位、焦距調整;
(4)由紅外傳感器、煙霧傳感器和其它傳感器組成的感應探測模塊,對監控現場進行全方位的監測;
(5)圖像錄像管理,實現報警前和報警后的錄像存儲。
1.2 變電站監控系統的組成
變電站監控系統主要分為三大部分:監控前端控制器、監控數據傳輸網絡和客戶端應用程序。
(1)監控前端控制器。使用高性能ARM9芯片作為主處理器,配合各種電路、攝像頭、紅外線防盜報警設備電路和煙霧火災報警設備電路組成監控前端控制器。
(2)監控數據傳輸網絡。將各個監控前端控制器通過網線相連組成一個局域網。
(3)客戶端應用程序。
2.傳統變電站監控系統存在的問題
傳統監控系統存在的問題主要體現在如下幾個方面:
2.1 設備實時數據共享困難
傳統變電站監控系統如果要被多個應用程序共享就要開發多個驅動程序,而開發驅動程序又是需要花費相當的開發時間,導致了實時數據的共享困難[4]。
2.2 系統的穩定性不易控制
傳統變電站監控系統有多個應用同時訪問設備,而這些應用訪問設備又是通過不同的驅動程序。由于各個應用對設備的訪問沒有進行相互協調,對設備的訪問就不能有效的控制,這將導致系統的崩潰甚至造成硬件設備的損壞。
2.3 硬件與軟件之間依賴性強
假設一個系統由M種軟件,N個設備,每增加1個新的需要訪問這N個設備的應用軟件就需要另外開發N個硬件設備的驅動程序。每增加1個新的硬件設備需要為M個應用軟件使用就需要開發新的M個設備驅動程序。一個設備升級了需要更新所有使用該設備的應用程序,一個軟件升級了則需要重新開發該軟件所使用的設備驅動程序。對于擁有很多設備多個應用的監控系統來說,要開發很多的驅動程序,系統結構復雜,開發周期長[5]。
3.基于OPC技術的110kV變電站監控系統改造處理
3.1 OPC技術概況
OPC(Object Linking and Embedding (OLE)for Process Control)是微軟公司的對象鏈按和嵌入技術在過程控制方面的應用。OPC以OLE/COM、DCOM技術為基礎,采用客戶/服務器模式,為工業自動化軟件面向對象的開發提供了統一的標準,其基于PC的客戶機之間交換自動化實時數據的方法[6]。采用這項標準后,硬件開發商將取代軟件開發商為自己的硬件產品開發統一的OPC接口程序,而軟件開發者可免除開發驅動程序的工作,充分發揮自己的特長,把更多的精力投入到其核心產品的開發上。這樣不但可避免開發的重復性,也提高了系統的開放性和互操作性。
3.2 OPC技術的應用優勢
(1)設備實時數據共享:不同的應用可以通過OPC接口訪問OPC服務,獲得實時數據從而實現了實時數據的共享。(2)便于控制對設備訪問:所有的應用都通過OPC服務訪問設備,這樣對設備的訪問控制只需在OPC服務中進行控制即可,避免了通過不同的驅動同時訪問設備所帶來的隱患。(3)硬件與軟件之間依賴性不強:硬件開發商只需提供一個遵守OPC接口標準的OPC服務,在應用軟件開發中也只需通過OPC接口標準來訪問設備。(4)系統結構簡單,便于開發維護[7]。(5)采用OPC規范,便于系統的組態,將系統復雜性大大簡化,可以大大縮短軟件開發周期,提高軟件運行的可靠性和穩定性,便于系統的升級與維護。(6)OPC規范了接口函數,不管現場設備以何種形式存在,客戶都以統一的方式去訪問,從而實現系統的開放性,易于實現與其它系統的接口。(7)監控系統中不同的應用通過一個統一的接口去訪問設備,避免了不同的應用通過不同的驅動訪問設備而造成系統的不穩定,甚至是系統的崩潰[8]。
3.3 系統體系結構
基于變電站的安全性考慮,我們放棄了站外部維護的靈活性與交互性,選擇了變電站內外有別體系結構,給出了基于OPC技術的變電站監控系統的體系結構。本文的基于OPC技術的變電站監控系統是一個典型的B/S與C/S混合的三層體系結構。由客戶端/應用服務器/數據庫服務器構成了C/S模式的三層體系結構。由瀏覽器/WEB服務器/數據服務器構成了B/S模式的三層體系結構。在變電站內部采用的是C/S模式的體系結構。但是由于變電站監控系統的特殊性,使變電站的三層體系結構的功能配置又不同于傳統的配置方案。在變電站監控系統中底層的數據層的數據一部分來源于現場的實時數據,另一部分來源于普通的商用數據庫。將功能層配置與應用服務器,而數據層則配置在數據庫服務器與現場設備的OPC服務器。對于變電站外部則使用了基于B/S模式的三層體系結構。Web頁面通過Web服務器獲得必要的持久化數據,通過嵌入到Web頁面內的ActiveX控件(OPC客戶端)來連接OPC服務器,獲取實時數據,進行顯示與分析。
4.基于OPC技術的110kV變電站監控系統測試分析
本變電站監控系統集視頻監控、紅外線防盜監測和火災報警等功能于一體,充分發揮嵌入式系統和計算機網絡的優勢,能夠對變電站實際狀況進行很好的監控。在實驗室狀態下,我們將EBEYE V2000攝像頭通過USB接口相連,將熱釋電紅外線探測電路和離子型煙霧火災探測設各與控制板連接起來。監控客戶端采用一臺PC,二者通過網線相連,形成一個局域網,并通過超級終端進行測試。(1)Bootloader移植:通過JTAG口,應用vivi移植Bootloader到服務器,并正常工作。(2)Linux內核移植:應用內核和根文件系統,內核在服務器終端成功加載界面。(3)客戶端人機交互操作程序測試:在客戶端PC上,點擊“變電站監控系統”圖標,輸入用戶名和密碼,單擊進入“確定”。監控系統正常運行,實時視頻圖像清晰,紅外線探頭和煙霧火災報警探頭運行正常。通過操作按鈕,進行監控探頭的切換[9]。
5.110kV變電站監控系統的改造技術發展
5.1 數字化技術
近些年來,數字化的浪潮已波及到各個領域,其中僅就安全監控領域來說,人們即已從安全監控設備及系統的數字化方面享受到前所未有的便捷與實惠。將數字技術引入智能監控領域,著實使傳統的電視監控系統產生了質的飛躍。數字技術具有各種可以容易地實現在模擬信號處理技術中很難實現的各種功能、算法或處理技術,特別是當采用雙線性插值或三次卷積插值等技術來進行圖像幅面大小的調整時,還可以在大屏幕顯示器上獲得大幅面的準高清晰圖像顯示。現代安全監控系統的智能化程度越來越高,基于數字圖像處理與模式識別技術的人像識別、人體行為特征識別的應用系統也已開始走向實用。這樣,對于結合有指紋識別、虹膜識別的出人口控制系統中,可以進一步結合視頻人像復核技術,從而對出入口人員的合法身份進行進一步的確認。
5.2 行為和步態識別技術
行為識別技術屬于自動化人工智能監控的一個典型技術。它可以實現自動化人工智能監控技術可以實現的大部分功能,而且由于其主要由軟件為主導,設備安裝靈活,只需在布防區域設置好攝像機即可。但是這種技術對攝像機的設置點要求較高,而且提供的報警信息是照片形式,而不是視頻錄像。同時行為識別技術,只能探測到可疑物體,但不能具體識別可疑物體,這些缺陷就不能很好的滿足人們對安全監控智能監控的更高要求。步態識別技術則是一種新興的智能監控技術。而步態識別技術在攝像機的設備要求,采集識別信息的距離,被識別人的不可偽裝性,采集區域的光線要求上都要比面像識別有很大優勢。
5.3 核心主機個性化
數字矩陣主機固然是監控管理的核心設備,它也是智能監控發展必然的產物,過去許多生產和開發模擬矩陣設備的廠商現在都已經開發數字化監控主機,而且除了實現原有的矩陣功能之外,還合并了DVR功能,這是一種很好的組合,適合在一些大型的監控工程當中使用。同時DVR的產品模式也為其他的監控管理主機的發展提供了有益的參考,另外由于它還具備了智能功能的雛形,它也是智能視頻服務器的前身。
總之,隨著經濟的發展與110kV變電站安全生產的強烈要求,我們將OPC服務器與OPC客戶端的開發給出了具體的實現,使整個系統成功的應用于變電站監控系統中,取得了很好的效果。
參考文獻
[1]宗亞.淺論網絡監控系統體系結構選擇[J].變電站現代化,2010,4(8):87-88.
[2]譚克俊,欒秀珍.基于89C51單片機的數字智能監控系統鍵盤及報警控制卡設計[J].現代電子技術,2009,27 (11):80-81.
[3]鄧和蓮.釋熱電紅外防盜系統的設計[J].機械工程與自動化,2008,8(2):143-145.
[4]劉淼.嵌入式系統接口設計與Linux驅動程序開發[M].北京:北京航空航天大學出版,2006:39.
[5]楊繼華,嚴國萍.基于嵌入式Linux與3C2410平臺的視頻采集[J].單片機與嵌入式系統應用,2009,2(11):18-19.
[6]陽憲惠.工業數據通信與控制網絡[M].北京:清華大學出版社,2011:84-85.
[7]顧鍵,王京春,黃德先等.OPC-COM技術在工業自動化軟件中應用[J].計算機工程與應用,2009,12(2):207-209.
[8]徐國君,李成利.OPC技術及其在工業控制中的應用[J].青島科技大學學報.2011,24(6):545-547.
篇2
關鍵詞:變電站;監控系統;服務
引言
隨著智能電網的建設發展,各業務系統對視頻監控的需求越來越迫切。為更好的提升變電站圖像監控系統的健康水平,使其在迎峰度夏和防汛工作中發揮更大作用。
1 什么是變電站監控系統
變電站的監控系統主要用于監視進出線的各種運行參數(包括電壓,電流,功率等)和各個設備的運行狀況(包括斷路器、刀閘的分合閘位置、變壓器溫度、檔位等),還有繼電保護裝置的動作情況等。無人值班的變電所配制更加全面,可以遠方遙控操作。
2 積極意義
(1)針對目前變電站少人或無人值守運行管理模式,視頻監控系統可作為遠方操作監視以及設備巡視的輔助手段,同時構建的監控平臺,可實現變電站后臺、巡維中心與調度之間的信息共享和信息互動,并對變電站相關環節實現“千里眼”管理,從而為變電站降低運維成本、優化人力資源配置、提升運行效率,為安全生產提供重要保障。
(2)該系統不但加強了變電站防盜、防破壞的技術監控,而且可時刻提醒工作人員注意自己的一言一行,約束變電站操作人員的嚴禁行為,在細小的行為中保證自身及設備的安全,切實提高變電站設備運行管理水平,保證變電站的安全運行,有效實現對無人值班變電站的運行主設備及輔助設施的監控及管理,把握設備的實時狀況,實現變電站生產集約化、精細化、標準化管理。
3 變電站視頻監控系統存在的一些問題
3.1 綜合監控系統的運行情況
(1)變電站的監控系統要每天二十四小時不間斷的運行,由于各種原因的影響,如氣溫、灰塵、外部干擾信號等,都可引發計算機系統軟、硬件的故障,引起系統運行異常。如不能快速恢復系統的正常運行,將直接影響到供電的安全可靠運行。針對這種情況,監控主機就需要選擇能夠在強電磁環境中工作,抗干擾性能強,硬件設備工作穩定性高的工控主機。并制訂相應的管理辦法,定期對監控系統主機及各種通信設備進行檢查、清理、吹掃等,以保證監控系統的安全穩定運行。
(2)目前,綜合監控系統的通道設置非常復雜,由架設光纜傳輸、無線傳輸及通過辦公網絡傳輸等方式共同進行。導致中間通道節點多,設備復雜,故障也就多,再加上通訊光纜故障,監控機本身的故障,所以經常發生監控系統通信中斷故障,查找起來也比較復雜。特別是通過辦公網絡進行數據傳輸的部分,對于變電站監控系統來說,是一個重大的安全隱患。
(3)日常的監控過程中,該系統會受到很多方面的影響,并不能對全部變電站的設施全部準確無誤的監控,這個就需要綜合系統存在的問題來法分析,為維護最好充分的準備。
3.2 工作中遇到的常見問題
各個軟件生產廠商的技術標準和規范不同,以及技術水平的差異,造成可靠性和使用過程中的穩定性較低,導致常見的故障為:系統數據丟失、軟件無效、更容易死機等。
4 結束語
隨著視頻監控技術向數字化、網絡化方向的不斷發展,變電站無人值守已逐漸成為趨勢,但由于以往變電站視頻監控系統存在功能單一、平臺不統一、平臺不開放等缺點,僅支持接入單一或少數設備,無法做到全省聯網。將視頻監控與燈光空調控制,動力環境監測,消防、安防系統進行全面有效整合,滿足無人值守的各種需求,通過安裝固定監視設備,真正實現了利用一臺工作站總視頻監控平臺網絡,結合各級視頻監控平臺,構建綜合業務管理平臺。為處置各類突發事件時提供了適時、直觀的現場及相關圖像服務。
參考文獻
[1]付冬梅,李曉剛,唐征花,等.電器設備故障紅外診斷技術及其軟件系統開發[J].電力系統自動化,2001(9).
篇3
關鍵詞:變電站;智能輔助;監控;控制
1.系統概述
變電站智能輔助監控系統的設計作為輔助監視變電站設備安全運行和監視變電站環境安全的目的,包括視頻監控子系統,安全警衛子系統,門禁子系統,燈光智能控制子系統和環境監測子系統以及管理平臺等。
2.設計原則
主要考慮系統的實用性、安全性、經濟性、可擴展性、兼容性、易操作性等幾方面。從實際出發,采用嵌入式網絡型監控設備,輔于傳感器,將變電站運行環境涉及的安全項目納入到統一的監控平臺下,組建綜合監控管理系統,具有較好的成本優勢,徹底解決了各種監控系統獨立建設、各自為政、形成信息孤島的現象。建設周期大為縮短,系統維護成本也大大降低。
4系統實現
4.1視頻監控子系統
4.1.1圖像捕捉部分
在變電站室外主變、設備區、大門等區域配置室外快球,在室內GIS室、電容器室、繼電保護室、10kkV母線室等配置室內快球。室外快球監視的區域為:變電站全景情況,變電站內變壓器的外觀狀態,輔助監視變電站內斷路器、隔離開關、CT、PT、避雷器和瓷絕緣子等高壓設備的外觀狀態,輔助監視變電站內其他充油設備、易燃設備的外觀狀態等。
4.1.2視頻監視功能
全中文操作界面,操作直觀、簡便。
圖像分辨率為 圖像窗口可以任意放大縮小或移動位置。
以樹狀形式顯示各種操作設備,包括槍機、球形機預置位、報警輸入、控制輸出等。
多畫面分割和視頻拖放:具備多畫面監視功能、具有VGA顯示器輸出接口,用戶可以將畫面分割為單畫面,4畫面,6畫面,8畫面,9畫面,10畫面,16畫面。
具備標準的RS232和RS485接口,支持市面上主流的RS485云臺鏡頭控制器、快球、矩陣協議,具有很強的兼容性。視頻設置功能強大:提供能夠針對每一路視頻的設置面板,用戶可以根據需要調節畫面碼流,畫面傳輸幀率,設置畫面動態偵測參數,畫面錄像參數,提供日期時間和漢字疊加功能。
視頻輪巡功能:在可設定的間隔時間內,對全站的監控點進行圖像巡檢,值班人員可以足不出戶的巡視整個變電站。參與巡檢的對象可任意設定,包括同一站端的不同攝像機、同一攝像機的不同預置位等,輪巡間隔時間可設置;
操作人員能對任一攝像機進行控制,實現對攝像機視角、方位、焦距調整;對于帶預置位的云臺,操作人員能直接進行云臺的預置和操作,光圈為自動調整;具有可控制設備的機械保護措施,在控制云臺等設備時,系統具有定時功能,即設備在運行后,應在設定的時間內自動停止,以防止人為的忘記關閉動作,以保護機械結構;
保證控制的唯一性,同一時刻只允許一個操作人員控制同一控制對象;
能對變電站內的空調進行控制:開啟、關閉空調、調整設置溫度、調高、調低溫度、調整出風等;
能對所內的照明和排風扇進行控制,照明在攝像頭切換后自動延時關閉。
4.1.3硬盤錄像功能
內置1~8個硬盤,硬盤容量不限。硬盤錄像文件采用自動覆蓋方式進行循環記錄。
多種回放模式:無級變速的快放、慢放、暫停以及逐幀進退播放功能。使您在查看錄像內容的時更加方便。
客戶端電腦可通過網絡播放視頻處理單元上記錄的錄像文件,也可將錄像文件下載到本地。
在回放錄像時可以顯示事件發生的準確時間;
回放畫面可以隨使用者的需要,自由的拉伸和緊縮。
4.1.4圖像管理
1)可顯示、抓拍、存儲、檢索、回放各子系統所選攝像機的實時圖像;
2)監控中心可遠程回放站端的任意攝像機的歷史圖像,回放方式有逐幀、慢放、常速、快速等多種方式;
3)可實現手動錄像、定時錄像、報警觸發錄像、畫面異動檢測;
4)能夠將任意一幅回放圖像存放成JPEG或BMP格式的圖像,供數據交換使用;
5)能明確指出所監視的設備名稱以及該設備具體部位,并將提示信息在狀態欄上實時輸出。
4.2安全警衛子系統
4.2.1探測報警設備
在變電站圍墻安裝電子圍欄系統,大門安裝紅外對射探測器,門口安裝紅外雙鑒探測器以及室內安裝感溫感煙探測器,當有人翻越圍墻或進出大門(門口)、室內出現溫度過高或煙霧異常時可觸發聲光報警器進行報警,還可聯動室外室內快球轉到指定預置位進行錄像,以供事后查找原因。
4.2.2安全警衛功能
可以與各種報警控制設備相連接,報警設備可以是煙感探測器、溫感探測器、紅外探測器、電子圍欄等;同時可連接各種開關量和模擬量設備,報警時執行預先設定的動作。可和多種消防系統、綜合自動化系統實現聯動。當某一報警單元產生報警信號后,系統能根據預先設置,聯動相應設備采取措施。
4.3門禁子系統
在變電站進出入門安裝網絡式門禁系統,通過網絡與其他系統聯動以及進行信息實時傳輸。所有人員一律憑卡進出入變電站,有效地防止了外來人員和不相干人員隨便出入變電站,并且每一次的刷卡都有記錄,可供隨時查看。
4.4燈光智能控制子系統
考慮為室內配置,和室內快球配套使用,當攝像機光線不足時或出現警情時(晚上),可以遠程控制開燈,實現遠程照明管理,也可以本地打開或關閉,也可以與其他系統聯動控制照明,如出現警情時,自動打開燈光。通過設置輔助燈光,遇到光線不足或其他事故時(尤其是晚上),其他系統可以通過聯動間接控制燈光的開啟和關閉,降低運行成本,也在安全上為變電站保駕護航,如有人翻越圍墻或闖入變電站,可以開啟燈光,嚇退闖入人員(聯動其他聲響設備)并聯動攝像機進行錄像。
4.5環境監測子系統
在變電站站端配置溫濕度一體化傳感器,風速傳感器,水浸傳感器以及SF6探測器實時監測變電站的各種環境信息,當變電站的環境溫度、濕度以及浸水情況出現異常,可以遠程啟停空調及風機等設備;當發現電纜溝、電纜夾層以及開關柜中的電纜溫度超過警戒值時立即告警,預防事故的發生。
通過“四遙”系統與“遙視”聯動接口可以實現:
監控員在“四遙”系統中遠程操作變電站設備時,使用遙視系統對現場作設備、現場環境觀察,了解相應的設備運行狀態。操作完成后,有重要的開關狀態變化時,遙視系統可聯動相應攝像機畫面給監控員作為遙視參考。
4.6輔助監控平臺
變電站配置綜合監控平臺服務器作為系統數據處理中心,用來部署綜合監控平臺應用系統功能,并兼作變電站智能輔助監控系統綜合監控平臺顯示控制終端設備,提供綜合監控管理界面功能的運行使用,實現圖形化系統應用展示。
5.系統建成后的效果
建立和實現變電站安全監控系統各設備運行環境狀態信息的實時網絡自動化監測管理。
改進傳統的管理模式,真正實現“數據集成、業務協同、管理集中、資源共享”的管理要求。推動智能化變電站設備運行環境信息平臺的建立,實現信息的集中采集、集中傳輸、集中分析、集中應用管理等,實現與其他系統的交互應用,從根本上消除產生“信息孤島”的局面。
提高變電站安全管理效率和質量,變人工例行的巡檢為系統在線實時監測,對系統檢測到設備及運行環境的突發故障實施及時、針對性的有效處置。實現變電站設備及運行環境信息的集中管理,科學地對設備運行環境狀態進行綜合診斷。更及時、準確、靈敏地反映設備及運行環境的當前狀態,避免增加人力物力不必要的浪費及巡檢不到位且實時性不好等問題。通過系統的實施,為各級人員提供一個能夠隨時隨地獲取變電站設備運行環境狀態和即時管理的強大工具。從而提高變電站運行管理集約化水平,一定程度上解決了變電運行人員相對電網發展而言日益短缺的發展矛盾,推進變電運行集約化管理。
提高變電站設備的安全運行的可靠性,有效預防各類事故的發生。形成智能化變電站運行環境風險控制和自動檢修模式。形成監控中心與操作站相互結合實現“調控一體”模式。
提高工作效率,降低維護成本,減輕運行維護人員的勞動強度,實現科學、高效監控,確保變電站設備的安全運行及可靠供電。避免突發事件造成用戶供電中斷所帶來的不利影響,體現良好的經濟效益和社會效益。
篇4
【關鍵詞】 智能; 狀態監測; 診斷;監控
中圖分類號: TM411 文獻標識碼: A 文章編號:
1 智能監控系統總體設計
本系統基于綜合自動化監控系統,采用分層結構,主要由數據層、分析層和應用層構成。系統總體結構如圖 1 所示。
數據層負責采集系統運行的實時電壓/電流值、開關狀態等信息,獲取各種保護及自動化裝置和錄波器的信息,并篩選出系統分析所需數據,按照規定的格式存儲到數據庫中。分析層是系統的核心,負責對數據層采集的數據信息進行綜合分析,完成電氣設備狀態監測和故障診斷功能。應用層完成人機界面和通信接口功能,本地和遠方終端均可以獲取系統產生的各項分析結果。當變電站內出現設備異常或發生故障時,智能監控系統的數據層向分析層提供數據的同時,完成數據存儲以供歷史數據查詢。分析層對數據進行判斷,將分析結果上傳至應用層,由應用層完成音響告警、界面顯示及信息遠傳等功能。變電站綜合自動化系統按系統結構可劃分為站控層、網絡層和間隔層。網絡層以 100 M/10 M以太網為基礎,包括數據 A 網、數據 B 網。通過以太網實現站控層設備和間隔層間設備的高速連接,是綜合自動化系統數據通訊功能實現的基礎。監控主站布置在站控層內,通過網絡層實現對站內設備的監控。智能監控系統作為監控系統的輔助系統,在變電站站控層中實現。系統采用雙機結構,一臺供數據層數據庫專用,另一臺用于實現分析層和應用層功能。系統網絡拓撲如圖 2 所示。
2 數據層功能模塊
數據層是整個系統的基礎,分析層完成的各種分析功能均是建立在對數據庫數據進行操作的基礎上的。數據庫可采用 ORACLE、SQL-SERVER、DB2Universal Database 5. 2 等大型遠程數據庫。數據層的主要功能包括數據獲取、數據篩選和數據存儲。數據獲取的任務是從各種保護及自動裝置、測控裝置以及傳感器中獲取數據信息; 數據篩選的任務是對采集到的各種數據進行綜合分析,去除冗余信息,得到關于設備運行狀態及故障的關鍵信息; 數據存儲的任務是將各種數據進行分類存儲,以供歷史數據查詢使用。數據層所獲取的數據主要包括: ①系統實時電壓、電流值; ②斷路器及隔離開關的實時開關狀態;③保護及自動化裝置的動作報文; ④故障錄波器的錄波數據; ⑤電力設備的參數及缺陷信息。數據篩選應包括對模擬量輸入信號數據的有效性、正確性判斷,越限判斷、數字濾波、誤差補償、工程單位變換等; 對開關量輸入信號的防抖動處理、硬軟件濾波、基準時間補償、數據有效性、正確性判別等; 對數字量輸入信號數據有效性、正確性判斷等等。數據存儲應記錄設備歷史運行數據,并按照不同設備單元、不同數據源進行分類存儲,并添加統一時標以便查詢,為設備的運行情況積累資料和數據,構建設備運行的歷史檔案。
3 分析層功能模塊
分析層是系統的核心,負責對數據層采集的數據信息進行綜合分析,完成電氣設備狀態監測和故障診斷。
3. 1 設備運行狀態監測
所謂狀態監測即在故障發生前,通過對表征電力設備運行狀態的數據進行分析、判斷,來確定設備的狀態,并判別和指出設備狀態發展的趨勢,從而確定是否需要安排維護作業,起到防患于未然的作用,并為有計劃的維護提供信息。狀態監測的主要任務包括: ①根據歷史檔案、運行狀態和設備缺陷情況,判斷設備運行狀態處于正常還是異常。②對設備的運行狀態進行評估,為狀態檢修提供依據。電力系統狀態監測的對象主要是電力系統的重要電力設備,如變壓器、斷路器、電纜、電容器等。對于不同的監測對象,所采取的方法不盡相同。對于不同的電力設備,已經提出了眾多狀態監測方法,其中有許多是通用的,如振動分析法、
油中氣體分析法、局部放電檢測法、絕緣恢復電壓法等。現有的狀態監測方法更強調對設備故障的預報和定位,但在現有條件下很難達到預期效果。
3. 2 故障診斷
電力系統發生故障后,要求運行人員迅速、準確地掌握保護動作情況、開關變位情況,判斷故障元件,以便及時、準確的向調度報告,盡快恢復電力系統正常運行。當系統發生故障時,保護裝置和故障錄波器會產生大量數據,其中有很大一部分是由于電磁干擾等原因產生的干擾信號。例如,一條 35kV 線路發生相間短路時,與其同母線的另外幾條線路同時發出“加熱器回路及二次回路故障”信號。雖然在開關跳閘,故障隔離后,這些信號均自動復歸了,但是運行人員在進行事故處理過程中,仍需要花費時間去查看、分析這些信號,這勢必會延緩事故處理的速度,甚至造成誤判斷。因而,實現電網故障的自動診斷,對提高故障正確判斷率、縮短停電時間、降低停電損失都是非常有意義的。
當系統發生故障時,首先是故障元件的電流和電壓等電氣量發生變化,然后由此引起保護動作,最后由保護跳開相應開關。目前,運行人員對故障的判斷還主要是針對開關跳閘和保護及自動化裝置動作情況進行分析判斷。但是,保護、開關在某些情況下存在誤、拒動以及因信道干擾發生信息丟失等諸多不確定因素,會造成人員的誤判斷。在這種情況下,基于故障元件電壓、電流等電氣量的分析判斷就更加準確了。從原理上講,根據故障時錄波器所記錄的波形可以診斷出絕大部分不同類型的故障。本系統具有自學習能力的波形分析診斷模塊,通過對系統典型故障波形知識進行學習,實現對故障波形的自動分析。
智能監控系統故障診斷功能主要分析開關變位信息、保護及自動化裝置動作報文以及故障錄波數據三類信息,當產生這三類信息時均會啟動故障診斷。值得一提的是,對于通過監控后臺操作使開關分閘等情況不應該啟動故障診斷。對于保護裝置動作情況分析時,應綜合分析主保護及后備保護的動作情況,采用“三取二”模式進行判斷,即三套保護中至少有兩套保護動作時才判定有故障發生。對于只有兩套保護投入的情況,則只要有一套保護動作則判定為故障。故障錄波數據是一組實時數據,是按 COMTRADE 文本格式存儲的數據文件。一般情況下,故障錄波器可以提供故障發生前一個周波和故障發生后兩個周波的數據信息,數據窗長。根據故障錄波器記錄的波形信息作進一步分析,能夠確定故障類型、故障相別和故障地點等。例如: 如果保護未動作、故障錄波器未啟動而開關跳閘可以判斷為開關偷跳; 如果故障錄波器啟動,且線路保護動作出口跳閘,故障隔離,可以判斷為線路故障,通過錄波波形分析可以進一步獲得故障相別、故障測距等詳細故障信息。
篇5
關鍵詞:智能變電站;監控系統;功能定位;硬件整合;節約投資;
中圖分類號:TM63 文獻標識碼:A
0. 引言
近年來,隨著電力系統管理體制的深化改革,變電所自動化技術在不斷進步,目前很多變電站已逐步實現無人值守。國家電網公司正在加快全面推進智能電網建設,智能變電站是智能電網的重要環節,一體化監控系統是智能電網調度控制和生產管理的基礎。
根據國家電網公司對智能變電站建設要求以及對智能變電站監控系統功能和建設技術規范要求,新建智能變電站監控系統宜采用一體化監控系統。
1. 一體化監控系統功能定位
智能變電站一體化監控系統按照全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化的要求,通過系統集成優化,實現全站信息統一接入、統一存儲和統一展示,實現運行監視、操作與控制、信息綜合分析與智能告警、運行管理和輔助應用等功能。
運行監視
通過可視化技術,實現對電網運行信息、保護信息、一、二次設備運行狀態等進行監視和綜合展示。包含三個方面:
(1)運行工況監視
實現智能變電站全景數據統一存儲和集中展示。提供統一的信息展示界面,綜合展示電網運行狀態、設備監測狀態、輔助應用信息、事件信息、故障信息;實現裝置壓板狀態的實時監視,當前定值區的定值及參數的召喚、顯示。
(2)設備狀態監測
實現一次設備運行狀態在線監視和綜合展示;通過可視化手段實現二次設備運行工況、站內網絡狀態和虛端子連接狀態監視;實現輔助設備運行狀態的綜合展示。
(3)遠程瀏覽
調度(調控)中心可以通過數據通信網關機,遠方查看智能變電站一體化監控系統的運行數據,包括電網潮流、設備狀態、歷史記錄、操作記錄、故障綜合分析結果等各種原始信息以及分析處理信息。
操作和控制
變電站監控系統滿足無人值班要求。操作控制功能按調控中心、站控層、間隔層、設備級分層操作原則考慮。操作權限由調控中心、站控層、間隔層、設備級順序層層下放。原則上站控層、間隔層、設備級只作為后備操作或檢修操作手段。這三層的操作控制方式和監控范圍可根據實際要求和設備配置靈活應用。
在監控系統運行正常情況下,任何一層操作,設備運行狀態和選擇切換開關狀態都處于微機監控系統監控之中。在任何一層操作時,其它操作級均處于被閉鎖狀態。
信息綜合分析與智能告警
通過對智能變電站各項運行數據(站內實時/非實時運行數據、輔助應用信息、各種報警及事故信號等)的綜合分析處理,提供分類告警、故障簡報及故障分析報告等結果信息,包含站內數據辨識、故障分析決策、智能告警等內容。
運行管理
通過人工錄入或系統交互等手段,建立完備的智能變電站設備基礎信息,實現一、二次設備運行、操作、檢修、維護等工作規范化,包括源端維護、權限管理、設備管理、定值管理和檢修管理等內容。
輔助應用
通過標準化接口和信息交互,實現對站內電源、安防、消防、視頻、環境監測等輔助設備監視與控制。包含四方面內容:電源監控、安全防護、環境監測、輔助控制。
2. 一體化監控系統系統配置
本設計110kV新建智能變電站內按節約建設投資原則,對一體化監控系統進行硬件整合優化配置,配置監控主機1臺、綜合應用服務器1臺、Ⅰ區數據通信網關機2臺、Ⅱ區數據通信網關機1臺、Ⅲ/Ⅳ區數據通信網關機1臺、防火墻1臺、正反向隔離裝置各一臺、計劃管理終端1套以及計算機系統軟件若干。
配置一臺監控主機,集成工程師站、VQC、五防一體化、小電流接地選線、低頻低壓減載等功能,取消單獨數據服務器、圖形通信網關機等不必要設備,實現智能變電站信息平臺統一化和功能集成化,符合國網智能變電站一體化監控系統功能規范和建設規范。
3. 一體化監控系統高級應用
監控系統一體化體現了智能變電站技術的先進性,符合國網公司智能變電站建設方針。
本期實現智能操作票、順序控制、智能告警及分析決策、站域控制、拓撲五防、優化調節控制、源端維護等功能;對于現階段不具備條件實現的高級功能應用,預留其遠景功能接口。
智能高級應用功能如下:
1)智能操作票:
智能五防與監控系統合二為一,統一平臺。通過圖形操作、人機對話方式快速、正確、規范地生成符合電力用戶現場要求的操作票,具有一體化圖形、及基于變電站實時信息的操作、自動(人工)預演等特點,將運行人員從繁重的手工開票工作中解脫出來,顯著縮短倒閘操作所需時間,提高電網運行效率。
2)順序控制:
在全站設備間隔均能實現順序控制,開關設備位置可以自動識別,跳讀主站可根據備操作設備在線狀態、保護信息等對順序控制過程進行人工干預,下達跳、停設備等操作命令,實現一次、二次設備信息聯動及保護軟壓板自動控制。
變電站實現順序控制,在變電站后臺和主站端均可實現站內設備一鍵式順序控制,在保證操作安全前提下,極大程度縮短變電站倒閘操作時間,提高了操作效率,解決人工操作效率低、易出錯等問題,提高供電可靠性。
3)監控五防一體化:
五防閉鎖一體化建立了一種包括監控后臺、遠動所有站控層的的一體化五防。在該模式下,監控后臺、遠動五防閉鎖規則具有統一的數據模型、統一的閉鎖規則組態、統一閉鎖邏輯判斷。該模式簡化了變電站五防系統結構,兼顧站控層各種設備的需求。
4)智能拓撲五防:
變電站采用基于拓撲網絡的職能五防,自動實現防務操作的邏輯判斷。防誤閉鎖邏輯免配置和自適應,變電站擴建無需修改邏輯。提高智能變電站防誤操作的技術水平,建設和維護效率得到極大提高。
5)優化調節控制:
根據地區各類站點的節點參數計算出最優無功調壓方案,并下發至變電站自動化系統,實現無功補償自動投切和主變有載調壓,支撐電網安全經濟運行,從而達到優化控制的目的。
6)站域控制:
站域控制建立在一體化信息平臺基礎上,可實現多個電壓等級橋備投、進線備投、分段備投、主變壓器備投等備投功能,還可實現過負荷聯切、過負荷閉鎖和低頻低壓減負荷功能。
7)源端維護
在智能變電站和調度主站基于IEC61850標準,建立統一的模型,在保證安全的前提下,應在變電站利用統一系統配置工具進行配置,生成標準配置文件,包括變電站網絡拓撲等參數、IED 數據模型及兩者之間的聯系。變電站主接線和分畫面圖形,圖元與模型關聯,應以可升級矢量圖形(SVG)格式提供給調度主站。
4. 一體化監控系統整合方案
新建110kV智能變電站采用一體化監控系統,應用智能變電站一體化信息平臺實施方案的成果,通過硬件優化整合,監控系統設備配置及節約投資經濟性分析比較如表1。
表1 一體化平臺硬件設備經濟分析比較表(費用:萬元)
序號 優化前方案 優化后方案 費用比較
設備 費用 設備 費用
1 監控主機 10 監控主機 15 -25
2 操作員站 10
3 工程師站 10
4 保護信息子站 5
5 五防工作站 5
6 遠動通信裝置 10 數據通信網關機 12 +2
7 綜合應用服務器 10 綜合應用服務器 10
8 打印機 8 網絡打印機 1 -7
9 合計 68 38 30
根據全壽命周期設備造價分析比較,站控層設備經過優化整合后在壽命周期內成本可節省30萬元。
5. 結論
本文介紹了一體化監控系統功能定位以及配置原則;采用一體化監控系統,通過一體化信息平臺進行硬件整合優化后,整合了各應用系統功能,減少了服務器等硬件設備及與各子系統的運行維護成本,也節省了資源消耗,有力地推進節能環保,降低人力物力成本,與調控一體化的運行管理模式相適應;以實例配置方案進行分析,為新建智能變電站監控系統優化配置提供了參考依據。
參考文獻
關于印發《智能變電站一體化監控系統功能規范》等兩項標準的通知,國家電網科,〔2012〕143號.
Q/GDW678-2011《智能變電站一體化監控系統功能規范》及編制說明.
Q/GDW679-2011《智能變電站一體化監控系統建設技術規范》及編制說明.
篇6
關鍵詞 變電站;視頻監控體系;系統設計與分析
中圖分類號:TM732 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)17-0016-01
現階段我國的電力網絡規模越來越大,并且呈逐漸增長的趨勢。用電量的增加提示著我們要盡快的提升自動化的電力系統,將電力系統構筑成為自動運行的智能化體系。在諸多的電力企業已有集中式的遠程圖像監控系統的設立,這能夠極大的提升電力生產的安全以及可靠性。在諸多的組件基礎上多加了遙視的功能,呈現了電力系統的諸多極為重要的監測點。
1 數字視頻監控系統
利用數字視頻處理為核心的技術,即數字視頻監控系統,它將光電傳感器以及計算機與自動控制、人工智能等諸多的技術形成新型的監控體系。該體系運用嵌入式網絡視頻的編碼儀器,實現全程化的系統處理。系統運行有六大特點,運用當下的網絡資源,不用重新構筑監控系統的光纜以及設備,就可以進行遠程視頻的監控;并且系統的拓展功能極強,在有網絡的區域增加監控的設施設備就能夠拓展新監控點;網絡的提供商會維護網絡,前端的設備隨插就可以運用以及免維護,維護系統的費用很低;系統的功能非常的大,運用很靈活,全數字化的錄像,保存以及檢索就很方便;任何的一臺計算機,安裝了客戶端的軟件并且授權,就能夠形成監控的工作站;Web Server視頻散布為基準,利用IE瀏覽器及時的實施監控,操作的界面非常友好,客戶的接受程度也很高。
2 數字視頻監控系統的構筑目的
近年來電網建設業快速的發展,各大部門之間協調統一以及管理統一的需求逐漸的顯現,大監控成為了變電站的監控網絡的首要條件。大監控就是將變電站的諸多系統統一的監控,各大變電站以及消防系統、管理系統都采用開放的監控平臺來進行各個目標的實時監控,同一個監控點的諸多信息都可以共享的。及時的監控變電站之內的各個類型設施設備,控制屏的顯示、儀表顯示數、開關室的設施設備等系統的運行狀態;及時的監測變壓器的油位以及火災的警報體系,周邊的環境情況,調節適合的溫度以及濕度,空調機的啟停以及瓦斯是否泄漏等諸多的危險情況;隨時的將變電站的大門以及主要的通行道進行監控;及時的接受各個部門的紅外警報以及門禁的狀態信號;進行追憶事故,輔助技術人員查探故障的原因以及變電站的狀態,最終找到最根本的事故原因;運用遠程監測功能,進行及時的遠程監控,調度中心的技術人員,對遠方任何一處的變電站操作人員進行及時的技術、操作指導;運用遠程教育實行檢修的標準化作業并進行實時的培訓,及時的存儲錄像并作為以后的多媒體培訓的教材。以上都是變電站數字視頻監控體系應實現的目標,這樣才能更好的做好監控作業。
3 數字視頻監控體系的設計要求與結構
3.1 兼容性要求
系統要可以支持諸多的設施設備,不同類型以及不同的編碼方法等的變電站設施都可以接入系統,降低前端設施的更換次數以及改造。若是必要的設備變更,就要盡量的降低更換的數目,一定要避免前端攝像機以及警報器的變更。
3.2 帶寬適應性的要求
當下的變電站可以將諸多的2Mbits帶寬實行合并,供給用戶高度的帶寬傳輸通道,所以,系統必須要有非常強大的帶寬適應性能,可以依據不一樣的帶寬自行的實行調節,利用有限的帶寬來傳輸最大限度多的圖像。
3.3 安全性的要求
硬件的安全性以及網絡的安全性都是較為重要的,集中的管理方式,讓系統的管理中心成了極為重要的階段,管理中心的諸多運行數據都要進行相應的硬件備份,主要的設施設備之間要可以實行隨時的自動切換。視頻監控體系以及電力的區域網絡要實行鏈接,所以,這就有很多的病毒以及網絡的攻擊,這嚴重的威脅到了視頻的監控系統,系統要及時的采取隔離保護的方式,保障體系的安全性。
3.4 系統的結構
系統的規模大小要依據電網的區域范圍以及變電站的數目進行自合與定義,構筑視頻工作站點在集控中心,各個部門的工作都利用此工作站點獲取授權以及實行遠程監控。各個變電站的流媒體的服務儀器都承載諸多的音頻、視頻以及警報數據等轉發,呈現系統的負載均衡性能。集控中心對所有的監控端、各個服務儀器等實行統一的協調管理,并能夠在沒有技術人員值班時實行遠程控制,并構筑本地的監控終端在各個變電站。
4 數字視頻監控體系構建中應注意的問題
4.1 系統的集成
變電站數字視頻監控系統應依據實情設立綜合的管理體系,將站內諸多的子系統進行集成,如環境的監測、火災的警報、視頻的監視等等,對站內的一系列數據以及傳感器的開關、設施的狀態實行綜合的判定,利用諸多的識別技術并與別的系統一起運行實行數據的智能化處理。綜合運行的管理系統管理的信息區非常大,并且數據量也極度的多,不適宜直接跟生產控制大區位的監控連接,設立單獨的綜合運行管理體系,并且利用隔離設施裝置和計算機的監控體系進行信息的互換。
4.2 自動化系統的終端接口
依據不一樣的變電站自動化體系,構筑通信的接口程序,讓數據能夠實時共享,運用變電站已有的自動化設施等,多加視頻設施,將監控系統的軟件實行第二次的開發利用,如通信的接口、數據的組織形態以及畫面的組織形態,體現無縫的接入,為建設節省投資。
5 結束語
網絡視頻監控體系是一種集諸多的高端技術以及計算機技術為一體的現代集成系統。將當下所有的變電站監控體系進行有效的整合,呈現遠方的遠程監控,包含防火、防盜、監控等功能,從而很好的解決變電站的可視化現場監控以及周邊環境的監控,為建設智能化的變電站監控系統打下堅實的基礎。
參考文獻
篇7
關鍵詞:變電站;工作原理;檢測系統;通信設計
1 C8051F043自帶CAN控制器結構與工作原理
C8051F043是具有25MIPS、64 KBFlash、10bitADC,帶有CAN控制器的高速8位單片機。其自帶的CAN 控制器支持CAN 技術規范V2.0A/B;并能夠發送按接收標準的和擴展的信息幀,同時具有接收濾波和信息管理功能,最高數據傳輸速率可達1Mbit/s,所構成的CAN總線節點可直接與CAN 總線上的其他微控制單元(MCU)通信。Silicon Labs CAN是一個協議控制器,不提供物理層驅動器(即收發器),其內部含有4個發送緩沖器、4個接收緩沖器。同時還具有靈活的中斷管理能力,這些特點使得MCU對CAN總線的操作變得非常簡便。
C8051F043所含CAN控制器包含1個CAN核、消息RAM(獨立于CIP-51的RAM)、消息處理狀態機和控制寄存器組以及波特率預分頻器BRP(Baud Rate Prescaler)。其中CAN控制器核心負責與CAN 總線的接口和通信,消息RAM、寄存器組以及消息處理器用來實現CAN 總線通信模式控制以及操作控制,其控制器如圖1所示。
1.1 CAN控制器工作模式
C8051F043自帶的CAN控制器可以工作在測試模式和正常模式2種狀態,可通過簡單設置CAN控制寄存器(CAN0CN)的Test位來設置。其中在測試模式下又有4 種模式:靜音模式、回路模式、靜音回路模式和基本模式。在測試模式下,可以通過TX1和TX0位控制TX 的輸出控制。
1.2 收發操作
CAN總線控制器的發送流程是:首先對接口寄存器IFx命令掩碼寄存器進行賦值,指定發送方向和字節數;其次,對IFxAR進行賦值,指定標準幀或遠程幀;最后對發送請求寄存器TxRqst進行賦值,確認對32個消息對象中的哪一個進行操作。其中,控制器有32個消息對象,因而CAN 控制器可以管理32個消息對象報文發送。如果取消對消息對象的發送,只能通過IFx 消息控制寄存器進行操作,而不能對發送請求寄存器進行操作。CAN總線控制器的接收流程和發送大體致,不過最后接收的數據存放在新數據寄存器中。
1.3 中斷管理
CAN控制器有4個中斷源,包括發送中斷、接收中斷、錯誤中斷及總線喚醒中斷等。利用對CAN控制寄存器的EIE、SIE、IE等位進行設置,可方便實現對各種中斷的有效管理。當有中斷發生時,將引發C8051F043 的第19號中斷,可在中斷服務子程序里面對不同的中斷進行響應。
1.4 錯誤檢測
CAN協議具有CRC錯誤、應答錯誤、形式錯誤、位錯誤和填充錯誤等檢測功能。C8051F043所帶CAN控制器包含錯誤計數寄存器。其中接收出錯計數器REC(Receive Error Counter)范圍在0~127之間;發送出錯計數器TEC值范圍0~255之間。因而對于網絡中的任何一個節點而言,都有可能因為錯誤計數器的數值不同而使其處于錯誤-激活、錯誤-認可和總線-脫離3種狀態。
2 監控系統通信模塊設計
2.1 監控系統總體結構
監控系統由控制臺工作站、CAN主控制器、智能終端等組成。其中CAN主控制器由C8051F043和CAN總線收發器SN65HVD230組成,智能節點可實現交流電壓、電流信號、頻率等電能質量參數的采集、控制與處理,對變電站線路電能質量進行監控,然后通過CAN 主控制器將數據傳遞到控制臺工作站。系統結構如圖2所示。
圖2 CAN總線網絡系統結構框圖
這種網絡拓撲結構采用了總線式結構,且結構簡單、成本低,采用無源抽頭連接,因此可靠性較高。其信息傳輸采用CAN通信協議,通信介質采用雙絞線。由于CAN總線是基于發送報文的編碼,它不對CAN控制節點進行編碼,故系統的可擴充性比較好,同時增刪CAN總線上的控制節點不會對系統的其余節點造成任何影響。系統采用模塊化設計,對于主控制器通信節點的設計可直接應用到智能節點的設計上。該智能終端使用的數據采集模塊可采集交流數據。從互感器輸出的三相電壓、三相電流經過信號電路轉成合適的電壓信號直接送到C8051F043的模擬輸入端,經過內部模擬通道選擇開關,進行AD轉換,將轉換完的數據通過CPU處理后由CAN口送至上位機。每周期采樣64個點,采用FFT算法,經試驗,符合系統要求。
2.2 CAN 主控制器設計
CAN主控制器不包括模擬信號采樣單元和頻率采樣單元,其作用是對底層分布式CAN智能節點進行數據傳送和命令交互,其CAN通信節點設計與智能終端在通信協議上完全兼容。本系統中通信節點采用帶有CAN控制器接口的微處理器C8051F043,物理層上的CAN 總線收發器SN65HVD230則作為CAN控制器與物理總線的接口。如果需要進一步提高系統的抗干擾能力,可在SN65HVD230與物理總
線接口之間再加一個光電隔離器。其電路圖如圖3 所示。
2.3 通信節點軟件設計
2.3.1 系統初始化
在C8051F043 所帶CAN控制器正常工作之前,需要進行正確的初始化,其訪問CAN 控制器的步驟一般是①:
步驟1 設置SFRPAGE 寄存器為CAN0_PAGE;
步驟2 將CAN0CN 寄存器中的INIT 和CCE 位設置為1;
步驟3 設置位定時寄存器和BRP 擴展寄存器中的時序參數;
步驟4 初始化每個消息對象或將其MsgVal 位設置為NOT VALID;
步驟5 將INIT 位清0。
2.3.2 波特率發生器參數設置
在CAN總線網絡正常通信的過程中,只允許一種CAN波特率進行通信,由于CAN網絡上有不同節點,各節點控制器使用的晶振不一定一致,使得波特率設置成為關乎CAN通信是否成功的首要內容。本文中C8051F043單片機采用內部晶振和外部晶振相互切換的模式。設置方便,可根據不同的波特率對寄存器BITREG進行靈活設置。其參數見表1。
表1 不同晶振和波特率下位定時寄存器設置表
2.3.3 CAN 通信收發操作
本文C8051F043CAN控制器主要采取中斷模式進行總線數據的接收和發送。整個系統主序提供2 種中斷即定時器中斷和外部中斷。定時器中斷的中斷子程序主要處理來自模擬通道AIN0~AIN7的A/D數據采集;發送數據發送請求命令以及數據發送。外部中斷的中斷處理子程序主要處理CAN總線錯誤處理子程序和數據接收子程序。CAN控制器收發數據流程如圖4所示。
發送程序代碼如下:
SFRPAGE=CAN0_PAGE;
CAN0ADR=IF1CMDMSK;
CAN0DAT=0x0087;/*IF1 Command Mask Registers=0x00878*/
CAN0ADR=IF1DATA1;
for(num=0;num
{CAN0DATH=sdata[num];
num++;
CAN0DATL=sdata[num];
CAN0ADR=IF1CMDRQST;
CAN0DATL=MsgNum;∥MsgNum為要寫入智能節點號
接收程序代碼如下:
SFRPAGE=CAN0_PAGE;
CAN0ADR=IF2CMDMSK;
CAN0DATL=0x0f;
/*WR/RD=0,Mask=0,Arb=0,Control=0,ClrIntPnd=1,NewDat=1,DataA=1,DataB=1* /
CAN0ADR=IF2CMDRQST;
CAN0DATL=MsgNum;∥指向MsgNum 號消息
CAN0ADR=IF2DATA1;
for(i=0;i
rdata[i].val=CAN0DAT;∥接收數據到相應數組
2.4 軟件設計時需要注意的問題
對C8051F043中CAN控制器在初始化完成后要處于掛起狀態,這就需要在初始化完后將其置為Normal模式,否則將一直停留在掛起狀態下,而不能進行正常工作。可通過對CAN控制寄存器的INIT位置0操作來實現。
在通過CAN 控制器進行發送和接收之前,一定先關中斷,然后對發送和接收的相關寄存器進行初始化,進而進行發送或接收。
3 結語
篇8
[關鍵詞]繼電保護
變電站
微機保護
視頻監控 RCS9700
1 概述
所謂最新的變電站綜合自動化微機保護監控系統,就是廣泛采用微機保護和微機遠動技術,分別采集變電站的模擬量、脈沖量、開關狀態量及一些非電量信號,經過功能的重新組合,按照預定的程序和要求實現變電站監視、測量、協調和控制自動化的集合體的全過程,從而實現數據共享和資源共享,提高變電站自動化的整體效益。
最新的變電站綜合自動化微機保護監控系統――RCS9700運用新一代計算機技術、網絡通信技術、最新國際標準,集保護、測控功能于一體,滿足6~110kV各種電壓等級變電站綜合自動化的需要。現在市場上流通著有各利各樣的自動化系統,并且在不斷地改進和更新。本文主要根據南京南瑞繼保電氣有限公司生產的最新的RCS9700變電站綜合自動化系統在110kV變電站的最新應用情況,對變電站綜合自動化系統的功能設計、結構及配置、性能、安裝和試驗等方面的技術要求,進行論述。
2 系統設計原則
兗礦新疆煤化工有限公司110kV/10kV降壓總變電站一期工程包括:SFZ10-40000kVA/110kV/10kV三相油浸自冷有載調壓電力變壓器2臺,接線方式為Y/;110kV線路2回;10kV進線2回;電容器組2回;10kV/0.4 kV站用變饋線2回;10kV三級變電站饋出線10回;10kV電動機饋出線10回;10kV/0.4kV廠用變饋線8回;備用回路饋線20回。
變電站綜合自動化系統設計過程中始終貫穿著充分保證“可靠性”這一原則,采用分散分層分布式模塊化結構,各保護、測量、控制、通信等各個模塊之間既相互獨立又互相聯系。RCS-9700采用WorldFip工業總線經過智能網關RCS-9782、以太網網絡交換機RCS-9882、RCS-9698D遠動裝置在后臺監控機上實現全所電氣設備的“四遙”功能,完全滿足“可靠性”這一原則。
3 系統硬件結構及配置
3.1 系統硬件結構
RCS9700變電站綜合自動化微機保護監控系統采用分散分層分布式結構,系統從整體結構上分為三層:站控層、網絡通信層、間隔層。站控層由本地后臺服務器、保護工程師站、五防系統等構成。通信采用100M工業以太網。間隔層主要由保護單元、測控單元等組成。網絡通信層應支持單網或雙網,支持全以太網,也提供其它網絡,通信方式采用WorldFIP現場總線,支持雙網通訊,通信層由WorldFIP網關、保護管理機、規約轉換器等組成。
微機監控系統:分為站級控制層和間隔級控制層,網絡按雙網配置。站級控制層設備按遠期規模配置,采用基于TCP/IP協議的自適應10/100M雙以太網結構(A、B網)。間隔級控制層設備配置雙以太網接口,將采集和處理后的數據信號,經雙絞線傳輸到站級控制層,各間隔級單元相互獨立,不相互影響。應用層協議使用IEC61850國際標準。
視頻監控裝置:將變電站的視頻信號與音頻信號傳輸到監控中心,監控中心接收視頻信號與音頻信號后進行監控、存儲、管理。主要監控、記錄變電站的安全以及設備的運行情況,監測電力設備發熱程度,及時發現、及時處理事故情況,有助于提高電力系統自動化的安全性和可靠性,并提供事后分析事故的有關圖像資料。同時它還具有防火、防盜等功能。RCS9700設置串行通信口與視頻監視系統連接,視頻監視系統智能設備的通信規約符合IECC61850國際標準通信規約,完成各種通信協議的轉換,使計算機監控系統獲得所需數據。
系統通訊能力:系統具備為雙串口、雙網絡通訊能力,系統配備相關通訊接口及通訊設備。監控系統與調度SCADA系統能同時實現以串口方式及網絡方式同時進行通訊,選用的通訊規約為DL/T634-5-101-2002、DL/T 634-5-104-2002和新部頒CDT。遠動通道具備2路數字串口通訊、2路數字模擬通訊、2路網絡通訊。通道具有防雷、過壓保護裝置。
3.2 系統硬件的配置
監控主機:用標準的、網絡的、分布功能和系統化的開放式的硬件結構,滿足IEEE POSIX標準。測控裝置面向對象設計,采用統一的硬件平臺、統一的軟件平臺、統一的數據庫管理。裝置采用32位CPU和DSP硬件平臺,14位以上高精度模數轉換器,采用嵌入式實時操作系統。利用冗余硬件、自診斷和抗干擾等措施達到高可靠性。
操作員、工程師工作站:系統配置一臺操作員工作站和繼保工程師站。能在正常和電網故障時,采集、處理各種二次裝置信息,并充分利用這些信息為繼電保護運行、管理服務,為分析、處理電網故障提供支持。繼保工程師站具備多路數據轉發能力,能通過網絡通道向調度中心進行數據轉發。
微機五防工作站:系統配置一臺微機五防系統,防誤操作功能比較完備。
電源:系統站級控制層交流電源由在線式UPS供電。其他交流電源由站用變交流系統提供。二次設備室的設備由變電站直流系統220V電源供電。
3.3 系統各裝置優化組合
主變保護及測控裝置、110kV線路保護裝置采用分組屏方式,布置在301主控制室。10kV饋線、所用變、站用變、電容器組等間隔層設備采用嵌入式RCS-9000系列C型微機保護測控裝置安裝在高壓開關柜上。其它智能設備可通過通信口接入監控系統。RCS-9700綜合自動化系統具備為雙串口、雙網絡通訊能力,系統配備相關通訊接口及通訊設備。監控系統與調度系統能同時實現以串口方式及網絡方式同時進行通訊,選用的通訊規約符合IEC61850國際標準通信規約。遠動通道具備2路數字串口通訊、2路數字模擬通訊、2路網絡通訊。
4 系統保護裝置配置及功能
系統具備較強的故障軟化與容錯能力,具有系統動態重構能力和一定的冗余措施,在任一單個硬件或軟件失效時,能防止系統信息的丟失或影響系統主要功能。
4.1 微機保護及自動裝置配置
110kV線路微機光纖縱聯保護裝置:由RCS943A-05型110kV線路保護裝置和RCS97-22T型110kV線路保護測控裝置組成。光纖分相電流差動保護包括電流分相差動保護、序電流差動保護、離保護和零序電流保護(后備)。
主變壓器保護裝置(RCS-9671C、9661C):包括主保護裝置+后備保護裝置+本體非電量保護裝置。主保護裝置裝設一套二次諧波制動原理的縱差保護。后
備保護裝置包括復合電壓起動的過流保護、零序過流保護、間隙零序過流保護、零序過壓保護、過負荷保護、主變有載調壓控制系統、主變風扇控制系統。非電量保護裝置包括重瓦斯、輕瓦斯、壓力釋放、油溫度、繞組溫度,有載調壓重瓦斯等。
10kV饋線保護裝置(RCS-9611C):包括三段時限過流保護、三段零序過流、三相一次重合閘、低周減載、接地保護及過負荷保護,每個保護通過控制字可投入和退出。
10kV電容器保護裝置(RCS-9631C):包括帶有時限電流速斷、定時過流保護、零序過流、過壓和欠壓保護、不平衡電壓保護、不平衡電流保護,溫度保護。
10/0.4kV站用變/廠用變保護裝置(RCS-9621C):包括三段復合電壓閉鎖過流保護、高壓側正序反時限保護、兩段定時限負序過流保護、高壓側接地保護、低壓側接地保護、過負荷保護、低電壓保護、非電量保護,每個保護通過控制字可投入和退出。
10kV異步電動機保護裝置(RCS-9641C):設置兩段定時限過流保護、兩段定時限負序過流保護、一段反時限負序過流保護、過負荷保護、過熱保護、零序過流保護、定子零序電壓保護、低電壓保護、過電壓保護及兩路非電量保護,每個保護通過控制字可投入和退出。
10kV同步電動機保護裝置(RCS-9643C):設置縱差保護、兩段定時限過流保護、不平衡保護、過負荷保護、過熱保護、零序過流保護、定子零序電壓保護、低電壓保護、過電壓保護、低頻保護、失步保護及兩路非電量保護,每個保護通過控制字可投入和退出。
低頻低壓減載裝置:雙CPU結構,強弱電嚴格分離,舍棄傳統的背板配線方式,有很強的抗干擾和抗電磁輻射的能力。完善的事件記錄報文處理,可保存最新128次動作報告,24次故障錄波報告。有友好的人機界面、中文顯示、打印。具備軟件和硬件GPS脈沖對時功能。
4.2 微機保護監控系統的功能
實時數據采集及處理功能。遙測:變電站運行的各種實時數據,如母線電壓、線路電流、主變溫度、功率、頻率等;遙信:開關、刀閘位置、分接頭位置、各種設備狀態、瓦斯、氣壓信號等。通過間隔層I/O單元進行實時數據的采集和處理。根據CT、PT的采集信號,計算每一個電氣單元的電流、電壓、有功、無功和功率因數及電度量等,顯示在CRT上。
限值監視和報警處理功能:多種限值、多種報警級別、多種告警方式、告警閉鎖和解除,遙信變位次數統計、變位告警。報警處理分兩種方式:一種是事故報警;另一種是預告報警。
事件順序記錄和事故追憶功能:開關和保護信號的動作順序以ms級進行記錄。SOE分辨率為2ms。能夠在CRT上顯示動作順序,及時在打印機上打印。
控制功能:能通過當地或測度端微機的鍵盤或鼠標輸入操作命令,對變電站的控制對象進行操作。包括開關及刀閘的分合、變壓器分接頭調節、PT并列信號復歸等。為了防止誤操作,在任何控制方式下都必須采用分步操作,即選擇、校核、執行,并設置操作員和線路代碼口令。
管理功能:對一些設備工況報告、設備檔案的編制和調用。運行人員或工程師可以進行修改、檢索、顯示、打印設備工況報告;對各種運行記錄及設備的資料進行檔案管理;對于不同性質的工作人員,系統具有管理權限、操作權限分類設置的功能。
在線統計計算功能:具有統計計算和報表統計功能、用戶自定義報表工具。根據采樣的CT、PT實時數據,能夠計算每一電氣單元的有功、無功功率;各相電流、電壓;功率因數;電壓、功率因數合格率的分時段統計、變壓器負荷率及損耗所用電率、開關正常及事故跳閘次數、變壓器的停用時間及次數等。
畫面顯示和打印功能:在CRT上顯示主接線圖、直流系統圖、站用電系統圖、監控系統運行工況圖、系統網絡結構圖、開關量狀態表、各種實時測量值表、歷史事件及某些重要數據表、主要設備參數表、繼電保護定值表、有功、無功、電流、電壓、頻率、主變分接頭、潮流方向、電壓棒圖、110kV母線相電壓及3U0電壓、10kV母線接地時電壓3U0及母線相電壓的趨勢曲線等。能儲存某些歷史負荷曲線及包括某些歷史事件畫面。
與遠方調度信息交換功能:能正確接收、處理、執行變電站SCADA或地區調度中心的遙控命令,但同一時刻只能執行一個主站的控制命令。
系統的自診斷和白恢復功能:微機監控系統能夠在線診斷系統的軟件、硬件運行情況,一旦發現異常能夠發出報警信號。在微機監控系統診斷到軟件運行出格時,能自動發出報警信號,并能自動恢復正常運行,且不丟失重要的數據。任何插件可帶電插拔,而不會導致誤動。
維護功能:工程師可以通過工程師站對該系統進行診斷、管理、維護、擴充等工作,能夠用交互方式在線對數據庫中的各個數據項進行修改和增刪。對各種應用功能運行狀態的監測,各種報表的在線生成和顯示畫面的在線編輯。還可以對計算機站控系統的各個設備進行狀態檢查。
GPS同步對時功能:在變電站內采用一套標準同步鐘本體,在主控室集中組屏,天線安裝在主控室屋頂。與GPS對時接口,GPS的對時精度為1ms,其與系統內各裝置的對時采用硬對時。
電壓無功自動控制:在線監控實現,VQC系統滿足《變電站VQC系統功能技術要求》,同時在不同時段,能執行不同定值。
5 存在的問題
該系統以其技術先進、結構簡單、安全可靠、功能齊全、具備無人值班的技術條件等方面的優勢,在電力系統內得到了較為廣泛的應用。變電站綜合自動化顯出其優越性的同時,也具有以下幾個缺點:
(1)在變電站巡檢操作人員操作設備過程中,在主控室操作后,又必須到現場查看并驗證一次設備的實際位置,跑來跑去,如果操作項目多的話,過程反復又浪費時間,自動化的程度還有待提高。假如操作人員在主控室或調度室就能查看一次設備的運行工況,則會大大減少操作人員的勞動量和時間。所以,未來的趨向將是在一次設備附近裝設視頻和聲控系統,通過遠動和通信系統進行數據采樣和傳輸,運行操作人員在遠方就能對設備的運行工況及狀態變化情況了如指掌,同時又減少與高壓設備危險接觸的不定因素。
(2)微機保護裝置插件容易損壞,比較典型的有電源板插件發熱損壞導致保護失去作用,或通訊監控主插件通訊模塊損壞導致通訊連接不上等,必須保證充足的維護搶修人員進行緊急搶修。
(3)該系統增加了繼保工作人員作業量,繼保工作人員作保護調試時,不僅要對保護對信號,還要對后臺、調度核對信號,大量繁雜的信號對點工作增加了巨大的作業量,而且只能在檢修狀態時可以信號核對,否則不會準確。
(4)對運行維護技術培訓不能及時跟上,大部分人員計算機技術能力有待提高,只能進行簡單分合閘操作,以及線路改命名等簡單的數據庫編譯工作等,遇到復雜問題仍需向廠家求助。
篇9
【關鍵詞】變電站;監控系統;問題;分析
對于無人值班變電站的自動化監控系統而言,它的只要功能是能夠對系統的各種故障,作出正確的反應,并在必要時,采取相應的措施,防止事故的擴大,為事故及異常分析提供可靠的數據,以便運行人員能及時而準確地全面掌握運行情況,及時調控事故運行狀態,避免事故的擴大。
目前,變電站自動化系統已在蘭州供電局無人值班變電站中廣泛應用,對提高變電站自動化程度、實現調度自動化和自動抄表,建設無人值班變電站和減員增效等方面發揮了積極作用。然而,我們在實際運行中出現的一些問題,在一定程度上影響了變電站的安全經濟運行。
1.“四遙”功能問題分析
綜合自動化變電站必須具備四遙功能,這是對綜合自動化變電站的最基本的要求,它由變電站的遠動終端與主站配合來實現四遙功能。就目前來看,這方面的功能是各廠家在研制開發產品時的主要方向。
在遙控、遙調方面成功率高,但在遙信方面,其誤碼率較高,存在遙信信號誤報、漏報與抖動。遙信信號直接反映了電網運行方式及變電站相關設備的運行狀態,它是電網自動化系統中最基本、最重要的信息之一,特別要求可靠、實時。但在實際運行中誤報、漏報現象較突出,必須很好地加以研究和解決。引起遙信誤報、漏報或抖動的原因主要有兩個:一是一次、二次設備在運行過程中造成的遙信誤動或抖動,如斷路器輔助觸點的機械傳動部分出現間隙、觸點不對位或接觸不良等,二次回路中信號繼電器返回性能不穩而出現電顫、觸電接觸不良等,故造成遙信誤動或抖動。二是由于遙信裝置本身引起誤動或抖動,如長線傳輸受到靜電和工頻干擾,產生遙信誤動和抖動。在遙測方面,由于信息的遠傳,數據在采集、傳輸過程中有偏差,準確性不高,只能做為日常分析的參考依據。為了保證抄表的準確性,這就使得無人值班變電站,不得不有人留守,專門抄表,增加了運行人員的負擔。
2.后臺監控機問題分析
后臺監控機是實現無人值班的重要環節,它代替值班人員監視設備的運行狀況,并作好記錄,提供可靠的運行數據,供運行人員參考。在實際運行中,已經多次出現后臺機由于運行人員人為的或監控機本身的缺陷等導致監控機癱瘓而不能正常工作的情況。
2.1 后臺機監控機管理
為防止后臺機監控機上述缺陷和事故的發生,一是變電站要制定后臺監控機的運行、使用、維護和管理制度。二是進行定期和不定期的檢查,發現問題,立即處理,不留缺陷和隱患。三是設置操作系統和監控軟件密碼管理辦法,密碼權限分管理員和操作員,管理員密碼由專人掌握,普通人員不能隨意進入操作系統和啟動、停運監控系統,防止后臺機的軟硬件資源遭到破壞。四是用監控軟件封裝操作系統。監控軟件封裝操作系統,是指當第一次啟動后臺監控機時,監控機自動啟動操作系統后繼續啟動監控軟件,直至監控軟件界面。如果停運監控軟件,需要輸入密碼。只有掌握密碼的人才能停運監控軟件,進入到操作系統。在選擇后臺監控軟件時,應選擇具有這種功能的產品,提高后臺監控系統運行的安全可靠性。
2.2 后臺監控機運行
由于后臺監控機要求實時運行,處理的數據量比較大,相應速度要快,而且處在強電磁環境,一般普通計算機無法滿足要求,因此在選擇高性能的工控機時,要能適應在強電場環境中工作,抗干擾性強,硬件設備工作穩定性能好。在選擇設備時,除了必須保證所選系統功能滿足變電站的需求之外,還要求技術具有一定的先進性,防止由于功能欠缺,影響系統以后的安全穩定運行。另外,各變電站自動化系統的型號不易過多。各電壓等級的自動化系統不易超過兩種,以便于運行人員能快速操作、維護。
3.保護監控系統問題分析
目前,在一些變電站的保護監控系統沒有故障錄波裝置。作為無人值班變電站,故障錄波裝置應是必備的一種重要自動裝置,當母線、主變及進出線發生故障、異常和跳閘時,故障錄波裝置能夠記錄各種異常、故障、事故,以及跳閘前后的負荷電流、電壓和各種保護、信號動作信息,能在更多周波內記錄電流的變化以及故障電流值,以便于運行人員到達事故現場后,對各種異常信息進行調閱和查看,便于查明事故點和原因,對正確分析、判斷事故異常及迅速果斷正確處理事故、異常起到重要作用。
變電站的保護監控系統的事故和預告音響信號受后臺監控系統的控制,如當后臺監控機不能工作時,事故和預告音響信號則不能發出;或者事故和預告信號在后臺機上,音量小,值班留守人員很難聽見(值班室和主控室分為兩室,有一定距離),故不能提示值班人員處理事故或故障,嚴重影響變電站的安全運行。這類情況已經發生過幾次,造成PT燒毀、開關事故跳閘不報警。對于這種情況,應與廠家共同處理,將保護監控系統的事故和預告音響信號獨立出來,不受后臺監控系統控制,防止發生后臺監控機不工作時發不出保護事故和預告音響信號情況。
4.遠動數據和信息的發送與接收問題分析
由于遠動數據和信息的發送不準確和設備缺陷,發生過幾個變電站綜合自動化系統停止向調度主站發送遠動數據和信息。一些變電站自動化系統的遠動數據和信息是通過后臺監控系統發送到調度主站的,當后臺監控系統不能正常工作時,則遠動數據和信息不能發送。這種方式不利于遠動數據和信息的上傳,并經常誤發誤傳信息,造成操作人員經常要到現場值班;到現場檢查設備和恢復誤發的信息等。對于這些問題,建議變電站在設計時,采用雙通信通道,(如圖1所示)遠方主站與后臺機的連結方式為以太網,共享數據總線,這樣,當后臺機癱瘓時,信息仍能遠傳至主站。
有人值班的常規遠動RTU因采集和處理的數據量相對較少,實時性能達到了有關標準規定的技術指標,并滿足了電力調度需要。但實施了無人值班后,其系統實時性受到了較大影響;一是由于數據在發往集控中心的過程中處理傳送環節較多;二是由于總體結構設計中存在較多的瓶頸,數據傳輸不暢,等待時間長,其中還涉及到網絡的選擇和數據庫設計等問題。
目前,一些變電站自動化系統對遠動數據和信息的發送、接收處理能力不強,設備可靠程度不過關。主要表現為:不能上傳保護值,不能正確接收、處理調度主站的開關遙控操作,修改定值、主變調檔功能等。由于這些問題的存在,一些簡單的拉合開關的單一操作,重合閘壓板的投退,都要由操作人員到現場進行操作,不利于設備的遠程操作,使變電站的自動化程度受到很大影響,浪費了人力資源及加大了生產成本。
5.結語
通過以上的分析可以看出,變電站自動化監控系統在實際運行中存在的問題,已影響到變電站安全、經濟運行。這需要從“四遙”功能、保護監控系統、后臺監控機的管理和運行、遠動數據信息的發送與接收等方面,引起制造設計人員和運行維護人員的共同關注。
參考文獻
[1]高亮.配電設備及系統[M].北京:中國電力出版社,2009.
[2]森下正志.電氣設備故障分析及對策[M].北京:科學出版社,2009.
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關鍵詞:高壓室 溫濕度 照明 遠程監控系統 及時除潮
1 項目背景或現狀
我公司為適應變電站無人化改造和變電運行專業化改革的需要,開始組建監控中心和操作隊,并成立了一個監控中心和四個操作隊,每個操作隊負責一個駐地站和六七個受控站,為了保證變電站高壓室設備的安全運行,結合本地區夏季溫濕度較高的實際情況,工區各變電站35kV和10kV高壓室均配有除濕機和相應數量的排風扇。但操作隊僅對駐地站能夠及時監視高壓室的溫濕度和對照明系統進行檢查維護,然而對受控站因為離得遠并不能及時了解高壓室的溫濕度和照明情況,在高壓室溫濕度超標后不能及時手動投入排風和除濕設備,使高壓設備在不良環境中較長時間運行,降低設備的絕緣強度,影響設備安全穩定運行,如果高壓室照明維護不及時,一旦高壓室設備發生故障,監控中心和駐地站不能清晰地了解到現場的狀況,運行人員貿然進入高壓室,會大大增加人員人身傷害的危險性。從而給變電站的管理帶來了一定的困難。對于變電站來說,遠程、實時的監控是行業系統安全運作必備的前提條件。
2 目的意義
如何將遠程的監視、遙控系統有機結合起來,做到既可以遠程監視、遙控的傳輸,又具備環境的整體監控,并且具有通常靈活操作的功能,投入費用合理經濟,這已經成為當前變電站溫濕度監控應用發展的主要方向。
變電站照明及高壓室溫濕度遠程控制系統,實現了監控中心工作人員在局域網上通過安裝的溫濕度網絡監測系統實現實時監測變電站高壓室的溫度和濕度,操作人員可根據季節變化及當地實際情況,設定高壓室溫濕度最高限值。當高壓室實際溫濕度超過限定值時,監控中心工作人員根據報警提示,選擇自動或手動控制:自動控制狀態下,當各監控點的溫濕度傳感器數據超出標準范圍,自動開啟相應的風扇;當數據回到標準范圍內自動停止相應的設備。手動控制狀態下,根據溫濕度報警提示可選單一風扇啟動和多臺風扇啟動,從而將高壓室溫濕度控制在一定范圍之內,保護設備在符合種環境下安全穩定長久運行。
3 設想或原理
為避免安全隱患,變電站需對變電設施進行溫度濕度監測并對溫濕度較高的設施進行干燥通風處理。溫濕度遠程監測系統由信息采集、信息傳輸和信息處理三部分組成,監測的主要對象是大氣中的溫度和濕度。
溫濕度遠程監控系統是一個由溫濕度傳感器、可編程控制器、數據處理服務器、局域網和組態軟件組成的綜合監測系統。該系統可對變電站內的溫濕度進行一個量化的測定,為保持變電站的干燥通風提供依據。
各監測點安裝溫濕度傳感器對溫濕度進行監測,監測中心接收監測點傳輸的監測信息;并負責對監測信息進行分類、篩選和綜合分析。數據處理服務器作為系統的決策中心,對從監測中心站獲得的監測信息進行分析、調研,及時做出相應處理決策,避免安全隱患。
4 目標及效果
變電站照明及高壓室溫濕度遠程控制系統主要包括以下幾部分:
4.1 高壓室溫濕度遠程監測控制系統 本系統可實時在線監測高壓室的溫濕度狀況,為操作隊操作人員進行高壓室溫濕度遠程控制提供依據。操作人員根據需要可以隨時遠程啟動和停止排風扇,從而控制高壓室的溫濕度狀況。
4.2 高壓室溫濕度超限,排風扇自啟動系統 操作人員可根據季節變化及當地實際情況,設定高壓室溫濕度最高限值。當高壓室實際溫濕度超過限定值時,排風扇自行啟動,從而將高壓室溫濕度控制在一定范圍之內,保護設備的安全長久運行。
4.3 高壓室除濕機啟動,排風扇延時自啟動系統 高壓室一般已配備1-2臺工業除濕機,除濕機可根據設定的濕度限值自行啟動,也可現場手動啟動。除濕機啟動后,本系統可實現排風扇延時自啟動,延時時間可由操作人員設定,從而實現排風扇經濟運行,達到較好的除濕降溫效果。
4.4 高壓室室內照明、變電站場地照明遠程控制系
統 本照明遠程控制系統和已經在用的變電站視屏監控系統相結合,可方便實現變電站室內或夜晚變電站場地的實時監控。當變電站設備故障或有異常現象出現時,操作人員可在第一時間內,對事故現場做到一目了然,心中有數,從而及時采取措施,減小損失,防止事態進一步擴大。
4.5 高壓室溫濕度數據查詢及有關溫濕度曲線查詢 本系統可自動記錄五個月內變電站高壓室溫濕度有關數據,為直觀起見,本系統可自動生成高壓室溫濕度日曲線、月曲線。在溫濕度日曲線中,系統每整點上傳監測點的溫濕度,并自動生成曲線,系統可自動保存前一日的溫濕度數據曲線,以利于比較,在溫濕度月曲線中,系統每日2時和14時各上傳一次監測點的溫濕度數據,并且自動生成曲線。系統可自動保存上一月的溫濕度曲線,以利于比較。
參考文獻:
[1]李曉維.無線傳感器網絡技術,2007.
[2]張建福,郭暉.智能高精度溫濕度測量方法以及實現[J].電子技術應用,1987年06期.
[3]孫寧,趙印等.基于GSM模塊的遠程溫濕度監控系統[J].世界科技研究與發展,2008.30(6):4-757.