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變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
過去,電力系統(tǒng)的各個變電站都有人值守,可以對直流設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行定期檢查,因而可以及時發(fā)現(xiàn)并處理其出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象,保證變電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前,電力系統(tǒng)推廣無人值班變電站,雖然調(diào)度中心可以通過遠(yuǎn)動通道獲取變電站運(yùn)行情況的實(shí)時信息,但是對于直流部分只能得到少量的重要信息(包括:遙信量——充電機(jī)交流電源故障,充電機(jī)故障,直流絕緣接地,直流電源電壓異常;遙測量——控母電壓)。它不能反映直流系統(tǒng)運(yùn)行的詳細(xì)信息,特別是它不能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)剛剛開始出現(xiàn)異常運(yùn)行的情況,直到長期的異常運(yùn)行發(fā)展為故障時才上發(fā)調(diào)度,此時,事故已經(jīng)擴(kuò)大。如果能在異?,F(xiàn)象剛出現(xiàn)時就及時發(fā)現(xiàn)并及時處理,就可以避免異常情況擴(kuò)大。所以需要設(shè)備維護(hù)人員對其進(jìn)行定期檢查。此外,對直流設(shè)備運(yùn)行的控制也是由維護(hù)人員進(jìn)行現(xiàn)場操作的。變電站多,維護(hù)人員少,顯然無法保證按期按量完成。在這種情況下,直流監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。它的主要作用就是把各變電站的直流設(shè)備信息上送到監(jiān)控中心,供其查詢,同時監(jiān)控中心也可以向各站發(fā)送控制命令。這樣,維護(hù)人員不但可以在監(jiān)控中心對直流設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控,還可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的不正常狀態(tài),及時處理,而不等其發(fā)展演變成事故。所以,直流監(jiān)控系統(tǒng)的建立,可以節(jié)省人力物力,提高工作效率。
1、通道選擇
目前,變電站上送調(diào)度中心的各種信息,如遙測、遙信、遙控、主要設(shè)備狀態(tài)和報警信息等,都是通過遠(yuǎn)動通道傳輸?shù)模@些信息對實(shí)時性的要求很高,不希望其它信息占用而使通道擁擠,影響調(diào)度的正常工作。所以直流設(shè)備的運(yùn)行信息必須從另一個通道進(jìn)行遠(yuǎn)方傳送。目前,變電站中除遠(yuǎn)動通道之外,還有一個電話通道,這個通道一般是作為工作人員現(xiàn)場工作時使用,以及其它輔助系統(tǒng)如安全報警系統(tǒng)必要時使用。通常此通道是處于閑置狀態(tài),但又是必設(shè)的,所以可以用它作為直流監(jiān)控系統(tǒng)的信息通道。
直流監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息量少,發(fā)送時占用通道時間短。這樣,可以在工作時撥通,占用通道,結(jié)束后掛掉,和其它系統(tǒng)分時地使用通道,從而保證各個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
2、系統(tǒng)構(gòu)成
監(jiān)控中心計算機(jī)通過modem連入電話網(wǎng)。而監(jiān)控器也通過modem與電話網(wǎng)相連。雙方modem都可以相互呼叫對方,通過雙方modem和電話網(wǎng)建立通信鏈路,互傳信息。這樣,監(jiān)控中心計算機(jī)可以通過這個通信鏈路,采取各站監(jiān)控器的信息,發(fā)送控制命令,各站監(jiān)控器也可把每日定時運(yùn)行數(shù)據(jù)和異常情況信息上報中心。系統(tǒng)包括3部分:監(jiān)控器是前置機(jī)系統(tǒng),負(fù)責(zé)設(shè)備數(shù)據(jù)的采集、運(yùn)行狀態(tài)的控制和信息的上送;監(jiān)控中心是后臺機(jī)系統(tǒng),是基于PC機(jī)上運(yùn)行的,它負(fù)責(zé)對所有變電站的監(jiān)控器發(fā)送命令,接收其運(yùn)行數(shù)據(jù)以及對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析;兩者之間的數(shù)據(jù)通信依靠modem和電話網(wǎng)建立。監(jiān)控中心和監(jiān)控器是一對多系統(tǒng)。
3、監(jiān)控器設(shè)計
3.1監(jiān)控器原理
監(jiān)控器是安裝在各變電站的一套系統(tǒng),它采集各直流設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息,對其進(jìn)行控制,把各數(shù)據(jù)信息上送監(jiān)控中心和其它監(jiān)控單元。
監(jiān)控器用工控機(jī)設(shè)計,其I/O端口作輸入和輸出使用,它可直接從直流設(shè)備上采得測量量、狀態(tài)量以及蓄電池絕緣狀態(tài)等信息,也可以對直流設(shè)備進(jìn)行控制和調(diào)節(jié),如充電機(jī)的開關(guān)機(jī)動作、均充浮充改變、均浮充電壓的改變以及饋線的合斷等。另一方面,微機(jī)控制器通過RS232或modem方式把四遙信號上送到RTU或調(diào)度中心,把所有直流設(shè)備的運(yùn)行信息通過modem經(jīng)電話網(wǎng)送到設(shè)備維護(hù)人員所在的監(jiān)控中心。
3.2監(jiān)控器軟件設(shè)計
監(jiān)控器軟件由4個模塊組成:通信模塊,數(shù)據(jù)收發(fā)模塊,I/O模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。
通信模塊的作用是為數(shù)據(jù)的傳輸作好通信的準(zhǔn)備,包括打開、關(guān)閉modem以及自動撥號的功能。軟件設(shè)置定時打開和關(guān)閉modem,這使得本系統(tǒng)可以和其它如報警系統(tǒng)分時使用電話通道。自動撥號是在直流設(shè)備發(fā)生異常事件時,自動撥通監(jiān)控中心的modem,向其發(fā)送相應(yīng)報警信息。
數(shù)據(jù)收發(fā)模塊主要負(fù)責(zé)通信鏈路建立后的數(shù)據(jù)收發(fā)事務(wù)。發(fā)送的數(shù)據(jù)包括:各直流設(shè)備當(dāng)時的運(yùn)行信息;本監(jiān)控器存貯的24h內(nèi)固定時間歷史數(shù)據(jù);24h內(nèi)所有報警信息。接收的數(shù)據(jù)包括監(jiān)控中心的控制和調(diào)節(jié)命令等。
I/O模塊功能包括:提供監(jiān)控器的人機(jī)輸入界面,監(jiān)控器對各直流設(shè)備量的采集以及對其進(jìn)行的控制。
數(shù)據(jù)處理模塊是監(jiān)控器的核心模塊,它一方面把I/O模塊取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,根據(jù)設(shè)定的時間間隔把每日的數(shù)據(jù)存入庫中,以待數(shù)據(jù)收發(fā)模塊上送監(jiān)控中心。這些數(shù)據(jù)每日更新。另一方面,它把由收發(fā)模塊接收到的調(diào)控命令進(jìn)行分析后,提供控制信息給I/O模塊使用。
4、監(jiān)控中心設(shè)計
監(jiān)控中心是一臺微機(jī),其上運(yùn)行監(jiān)控中心后臺軟件。
監(jiān)控中心軟件主要包括4個部分:通信模塊,數(shù)據(jù)庫形成模塊,主控模塊以及報表打印模塊。
通信模塊的作用和監(jiān)控器的通信模塊功能相同,作用為撥通變電站的監(jiān)控器modem,建立通信鏈路,向下發(fā)送控制命令信息,此外它也可以被對方叫通,接收其上傳的信息。此模塊用Visual Basic5.0開發(fā),它僅僅根據(jù)通信的要求,撥通modem,建立通信的鏈路即可??伤途唧w數(shù)據(jù)則與其無關(guān),由主控軟件部分負(fù)責(zé)處理。
數(shù)據(jù)處理模塊兩個作用;一是形成各站的直流設(shè)備的信息庫;二是把每日采集來的各站的日數(shù)據(jù)整理入庫,形成所有變電站直流設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)庫。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況,靈活地建立各個變電站及站內(nèi)所有直流設(shè)備的數(shù)據(jù)庫,靈活地維護(hù)所有站內(nèi)信息,維護(hù)后此系統(tǒng)自動存庫,靈活性強(qiáng)并且操作簡單方便。此外,各變電站監(jiān)控器每日定時把日數(shù)據(jù)上送監(jiān)控中心,后者在接收后根據(jù)各站名存入各自數(shù)據(jù)庫中,形成歷史庫,供報表打印系統(tǒng)查詢時使用。
主控軟件提供人機(jī)界面,是基于Windows 95操作系統(tǒng)的操作界面,用鼠標(biāo)和鍵盤對屏幕上的圖形進(jìn)行操作。只要用鼠標(biāo)點(diǎn)取設(shè)備元件所對應(yīng)的圖元,就可以查詢和控制此設(shè)備,也可以用鍵盤輸入設(shè)備的參數(shù)達(dá)到對設(shè)備運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)的目的。維護(hù)人員對運(yùn)行站內(nèi)設(shè)備的查詢和控制可以通過鼠標(biāo)和鍵盤實(shí)現(xiàn)。當(dāng)通信模塊建立通信鏈路后,它可以打開遠(yuǎn)方送來的數(shù)據(jù)信息,顯示在屏幕上,并把這些數(shù)據(jù)交數(shù)據(jù)處理模塊處理。另外它也把操作者的控制命令以數(shù)據(jù)包的形式向遠(yuǎn)方發(fā)送。它是本系統(tǒng)的核心。
報表打印模塊根據(jù)工作的需要,對數(shù)據(jù)處理模塊保存的歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢,制作日報表、月報表和其它報表以及作出相應(yīng)的數(shù)據(jù)曲線,供分析和查詢使用。
5、結(jié)束語
直流監(jiān)控系統(tǒng)由深圳供電局和深圳奧特訊公司合作開發(fā),目前已投入運(yùn)行。通過此系統(tǒng),直流設(shè)備維護(hù)人員就可以在監(jiān)控中心對各變電站直流設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)方監(jiān)控,免去了對各個變電站的現(xiàn)場定檢,特別是在直流設(shè)備發(fā)生運(yùn)行異常時,運(yùn)行維護(hù)人員能及時收到報警信號,及時處理??傊?,直流監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行,減少了工作量,提高了工作效率,達(dá)到減員增效的目的。
深圳供電局 呂志寧、楊忠亮
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