變電站遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析

摘要:企業(yè)變電站安裝微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)變電站的各種動(dòng)態(tài)參量加以組織分析，再以數(shù)據(jù)，圖表，色彩及音響等形式形象直觀地呈現(xiàn)在值班人員面前。借助于該系統(tǒng)，值班人員能提前發(fā)現(xiàn)事故隱患，作到防患于未然。萬一發(fā)生事故也能迅速找出事故原因，及時(shí)處理縮短停電時(shí)間減少經(jīng)濟(jì)損失。還可對(duì)有限的電力資源合理分配使用，為科學(xué)管理，經(jīng)濟(jì)調(diào)度提供理論依據(jù)和現(xiàn)代化手段。文章著重介紹了計(jì)算機(jī)技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:變電站 監(jiān)控系統(tǒng) 遙測 遙信 遙控 微機(jī) 監(jiān)控系統(tǒng)

0 引言

在現(xiàn)代化社會(huì)里，電能已成為最重要的能源。對(duì)電能的精確計(jì)量、供電控制和管理也越來越受到用電供需雙方和有關(guān)部門的高度重視?，F(xiàn)代用電管理強(qiáng)調(diào)自動(dòng)化、智能化，要求以高技術(shù)手段確保電能的合理使用，提高用電效率。

一些用電群體需要共同使用電能，但由于觀念、經(jīng)濟(jì)等多種因素給用電管理帶來新的問題。造成這種不合理現(xiàn)象的出現(xiàn)的原因之一是供電方?jīng)]有有效的控制裝置。因而研制一種智能化的用電控制裝置，可根據(jù)需要隨時(shí)對(duì)供電情況進(jìn)行控制而不受人為因素的干擾，是很有必要的。

遠(yuǎn)程管理計(jì)算機(jī)是通過控制軟件發(fā)出遠(yuǎn)動(dòng)命令，經(jīng)公用電話網(wǎng)傳輸?shù)街付ǖ耐ㄓ嵖刂破?，并由通訊控制器將遠(yuǎn)動(dòng)信息轉(zhuǎn)發(fā)給遠(yuǎn)動(dòng)控制終端，控制用戶供電的送或停，達(dá)到按需控制供電的目的。

為了設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程供電控制系統(tǒng)我們可以用PC與多臺(tái)單片機(jī)構(gòu)成的小型的分布式測控系統(tǒng)，這種測控系統(tǒng)在工業(yè)控制和生產(chǎn)管理中得到了廣泛的應(yīng)用。在這類應(yīng)用系統(tǒng)中PC多作為直接查詢控制各從機(jī)，因?yàn)镻C本身還要進(jìn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)錄入、報(bào)表打印等任務(wù)。當(dāng)從機(jī)數(shù)目過多時(shí)，上位機(jī)頻繁的響應(yīng)從機(jī)的中斷，并在一定時(shí)間內(nèi)等待，接收數(shù)據(jù)，極大地影響了PC 的工作效率。為了提高上位機(jī)的工作效率，我們?cè)赑C與各個(gè)智能模塊間增加了一塊用AT89C51 作為微控制器的通信控制卡。整個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成一個(gè)3級(jí)分級(jí)控制系統(tǒng)，通信控制位于中間層，是系統(tǒng)控制、管理的中樞。

1 變電站監(jiān)控系統(tǒng)的幾個(gè)發(fā)展階段

變電站是企業(yè)的動(dòng)力心臟，其監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了幾個(gè)不同階段。

在早期，變電站沒有辦法及時(shí)地了解和監(jiān)視各個(gè)車間或線路的運(yùn)行情況，更談不上對(duì)各個(gè)車間和線路進(jìn)行直接控制。全廠供電系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)行情況，各個(gè)生產(chǎn)車間，各條線路的電流，電壓，功率等情況調(diào)度中心都不能及時(shí)掌握，調(diào)度員和各個(gè)車間的聯(lián)系主要是電話，每天由各車間值班人員定時(shí)打電話向調(diào)度員報(bào)告本車間的電流，電壓，功率等數(shù)據(jù)，調(diào)度員需根據(jù)情況匯總，分析，花費(fèi)很長時(shí)間才能掌握全廠供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的有限信息。嚴(yán)格說來，這些信息已經(jīng)屬于“歷史”了。調(diào)度員只能根據(jù)事前通過大量人工手算得到的各種系統(tǒng)運(yùn)行方式，結(jié)合這些有限的“歷史”性信息，加上個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，選擇某種運(yùn)行方式，再用電話通知各個(gè)車間值班人員進(jìn)行調(diào)整控制。一旦發(fā)生事故，也不能及時(shí)了解事故現(xiàn)場情況，及時(shí)進(jìn)行事故處理。需要較長的時(shí)間，才能恢復(fù)正常運(yùn)行。顯然，這種落后的狀況直接影響企業(yè)的安全運(yùn)行。

監(jiān)控系統(tǒng)的第二個(gè)發(fā)展階段，是遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)的采用。安裝于各個(gè)車間的遠(yuǎn)動(dòng)裝置，采集各車間的負(fù)荷情況，各線路電流，電壓，功率等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以及各開關(guān)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，然后通過控制電纜傳給調(diào)度中心并直接顯示在調(diào)度臺(tái)的儀表和模擬屏上。調(diào)度員可以隨時(shí)看到這些運(yùn)行參數(shù)和全系統(tǒng)運(yùn)行方式，還可以立刻“看到”開關(guān)等設(shè)備的事故跳閘(模擬屏上相應(yīng)的圖形閃光)。調(diào)度中心可以有效地對(duì)全廠供電系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。調(diào)度員還可以在調(diào)度中心直接對(duì)某些開關(guān)進(jìn)行投入和切除的操作。這種布線邏輯式的裝置的采用，使變電站的監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遙測，遙信，遙控的功能。

監(jiān)控系統(tǒng)的第三個(gè)發(fā)展階段，是電子計(jì)算機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用?，F(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模越來越大，對(duì)電能質(zhì)量及供電可靠性的要求越來越高，由于能源緊張，人們對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也越來越重視。全面解決這些問題，就需要對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜的分析和計(jì)算。監(jiān)控系統(tǒng)需要裝備類似人的“大腦”的設(shè)備，這就是電子計(jì)算機(jī)。

2 變電站微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

這是一套面向企業(yè)變電站的微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖:

主顯示屏 顯示屏 主站RTU1

系統(tǒng)主機(jī) 前置機(jī) 輔站RTU2

輔顯示屏

主機(jī)和前置機(jī)采用CPU586，主機(jī)采用一機(jī)雙屏顯示。RTU采用CPU8098單片機(jī)，交流同步采樣技術(shù)，RTU與前置機(jī)采用有線通信。

系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)框圖。

動(dòng)態(tài)圖形

系統(tǒng)狀態(tài)配置

圖表打印

歷史數(shù)據(jù)

報(bào)警

網(wǎng)絡(luò)軟件——實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫——數(shù)據(jù)處理軟件包——控制軟件包

該系統(tǒng)采用先進(jìn)的窗口管理平臺(tái)。系統(tǒng)軟件提供良好的人機(jī)交互界面，操作簡單易用，幾乎所有的功能只需使用鼠標(biāo)移動(dòng)或單擊即可完成。系統(tǒng)信息量大，主機(jī)采用一機(jī)雙屏方式。系統(tǒng)配置靈活。作為分散型控制系能統(tǒng)的性，該系統(tǒng)是開放式的，可以實(shí)現(xiàn)在線編輯。在不退出實(shí)時(shí)系統(tǒng)的情況下，用戶可編輯，修改，建立各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，圖表報(bào)表，并可隨時(shí)打印或?qū)崟r(shí)觀察所修改的內(nèi)容。遙信各開關(guān)的狀態(tài)，事故信號(hào)，電能脈沖的計(jì)量的等。可對(duì)任意一條線路的負(fù)荷進(jìn)行控制和分析。系統(tǒng)設(shè)有事件瀏覽和系統(tǒng)日志功能，主要將整點(diǎn)數(shù)據(jù)存盤記錄，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生的故障事件進(jìn)行分類存檔，對(duì)各項(xiàng)操作記錄在案。畫面管理功能由專人進(jìn)行對(duì)模擬圖、報(bào)表、操作票，數(shù)據(jù)顯示的定義和生成。全廠的供電系統(tǒng)圖，平面圖以及各種操作票，管理圖表均可在系統(tǒng)內(nèi)生成并隨時(shí)打印輸出。該系統(tǒng)可對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的負(fù)荷情況進(jìn)行監(jiān)控以便對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況和工藝執(zhí)行進(jìn)行分析。

3 結(jié)束語

企業(yè)變電站安裝微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)后，可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)變電站的各種動(dòng)態(tài)參量加以組織分析，再以數(shù)據(jù)，圖表，色彩及音響等形式形象直觀地呈現(xiàn)在值班人員面前。借助于該系統(tǒng)，值班人員能提前發(fā)現(xiàn)事故隱患，作到防患于未然。萬一發(fā)生事故也能迅速找出事故原因，及時(shí)處理縮短停電時(shí)間減少經(jīng)濟(jì)損失。還可對(duì)有限的電力資源合理分配使用，為科學(xué)管理，經(jīng)濟(jì)調(diào)度提供理論依據(jù)和現(xiàn)代化手段。