變電站機房動力環境集中監控系統設計與實現

【摘要】變電站機房動力環境集中監控系統是利用監控技術對系統規模與網絡架構進行設計，解決監控數據處理方式，遠端現場采集等主要問題，并對傳輸方式進行選擇和設計，對監控中心的軟硬件進行合理配置，從而實現通信網局房、局站動力及環境的監控，并保證環境監控數據上報的準確性和時實性。利用先進的通信技術對分布于本區域或遠程區域的機房動力環境進行實時監控，以實現防盜報警、圖像監控、故障告警、緊急事件處理，從而實現對在一個區域或不同區域里的各個機房及環境進行集中監控。

【關鍵詞】變電站機房;動力環境;監控;通信站

引言

機房動力環境監控系統主要是對機房設備（如供配電系統、UPS電源、防雷器、空調、消防系統、門禁系統等）的運行狀態、溫度、濕度、機房動力環境監控系統供電的電壓、電流、頻率、配電系統的開關狀態、測漏系統等進行實時監控并記錄歷史數據，機房動力環境監控系統實現對機房遙測、遙信、遙控、遙調的管理功能，為機房高效的管理和安全運營提供有力的保證，使維護和管理從人工被動看守的方式向集中監控和無人值守的管理模式進行轉變。該系統是對通信設備的維護工作上升到智能化的新階梯。

圖1 系統拓撲框圖

1.系統整體設計

在整個系統的設計與構成上，集中監控中心應集成整個動力環境監控系統中的數據接口和通信的接口，通過集中監控中心的通信網絡可對下面的區域監控站進行實時通信和管理。區域監控站可對動力環境監控系統的一個具體的功能模塊進行實時監控，當其中一個功能模塊出現故障時，整個系統可進行實時的聯動，通過區域監控站的數據信息處理可以與上一級的監控中心進行數據的通信，并對外提供相應的查詢、統計、分析和報表導出的功能。區域監控站與上一級的集中監控中心進行實時信息數據交互，當有報警信息出現時，會及時報警并將報警信息存儲到相應的數據庫中，當報警的數據信息超越了極限閥值時，系統將會做出聯動反應。端局監控單元負責對前端數據信息采集，對采集的數據信息進行變換處理并進行實時分析，將分析結果反饋到系統的前端顯示。系統拓撲框圖如圖1所示。

2.詳細設計

根據被采集設備的性能可將監控對象分為智能設備和非智能設備。智能設備指設備本身裝有一定數量的傳感器、變送器，采集器和智能接口，它可以通過其通信協議、數據包等方式與監控系統直接通信。非智能設備不具備數據處理功能，也不具備智能接口。它需要先進行采集數據后再接入系統。

監控對象按照點特性可分為電量對象和非電量對象，對于電量對象，如電壓、電流等，應先通過變送器將其轉變成在采集器要求范圍內的輸入信號，然后再接入數據采集器。對于非電量對象，例如溫濕度、水浸、煙感指數等，應通過傳感器先將非電量對象轉換成電量對象后再接入數據采集器。

2.1 UPS電源、蓄電池監測

通過由UPS廠家提供的通訊協議及智能通訊接口，對UPS進行監控，對UPS內部整流器、逆變器、電池、旁路、負載等各部件的運行狀態進行實時監視，一旦有部件發生故障，系統會自動報警。通過在線式電池監測儀，直流電流傳感器等設備對UPS后備電池進行監控，對電池故障進行預警。

2.2 漏水監測系統

該系統包括漏水控制器、漏水感應繩、引出線、固定膠貼和電源等，其工作原理為：采用耐腐蝕，強度高的感應繩與控制器及其他附件，通過將用漏水繩將有水源的地方圍起來，一旦有液體泄漏接觸到漏水繩，控制器就會將信號輸到監控站上，及時通知有關人員排除。

2.3 門禁系統

門禁部分具體由控制器、感應式讀卡器、電鎖和開門按鈕組成。讀卡方式為非接觸讀卡方式，持卡人只要將卡在讀卡器附近晃動一次，讀卡器就能感應到有卡請求驗證并將卡中的信息（內碼）發送到主機，主機進行檢查卡合法性，然后決定是否開門。

2.4 空調監控系統

通過空調自帶智能通訊接口及通訊協議，系統實時、全面診斷空調運行狀況，監控空調各部件的運行狀態與參數，并可通過軟件在系統上或通過網絡遠程修改空調設置參數（如溫度、濕度等），并實現空調的遠程開關機。

2.5 消防監測系統

由消防控制箱給出的報警信號，通過監控設備開關量數據采集模塊，將消防控制器上的干接點變化信號送到監控主機，實時監測機房內的火災情況，即便無人值守，也可確定消防狀態。一旦報警，系統可根據需要聯動門禁系統打開所有的門鎖，讓工作人員能盡快脫離現場，并可以聯動攝像機進行拍照。

2.6 其他監控系統

其他監控系統還包括發電機系統、配電系統、防雷監測、閉路監控系統、溫濕度檢測系統、網絡以及應用系統監測、電力自動化系統監控系統等，可根據變電站現場的實際情況與要求來增減監控對象。

2.7 軟件系統

綜合考慮實際的使用環境、成本、可移植等因素，該監控系統的數據平臺可選用微軟公司的SQL Server 2000;操作系統可采用微軟公司Windows 2000;前臺應用程序機房組態監控系統，采用Visual C++開發而成;網絡數據通訊采用TCP/IP協議。

3.結束語

變電站機房動力環境集中監控系統可實現各子系統之間的數據流動，具有的強大聯動功能，減輕了機房維護人員負擔，在提高了機房系統可靠性的同時提高了整個機房的運行效率，實現了對機房的科學管理，是建設智能電網的重要部分。

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作者簡介：李永超（1986—），男，天津人，助理工程師。