經濟實用型變電站直流監(jiān)控系統(tǒng)的實現

倪曄菲

摘要：針對無人值守的變電站直流設備進行遠程監(jiān)控，本文提出了一種經濟實用型的解決方案。它利用站內必備的電話通道，實現直流屏設備運行狀態(tài)的遠程監(jiān)視、遠程遙控調節(jié)操作以及設備運行歷史查詢和異常情況上報等功能。

中圖分類號：TM6文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791(2012)04 (a)-0000-00

電力系統(tǒng)中的直流設備部分主要由蓄電池組、充電模塊、直流屏等設備組成。其作用是：正常情況下為變電站內的斷路器提供合閘直流電源；故障時，為繼電保護、開關分合閘及二次回路中的儀器儀表和故障照明等提供直流電流。是當代電力系統(tǒng)控制、保護的基礎，它的正常與否直接影響到電力系統(tǒng)的安全可靠運行。

1通道選擇

目前，變電站上送調度中心的各種信息，如遙測、遙信、遙控、主要設備狀態(tài)和報警信息等，都是通過遠動通道傳輸的，這些信息對實時性要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，從而影響調度的正常工作。所以，直流設備的運行信息必須從另一通道進行遠程傳送。通常的變電站除遠動通道外，還有一個電話通道，這個通道一般是作為工作人員現場工作時使用，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)的數據信息量不是很大，發(fā)送時占用通道時間較短。可以在工作時拔通，占用通道，結束后掛斷，和其它系統(tǒng)分時地使用通道，從面保證各個系統(tǒng)的正常運行。省去了重新鋪設線路，建立網絡連接的大量投入。采用電話通道進行直流監(jiān)控系統(tǒng)的設計，可謂是經濟實用的設計，既能滿足系統(tǒng)的性能要求，又不用額外的設備投入。

2系統(tǒng)構成

監(jiān)控中心計算機（即上位機）通過Modem接入電話網，而現場監(jiān)控器（下位機）也通過Modem與電話網連接。雙方Modem都可以相互呼叫對方，通過雙方Modem和電話網建立遠程通信鏈路，互傳信息。這樣監(jiān)控中心的上位機可以通過這個通信鏈路，獲取各下位機的信息，定期巡檢，此即無人值守的含義，并可發(fā)送控制命令，查詢歷史數據等；而各站的監(jiān)控器也即下位機可以把每日定時運行數據和異常情況信息上報中心。本系統(tǒng)由3部分組成：監(jiān)控器是前置機系統(tǒng)，負責設備數據的采集、運行狀態(tài)的控制和信息的上傳；監(jiān)控中心是后臺機系統(tǒng)，是基于PC機上運行，主要負責對所有變電站的的監(jiān)控器發(fā)送命令，接收其運行數據及對數據進行處理和分析；兩者之間的數據通信依靠Modem和電話網建立。監(jiān)控中心與監(jiān)控器是一對多系統(tǒng)。

3監(jiān)控器設計

監(jiān)控器是安裝在各變電站的一套系統(tǒng)，它采集各直流設備的運行狀態(tài)信息，對其進行控制，把數據信息上傳監(jiān)控中心和其它控制單元。

監(jiān)控器用工控機設計，其I/O端口作輸入/輸出使用，直接從直流設備采集測量量、狀態(tài)量以及電池絕緣狀態(tài)等信息，也可對直流設備進行控制和調節(jié)，如充電開關動作、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，工控機通過RS232或Modem方式四遙信號上傳到RTU或調度中心，把所有直流設備的運行信息通過Modem經電話網關到設備維護人員所在的監(jiān)控中心。

監(jiān)控器軟件由4個模塊組成：通信模塊、數據收發(fā)模塊、I/O模塊和數據處理模塊。

通信模塊的作用是為數據的傳輸作好通信準備，軟件設置定時打開和關閉Modem，自動拔通監(jiān)控中心的Modem，向其發(fā)送相應報警信息。

數據收發(fā)模塊負責通信鏈路的建立與數據收發(fā)事務。I/O模塊提供監(jiān)控器的人機輸入界面。數據處理模塊是監(jiān)控器的核心模塊，它一方面把I/O模塊取得的數據進行處理，根據設定的時間間隔把每日的數據存入庫中；另一方面，它把由收發(fā)模塊接收到的調控命令進行分析后，提供控制信息給I/O模塊。

4監(jiān)控中心設計

監(jiān)控中心是一臺PC機，運行監(jiān)控中心后臺軟件。主要由5個部分組成：“系統(tǒng)設置”、“創(chuàng)建連接”、“遠程操作”、“文件管理”、“系統(tǒng)幫助”。

系統(tǒng)設置的作用：可以完成對用戶管理、電站設置與Modem設置?！半娬驹O置”主要用于創(chuàng)建各變電站下位機的數據，如拔號連接的電話號碼、電站位置、值班人員等。在這里建立的電站數據也是撥號連接用電話簿、歷史紀錄建庫的依據。

創(chuàng)建連接提供三種連接方式，直接電纜連接、Modem拔號連接和局域網連接。直接電纜連接是指上位機的串行口直接和下位機的串行口連接。此方式一般只適合短程通訊，用作調試或現場維護。Modem拔號連接是本系統(tǒng)的主要連接方式，可以從電話簿中選擇相應電站。局域網連接是本系統(tǒng)的預留功能，方便將來的更新與升級。

遠程操作是系統(tǒng)的核心部份，它包括了直流電池屏所有信息的四遙操作。具體還可分為：“運行數據遙測”、“電池維護遙控”、“充電電壓遙調”三個子功能。主要完成遠程監(jiān)測，其運行界面如下：

后臺系統(tǒng)采用VB6.0設計，通訊協(xié)議為自定義報文格式。同時系統(tǒng)還提供報表打印功能，以及圖表顯示功能。經多家直流屏廠家使用，運行效果良好，有效提高了客戶的工作效率。

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