變電站輔助設施綜合管理系統設計與實現

牛鵬虎 崔郁林 李來晉 彭宇 倪莎 段育豐

【摘 ?要】輔助設施是維持變電站運行環境的關鍵設備。針對當前變電站輔助設施急需信息化管理的問題，結合當前的計算機開發技術，對變電站輔助設施綜合管理系統進行設計與實現。在整個設計過程中，首先從系統設計需求入手，構建了包括管理員、調度員和運維人員的不同角色;然后對系統整體架構、功能模塊等進行設計，并重點就認證登錄模塊、系統數據流向、設備出庫申請等進行了詳細設計，最后給出變電站設備信息化管理的登錄界面。通過上述的設計，實現了變電設備的綜合管理，從而大大提高了變電站輔助設施綜合管理效率與質量。

【關鍵詞】變電站;輔助設施;管理系統

引言

變電站內主設備的正常運行，對其運行環境都有一定的要求，運行環境主要依靠站內各類輔助設施維持。所謂輔助設施，是指變電站中除了用于輸送電力的主設備之外的空調、通風、消防、照明、門禁、報警以及各類設備的箱體、裝設空間等，這些輔助設施雖然并不參與主設備的工作，但是對于保護變電站的安全、以及為主設備保持一個理想的工作環境，都是非常重要的。因此，在變電站的工作過程中，也需要對這些輔助設施進行實時的監控，確保他們始終正常工作。

1系統結構

設計一套變電站輔助設施監控系統，包括：狀態采集模塊，用于測量變電站輔助設施的狀態參數;現場監控模塊，用于在變電站現場從數據收集模塊接收變電站輔助設施的狀態參數，將變電站輔助設施的狀態參數轉換成數字編碼信號;廠站端平臺模塊，可從現場監控模塊接收數字編碼信號，將數字編碼信號轉換成變電站輔助設施的狀態數據;主站服務器模塊，可從廠站端平臺模塊接收變電站輔助設施的狀態數據;用戶終端模塊，用于在用戶所在位置從主站服務器模塊接收變電站輔助設施的狀態數據，并對用戶顯示變電站輔助設施的狀態數據。幾個系統模塊的功能獨立，同時相互聯系，共同構成對輔助設施的監測與控制。

2系統模塊

2.1狀態采集模塊

狀態采集模塊，主要是對輔助設施的運行工況進行實時監測，可以包括多個用于在變電站現場實時測量變電站輔助設施的狀態參數的傳感器，例如用于測量通風設備（如風機）、照明設備、空調設備等需要使用電力的輔助設施的工作電壓和工作電流的電壓傳感器和電流傳感器、用于測量照明設備所處環境亮度的亮度傳感器、用于測量變電站內特定位置（例如主設備的工作室內）的溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器、用于測量消防管網壓力的壓力傳感器、用于測量變電站內特定位置（例如主設備的工作室內）的特定氣體（如六氟化硫）濃度的氣體傳感器、用于空調故障燈監視的紅外傳感器等。這些傳感器安裝在由他們測量相關狀態參數的變電站輔助設施的內部或近旁，以便獲取真實的在線信息。

2.2現場監控模塊

現場監控模塊，包括設置在變電站現場的微控制單元（Mi-crocontrollerUnit，以下簡稱MCU）。現場監控模塊可以包括多個MCU，這些MCU都設置在變電站現場，分別安裝在上述多種輔助設施的內部或近旁，根據實際需要而連接多個傳感器或控制器。例如，與變電站的空調設備對應的MCU與用于測試空調設備的工作電壓的電壓傳感器、用于測試空調設備的電流的電流傳感器、以及用于監測空調設備故障燈的紅外傳感器、用于控制空調的紅外控制器都建立電性連接。每個用于實時測量該輔助設施的狀態參數的傳感器都將自身測得的該輔助設施的狀態參數以電子信號的形式傳輸到與該輔助設施對應的MCU，與該輔助設施對應的MCU將接收到的該輔助設施的狀態參數轉換成數字編碼信號，通過MCU內的無線通信單元與廠站端平臺建立數據傳輸。

3功能模塊設計

結合上文中對系統設計需求的分析，本文將變電站輔助設施綜合管理系統功能劃分為運維人員模塊、調度運維員模塊以及系統管理員模塊。

3.1調度運維員模塊

調度運維員模塊由運維人員管理申請審核、設施庫存查詢以及個人信息管理三大功能構成。其中，運維人員管理申請審核主要是對運維人員發起的各項設施管理申請進行審核，并對該申請予以回復;設施庫存查詢模塊能夠幫助調度運維員實時了解變電站所有輔助設施的使用情況，以此為參考依據對設施的采購、報廢、檢修等進行管理;個人信息管理功能同樣是對賬號密碼進行管理。

3.2系統管理員模塊

系統管理員模塊包括人員添加、人員刪除以及密碼修改三大功能。該模塊主要使用人員為系統管理人員，通過人員添加與人員刪除兩大功能對系統中的用戶信息進行管理，將一些新入職員工添加至管理系統中，賦予其相應的操作權限。

3.3運維人員模塊

運營人員模塊由兩大功能構成，分別為變電站輔助設施基本管理申請以及個人信息管理。其中，輔助設施基本管理申請主要是對變電站所有輔助實施的投運、停運、檢修以及報廢管理進行申請，由調度運維員進行審核;個人信息管理功能能夠支持運維人員對個人賬號密碼進行修改。

4系統詳細設計

4.1登錄模塊設計

登錄模塊是整個系統安全設計的第一步，也是一個基礎的模塊。在本文中，用戶的登陸認證流程設計為如圖4所示。在該認證過程中，用戶首先輸入用戶名和密碼，以進行認證。在輸入后與數據庫中的用戶信息角色進行比對，以此進入到相應的功能權限頁面訪問。

4.2數據庫設計

在完成系統整體架構及功能模塊的設計之后，還需對系統數據庫進行設計。數據庫對于變電站輔助設施綜合管理系統的意義極其重要，關系著系統各功能模塊能否正常運行。考慮到變電站輔助設施綜合管理系統原始數據及運行數據的量極大，本文將采取SQLserver數據庫，并以建立設備入庫、出庫、報修、作廢等5大數據庫表的方式，對系統數據庫進行設計，以此緩解系統運行過程中海量數據存儲問題帶來的運行負擔，提高系統的運行速度及穩定性。

4.3設備出入庫申請

以設備出庫為例，當設備出現“變電設備維修”或者是“老舊設備”維修時，此時可進行出庫操作。在出庫中，需滿足以下幾個前提：一是出庫的數量必須小于庫存的數量;二是設備的編號、名稱和廠商必須與數據庫表中的設備值相同，才能出庫。

結語

綜上所述，當前變電站管理工作急需一個智能化變電站輔助設施綜合管理系統提高繁雜設施的管理效率與質量。本文本著系統的實用性原則，從三個不同用戶角色的角度對系統設計需求進行分析，并在后續的設計工作中以用戶需求為根本，將變電站輔助設施綜合管理系統功能劃分為運維人員模塊、調度運維人員模塊以及系統管理員模塊，通過不同的功能模塊滿足不同用戶的使用需求。

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（作者單位：國網晉城供電公司）