變電站高壓供電監控系統設計分析

北海金海電力設計有限責任公司 廣西 北海 536000

引言

供電系統經常會發生過負荷、短路或漏電等事故，而在這些故障發生前高壓配電開關通常會產生多種征兆，如電流急劇波動、溫度增高等。有鑒于此，針對性設計高壓供電監控系統對高壓配電開關進行有效監測，并將相關特征數據匯總上傳至地面監控中心，通過分析匯總實現對故障隱患的提前定位排除，進而在確保生產作業持續有效開展的同時降低由電力故障引起的財產損失。

1 高壓供電監控系統網絡安全管理平臺應用價值分析

通過在內網安全監視平臺中接入高壓供電監控系統安全防護裝置，并增加安全審計、統計分析、集中監控等功能于內網安全監視平臺內，網絡安全運行情況及部署的安全設備運行狀況即可得到實時監視，網絡安全事件的綜合分析、集中可視化、實時警報也可實現，并滿足電力系統安全評估的數據需要，電力系統的安全防控與管理能力隨之提升。內網安全監視平臺屬于現階段多數高壓供電監控系統的核心，由此建立的安全防護體系以柵格狀網絡為基礎，但結合實際調研可以發現，現階段很多內網安全監視平臺僅能夠監測防護裝備的在線及運行情況，安全分區內部系統及設備的運行情況無法探測和感知，安全分區內部的危險源與病毒源在這種情況下無法有效控制，安全事件很容易因被遺漏的潛在危險引發，因此必須設法向網絡設備、工作站、服務器擴展網絡安全監測和感知范圍，動態管控的網絡安全防護體系可由此建成。為實現高壓供電監控系統網絡安全風險的精確定位和監測，必須建設新一代網絡安全管理平臺，以此實現實時響應、全面安全管理并增加自主可控防護，輔以專用網絡安全監測技術，這一網絡安全管理平臺即可更好保障高壓供電監控系統的網絡安全[1]。

2 高壓供電監控系統設計

2.1 測溫電路設計

為有效監測高壓配電開關作業時的溫度變化，監測系統中配有專門的溫度感應裝置，其型號為DS18B20，作業時能對配電開關低壓腔內部的溫度進行實時采集并將相關數據同步傳送至地面數據中心。作業過程中DS18B20溫度感應裝置實時采集的溫度數據主要借由對其DQ（雙向數據控制）引腳高低電平的讀寫而實現，同時為提升其作業的驅動力，在其DQ引腳上增設1個上拉電阻，以確保讀寫過程中數據測定的精準性。在讀取溫度時，其主要作業程序包括三部分，分別是初始化時序、讀時序及寫時序。3個時序均以主機為主設備，以單總線裝置為從設備，每一個命令或數據的傳輸全部從主機啟動的寫時序開始。而當要求單總線器件進行數據回送時，可在完成寫命令操作后，通過主機啟動讀時序從而達成數據接收[2]。

2.2 硬件、軟件的配置和功能設定

監控中心自動化系統是實時系統，能實現電力系統的監控，保障系統的實時性與可靠性。對于系統主站的設計，應選用高性能服務器，對于數據服務器、前置數據處理工作站、控制工作站等關鍵環節應采取冗余熱備設計，保障出現故障時的系統仍能繼續工作，提高系統的可靠性；對于局域網的設計應采用高速網絡連接技術，網絡型采用星型拓撲結構。要設計備用網絡，實現雙網絡配置，可以互相切換使用，提高網絡的適用性與安全性。監控中心自動化系統在接入其他系統時應采用物理隔離裝置，額外配置綜合業務服務器，通過分區可以減少系統的危險系數，在一些特殊情況下可考慮路由器防火墻裝置的設置，提高系統額安全系數；對于分區功能，可按電力系統的安全分區要求在生產大區建立監控中心自動化監控系統，其配置包括SCADA服務器系統、前置處理服務器、歷史數據服務器、平臺服務器、PAS服務器、操作員工作站、維護工作站、報表工作站、SCADA通信網關，具體的配置如下：SCADA服務器系統實現數據存儲與管理，同時保障系統用戶信息、設備信息、管理信息的安全；前置處理服務器實時數據采集處理變電站系統的數據，將數據傳送至監控中心主站的系統網絡，或將主站命令傳至變電站對變電站設備進行調整與控制；操作員工作站幫助監控中心運行人員完成對變電站的監視、控制、調節等操作；歷史服務器實現監控中心自動化系統的數據查看功能，同時作為與外部系統連接的網關；維護工作站主要進行整個系統的維護工作；PAS服務器實現監控中心自動化系統對其監控范圍變電站的電壓、功率等參數的閉環控制；網絡光纖交換設備拓展信息網絡的延伸。

2.3 變電站綜合監控及預警系統架構設計

系統軟件分為公共服務層、應用服務層、底層服務層、協議接入層四個層次，其中：公共服務層：包含一些后臺告警模塊、外部接口模塊和管理員管理模塊內容。應用服務層：是系統功能的實現層，完成監控管理的所有業務邏輯，并且面向用戶進行信息呈現。本系統采用B/S模式呈現用戶界面，用戶端無須安裝任何專門的客戶端軟件，只需要在瀏覽器上即可使用全部功能。底層服務層：完成采集數據、運算以及存儲功能，并且提供組態畫面供系統設計員設計界面。協議接入層：根據實際情況，以靈活的方式接入各種被管設備的實時狀態與參數[3]。

3 結束語

通過對新技術的應用，構建高壓供電監控系統，實現對其運行狀態的實時監測，進而及時發現和排除安全隱患，為電力安全開展提供堅實保障。