电力技师职称论文变电站直流监控系统的实现.doc

变电站直流监控系统的实现 摘 要：实现了对无人值班情况下变电站内直流设备的系统远程监控，应用站内的电话通道，达到远方监控直流设备、历史查询直流设备运行信息以及上报 设备运行异常情况的目的。一、概述电力系统的设备组成主要有蓄电池组、直流屏、充电设备等，其作用有两方面，一方面在正常情况下提供直流电源以便于变电站断路器合闸；另一方面，当出现异常时，提供直流电源以达到断路器跳闸与合闸、继电保护及自动装置、厂用机械拖动发电厂直流电动机以及载波通信的正常工作的目的。电力系统的安全可靠运转与其作用关系密切。在过去，电力系统中各个变电站都安排有人员值班，定期对设备运行状态进行检查，以便于及时发现并且解决一些异常情况，使变电站安全稳定的运行。目前电力系统所推广的无人值班式变电站，尽管调度中心可以以远通道方式获得变电站运行状态的实施情况，但是在直流部分，调度中心获得的重要信息不足（包括：充电机故障，直流绝缘接地，遥测量控母电压，遥信量-充电机交流电源故障）,此系统不能完全体现出系统详细的运行情况，特别在系统刚出现运行异常时反应不足，直至异常升级会系统故障才上发调度。而此时，对电力系统已经造成很大影响。若在异常情况刚出现时就得到妥善处理将有助于避免产生这些不必要的损失。因此需要人员定期对其进行检查，另外控制直流设备运行也需要人工手动。当变电站数量增多时，维护人员数量相对不足，对设备的维护检修得不到很好的保证。这种严峻的形势促进了直流监控系统的产生。它的工作原理是一方面把各处变电站直流设备的运行情况反映到监控中心供其审查。另一方面监控中心也可以向各个变电站发送指示命令。这种情况下，维护人员可以对直流设备进行远程监控，在电力系统出现异常时采取及时有效的措施，保证系统正常安全运行。因此建立直流监控系统对节省人力物力财力的，提高工作效率，以及创建节约型社会有着重要的意义。二、通道选择目前变电站都是通过远动通道传输各种信息至调度中心的，这些信息包括有遥控、遥测、遥信以及设备情况和报警信息等。这些都属于对时效性要求很高的信息。我们不希望看到因为其他信息占有阻塞通道使正常调度工作无法得以正常远转的情况发生，因此必须需寻找另外一个通道传送直流设备的运行信息。目前，变电站除了远动通道还有一个工作人员现场工作时使用或者如安全报警系统的其他辅助系统使用的电话通道。此通道一般情况下处于闲置状态，但是又是不可或缺的。因此把它作为实现直流监控系统信息传送的绝佳通道。直流监控系统具有数据信息量小，传输时占用通道时间短的特点，因此可以使用时拨通，暂时占用通道，完成后挂掉，为其它信息腾出通道。所以能够实现与其它系统共同使用通道，进而达到各个系统的正常运转的目的。三、系统构成由于监控中心计算机和监控设备都通过modem连入电话网，所以双方的modem可以和电话网建立通信链路实现通讯，互传信息。这种情况下，通过这个通信链路监控中心计算机可以提取各变电站监控设备的信息，以及发送控制信号；各个变电站监控设备也可以上报每日的一些运行信息和异常情况。系统由监控器、监控中心和通信链路三部分组成。监控器作为前置机系统，主要负责采集设备数据、上报运行状况的控制和信息；监控中心作为基于PC机上运行的后台机系统，它主要是发送命令至所有变电站的监控器，接受、处理以及分析接受的数据；监控器和监控中心通过modem和电话网建立的通信链路实现数据通信。监控中心可下辖多个监控器，两者是一对多式系统。四、监控器设计4.1 监控器原理监控器通过系统化的安装在各个变电站以此采集各个直流设备的运行情况，并且实现对其进行远程控制，把一些必要的信息反馈到其它监控单元或者监控中心。监控器是用工控机设计的，利用它I/O端口作为输入输出端口。监控器可以直接从直流设备上获得重要的信息，如状态量、测量量、蓄电池绝缘状态等。同时也可以控制调节直流设备，譬如改变均充浮充、改变均浮充电压、充电机的开关机以及馈线合短等。另外，微机控制器以modem方式或RS232实现信号上传至调度中心或RTU的目的，监控中心的设备维护人员将会通过modem和电话网了解所有直流设备的运行情况。4.2 监控器软件设计监控软件由数据收发模块、I/O模块、通信模块和数据处理模块四部分组成。所谓的数据收发模块，顾名思义，就是主要负责建立通信链路后收发数据。发送的数据有各直流设备实时的运行情况、24小时内所有的报警信息、存贮在本监控器的24小时内固定时间的历史数据。接收的数据有监控中心的调节控制命令等。I/O模块功能包括实现监控器采集以及控制个直流设备量；提供人机输入界面等。通信模块作为数据传输的通信准备，具有自动拨号、打开关闭modem的功能。自动拨号就是当直流设备运行异常时自动拨通监控中心的modem，向中心发送必要的报警信息。此外软件可以通过设置定时开关modem达到本系统和包括报警系统的其他系统分时使用电话通道的目的。数据处理模块是整个监控器的核心,它一方面处理I/O模块取得的数据，把指定时间间隔的数据存入数据库以待数据收发模块上传至监控中心，所以这些数据更新速度很快。另一方面它将分析收发模块所接收的调控命令，提供给I/O模块必要的控制信息。五、监控中心设计监控中心是一台运行有后台监控软件的计算机。而监控中心软件由数据库形成模块、通信模快、主控模块和报表打印模块组成。数据处理模块的作用有两面，一方面为各站直流设备的数据信息库；另一方面每天把各站的数据采集、整理入库，使之成为存有所有变电站的直流设备历史数据的数据库。用户可以立足于自身需要建立数据库，灵活的维护各变电站及站内所有直流设备的数据库信息。维护后系统自动保存入库，整个操作方便简单，灵活性强。另外，当各变电站的监控器把每日数据定时上报监控中心时，监控中心在接收后将根据其站名对号入座，存入相应的数据库中。这样提供的大量历史数据可供查询打印。通信模块的功能和监控器的通信模块功能类似，为modem和变电站的监控器建立通信链路，一方面下达控制命令；一方面可以和对方交流，接收其上传的信息。此模块基于Visual Basic 5.0 设计开发，只对通信要求有关，建立相关通信链路即可，与所传送数据无关，数据只由主控软件所负责分析处理。主控软件呈现的是一种基于windows操作平台的人机界面，利用键盘和鼠标对图形进行编辑处理。用键盘输入达到对设备参数的修改的预期，从而实现远程调节的目的。也可以用鼠标点击所取原件相关联的图元进行查询以及控制该设备。维护人员以键盘和鼠标为工具查询控制运行站的设备。一旦通信模块通信线路建立起来，主控软件可以屏幕显示远方所传送来数据信息，这些信息将交付数据模块分析处理。同时，它作为本系统的核心部分，可以实现操作者对远方的数据控制。根据实际情况，报表打印模块通过对数据处理模块所存储的过往数据库查询，可以制作各种报表（包括：日报表、月报表以及其他报表）和绘出相关数据曲线图来满足查询分析的需求。结论由深圳市供电局与深圳奥特迅公司合作开发的直流监控系统目前已经投入使用。 直流设备维护人员充分利用此系统的特点，实现了在监控中心足不出户就可以远程监控各变电站直流设备运行情况的目的，免除了到现场的例行监测。最重要的是运行维护人员可以在直流设备运转异常时采取及时有效的措施避免出现大的事故。一言蔽之，直流监控系统实现了智能化，大大消除了原有系统固有的弊端，降低了风险，提高了效率，促进了人力资源的优化配置。参考文献1 钟伟强 论变电站直流系统运行维护期刊论文-科技资讯 2010(6)2 阮航 变电站直流系统管理信息系统研究期刊论文-电力系统保护与控制 2010(15)3 陈进.张良胜.朱燕 10kV断路器合闸线圈烧毁原因分析