變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)研究

摘要：文章通過對惠州電網(wǎng)變電站通信機(jī)房內(nèi)需要重點(diǎn)監(jiān)測的設(shè)備、環(huán)境量、動力量的分析，提出搭建基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過分站控制單元、電池采集器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、水浸傳感器、空調(diào)控制器將機(jī)房的動力和環(huán)境量上傳至服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控通信機(jī)房狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：惠州電網(wǎng)；變電站；通信機(jī)房；動力環(huán)境；監(jiān)控系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP274 文章編號：1009-2374（2015）36-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.005

隨著惠州電網(wǎng)的不斷發(fā)展，變電站通信機(jī)房越來越多，絕大部分機(jī)房均無人值守。由于缺乏監(jiān)控，已經(jīng)多次發(fā)生因未及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)交流中斷且蓄電池電量耗盡導(dǎo)致全站通信設(shè)備中斷的事故；通信機(jī)房斷電后空調(diào)未重新啟動，導(dǎo)致機(jī)房溫度過高，從而使通信設(shè)備產(chǎn)生誤碼的情況也時(shí)有發(fā)生。變電站通信機(jī)房分布地域廣泛，站點(diǎn)多且分散，單純依靠人力定期巡視的傳統(tǒng)方法不但維護(hù)效率不高，且耗時(shí)費(fèi)力，對于地處偏遠(yuǎn)的通信機(jī)房更是顯得力不從心，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理通信機(jī)房的異常情況。因此，有必要引入變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)來改變這種被動的局面。

1 變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的意義

變電站通信機(jī)房的各項(xiàng)參數(shù)，如交直流電源狀態(tài)、電池、溫濕度、水浸等，對通信網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行有重大影響，在維護(hù)人員緊缺、設(shè)備維護(hù)量大的情況下，對機(jī)房配電、空調(diào)等進(jìn)行現(xiàn)代化監(jiān)視、控制和管理顯得尤為必要。具體來說，變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)對實(shí)現(xiàn)通信機(jī)房的監(jiān)管和維護(hù)有以下意義：（1）為電力通信系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定、可靠的監(jiān)控平臺，提高設(shè)備的管理和維護(hù)水平；（2）實(shí)時(shí)掌控設(shè)備的運(yùn)行狀況，提高設(shè)備運(yùn)維的針對性、及時(shí)性；（3）維護(hù)模式實(shí)現(xiàn)從人工巡視到智能監(jiān)控的轉(zhuǎn)變，提高電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低人力資源成本，減少維護(hù)費(fèi)用。

2 惠州電網(wǎng)變電站通信機(jī)房動力環(huán)境量監(jiān)控需求分析

惠州電網(wǎng)目前共有通信站點(diǎn)135個(gè)，其中獨(dú)立通信機(jī)房76個(gè)，獨(dú)立通信蓄電池室53個(gè)，需要在獨(dú)立通信機(jī)房及獨(dú)立通信蓄電池室中實(shí)現(xiàn)監(jiān)控電源狀態(tài)、機(jī)房溫濕度、煙感、水浸、空調(diào)遙控等功能。

2.1 電源監(jiān)控

通信電源監(jiān)控包括通信電源交直流的運(yùn)行狀態(tài)及告警等信息監(jiān)控，具體包括：監(jiān)測輸入交流電壓、電流的數(shù)值；監(jiān)控直流過壓、欠壓、過流告警等狀態(tài)；監(jiān)控電源模塊故障；監(jiān)測直流負(fù)載、各電源模塊電流、蓄電池電壓、充放電電流、空氣開關(guān)跳斷告警、熔斷絲狀

態(tài)等。

2.2 溫濕度監(jiān)控

根據(jù)《廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司通信機(jī)房技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，變電站通信機(jī)房要求溫度為18℃～28℃，相對濕度為35%～75%；通信主機(jī)房內(nèi)溫度變化率低于5℃/h，不得凝露。機(jī)房動力環(huán)境量監(jiān)控系統(tǒng)需監(jiān)控獨(dú)立機(jī)房的溫濕度，當(dāng)監(jiān)測到溫濕度不符合上述條件時(shí)，系統(tǒng)需產(chǎn)生告警，及時(shí)通知運(yùn)維人員。

2.3 煙感監(jiān)控

根據(jù)參考文獻(xiàn)[2]的要求，通信機(jī)房灰塵粒子濃度直徑大于0.5μm的灰塵粒子濃度不可多于3500粒/升，直徑大于5μm的灰塵粒子濃度不可多于30粒/升。機(jī)房動力環(huán)境量監(jiān)控系統(tǒng)需根據(jù)上述閾值設(shè)立煙感控制，一旦發(fā)生異常情況及時(shí)報(bào)警。

2.4 水浸監(jiān)控

在雨季，通信機(jī)房天花、窗戶可能有滲水現(xiàn)象；空調(diào)排水管堵塞、空調(diào)故障等原因也會造成空調(diào)漏水。若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能造成機(jī)房內(nèi)通信設(shè)備短路、損壞。有必要在機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)中增加水浸監(jiān)控功能，在空調(diào)附近、窗戶旁等位置設(shè)置水浸傳感器，發(fā)生水浸時(shí)及時(shí)告警。

2.5 空調(diào)遙控

變電站內(nèi)通信設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量較大，空調(diào)意外停運(yùn)時(shí)機(jī)房溫度能達(dá)到40℃以上，嚴(yán)重威脅通信設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)需設(shè)立空調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)房溫度的遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)。

3 惠州電網(wǎng)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)方案

根據(jù)上述需求分析，惠州電網(wǎng)變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)需要對通信機(jī)房電源設(shè)備、溫濕度、水浸、空調(diào)等各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測及控制，并提供對應(yīng)接口協(xié)議的動力環(huán)境設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控接入。通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)通過搭建基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一監(jiān)控平臺，系統(tǒng)具有開放性、可靠高效的兼容性，后續(xù)擴(kuò)容只需安裝相應(yīng)設(shè)備，接入原有系統(tǒng)，即可實(shí)現(xiàn)對機(jī)房環(huán)境及設(shè)備的監(jiān)控。

因此，在惠州電網(wǎng)建設(shè)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，首先在惠州局電力調(diào)度大樓安裝一套通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)前置服務(wù)器，在各變電站獨(dú)立通信機(jī)房分別配置一套動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備。每個(gè)站點(diǎn)安裝機(jī)柜、分站監(jiān)控單元、數(shù)據(jù)采集器、電池采集器、通信電源接入、溫度傳感器、濕度傳感器、水浸傳感器、空調(diào)遙控單元等。各站點(diǎn)動力環(huán)境監(jiān)控設(shè)備通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)傳送至服務(wù)器。

3.1 動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器

動力與環(huán)境集中監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)器是整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的核心，所有站點(diǎn)通信機(jī)房的監(jiān)控系統(tǒng)均上傳到服務(wù)器，中心服務(wù)器安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫軟件?；葜蓦娋W(wǎng)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器采用SCSI總線，RAID磁盤陣列。服務(wù)器操作系統(tǒng)使用Windows 2003 Server，數(shù)據(jù)庫為Sybase SQL Server（ASE）。

3.2 分站控制單元

連接各采集器，調(diào)用各設(shè)備相應(yīng)的動態(tài)庫采集數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后上報(bào)監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，監(jiān)控主機(jī)處理信號為本地配置庫，監(jiān)控主機(jī)通過相應(yīng)設(shè)備的驅(qū)動程序與采集器或智能設(shè)備進(jìn)行通信。

3.3 電源監(jiān)控

將電源監(jiān)控器連接到分站控制單元上，分站控制單元再通過協(xié)議轉(zhuǎn)換器將RS485/RS232信號轉(zhuǎn)換成TCP/IP信號，通過上層軟件協(xié)議匹配進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

3.4 溫濕度監(jiān)測

檢測機(jī)房重要部位的溫濕度分布，通過溫濕度傳感器連接到動力環(huán)境采集主機(jī)上，通過采集主機(jī)的分析處理完成溫濕度監(jiān)控功能。

3.5 煙感報(bào)警

通過煙霧傳感器，能夠準(zhǔn)確地檢測煙霧，當(dāng)煙霧濃度超過限量時(shí)，傳感器向采集模塊輸出告警信號。通過采集模塊，將干接點(diǎn)變化信號經(jīng)過數(shù)字處理后送到監(jiān)控主機(jī)發(fā)出報(bào)警，即可實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)房內(nèi)的火災(zāi)情況。

3.6 水浸檢測

通過漏水感應(yīng)器緊貼在窗戶邊或空調(diào)旁的地板上，傳感器檢測報(bào)警信號接入通用數(shù)據(jù)采集單元的遙信端子中，然后在系統(tǒng)中配置相應(yīng)的名稱和告警閾值，完成水浸檢測。

3.7 空調(diào)遙控

在空調(diào)內(nèi)安裝控制單元，通過通用數(shù)據(jù)采集單元實(shí)現(xiàn)空調(diào)的遠(yuǎn)程控制，在監(jiān)測到空調(diào)由于交流斷電恢復(fù)后無法自啟動時(shí)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程重啟空調(diào)和調(diào)節(jié)溫度的功能。

3.8 惠州電網(wǎng)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用情況

惠州電網(wǎng)通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)于2013年12月正式建成，自2014年1月投入使用以來，運(yùn)行情況良好，各項(xiàng)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確迅速，為運(yùn)維人員判斷設(shè)備故障提供了重要依據(jù)。截至2014年年底，變電站通信設(shè)備中斷的事故發(fā)生率為0，由于機(jī)房溫度過高而使通信設(shè)備產(chǎn)生誤碼的情況也從未發(fā)生，運(yùn)維人員到現(xiàn)場處理水浸、溫濕度異常的及時(shí)率同比提高了80%。變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況表明，系統(tǒng)的使用及時(shí)掌握了各無人值守站點(diǎn)機(jī)房設(shè)備的運(yùn)行狀況，節(jié)約了運(yùn)行維護(hù)的人力資源成本，為變電站通信機(jī)房現(xiàn)場維護(hù)帶來了極大的便利。

4 結(jié)語

變電站通信機(jī)房動力穩(wěn)定、各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)正常是電力通信系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)?；葜蓦娋W(wǎng)變電站通信機(jī)房動力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對通信機(jī)房動力環(huán)境量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為運(yùn)維人員判斷設(shè)備故障提供了重要依據(jù)，在一定程度上節(jié)約了運(yùn)行維護(hù)的人力資源成本，減輕了運(yùn)維管理的負(fù)擔(dān)。尤為重要的是，及時(shí)、準(zhǔn)確地定位故障發(fā)生的位置能有效縮短故障時(shí)延，大大提高了運(yùn)行維護(hù)效率，降低了通信設(shè)備發(fā)生故障的概率，保障了電力通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為電網(wǎng)運(yùn)行提供了有力支撐。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉玉剛.電力通信機(jī)房設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化集中監(jiān)控系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)通信，2009，（10）.

[2] 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司通信機(jī)房技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].2010.

[3] 范春萍.動力及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[D].華南理工大學(xué)，2008.

作者簡介：駱宇平（1984-），男，廣東博羅人，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司惠州供電局工程師，工程碩士，研究方向：電力通信運(yùn)行維護(hù)。

（責(zé)任編輯：周 瓊）