變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

牛鵬虎 崔郁林 李來晉 彭宇 倪莎 段育豐

【摘 ?要】輔助設(shè)施是維持變電站運行環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備。針對當(dāng)前變電站輔助設(shè)施急需信息化管理的問題，結(jié)合當(dāng)前的計算機開發(fā)技術(shù)，對變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)。在整個設(shè)計過程中，首先從系統(tǒng)設(shè)計需求入手，構(gòu)建了包括管理員、調(diào)度員和運維人員的不同角色;然后對系統(tǒng)整體架構(gòu)、功能模塊等進(jìn)行設(shè)計，并重點就認(rèn)證登錄模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向、設(shè)備出庫申請等進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計，最后給出變電站設(shè)備信息化管理的登錄界面。通過上述的設(shè)計，實現(xiàn)了變電設(shè)備的綜合管理，從而大大提高了變電站輔助設(shè)施綜合管理效率與質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】變電站;輔助設(shè)施;管理系統(tǒng)

引言

變電站內(nèi)主設(shè)備的正常運行，對其運行環(huán)境都有一定的要求，運行環(huán)境主要依靠站內(nèi)各類輔助設(shè)施維持。所謂輔助設(shè)施，是指變電站中除了用于輸送電力的主設(shè)備之外的空調(diào)、通風(fēng)、消防、照明、門禁、報警以及各類設(shè)備的箱體、裝設(shè)空間等，這些輔助設(shè)施雖然并不參與主設(shè)備的工作，但是對于保護變電站的安全、以及為主設(shè)備保持一個理想的工作環(huán)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(shè)施進(jìn)行實時的監(jiān)控，確保他們始終正常工作。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計一套變電站輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)，包括：狀態(tài)采集模塊，用于測量變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù);現(xiàn)場監(jiān)控模塊，用于在變電站現(xiàn)場從數(shù)據(jù)收集模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)，將變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼信號;廠站端平臺模塊，可從現(xiàn)場監(jiān)控模塊接收數(shù)字編碼信號，將數(shù)字編碼信號轉(zhuǎn)換成變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù);主站服務(wù)器模塊，可從廠站端平臺模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù);用戶終端模塊，用于在用戶所在位置從主站服務(wù)器模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對用戶顯示變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)。幾個系統(tǒng)模塊的功能獨立，同時相互聯(lián)系，共同構(gòu)成對輔助設(shè)施的監(jiān)測與控制。

2系統(tǒng)模塊

2.1狀態(tài)采集模塊

狀態(tài)采集模塊，主要是對輔助設(shè)施的運行工況進(jìn)行實時監(jiān)測，可以包括多個用于在變電站現(xiàn)場實時測量變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)的傳感器，例如用于測量通風(fēng)設(shè)備（如風(fēng)機）、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等需要使用電力的輔助設(shè)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(shè)備所處環(huán)境亮度的亮度傳感器、用于測量變電站內(nèi)特定位置（例如主設(shè)備的工作室內(nèi)）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(wǎng)壓力的壓力傳感器、用于測量變電站內(nèi)特定位置（例如主設(shè)備的工作室內(nèi)）的特定氣體（如六氟化硫）濃度的氣體傳感器、用于空調(diào)故障燈監(jiān)視的紅外傳感器等。這些傳感器安裝在由他們測量相關(guān)狀態(tài)參數(shù)的變電站輔助設(shè)施的內(nèi)部或近旁，以便獲取真實的在線信息。

2.2現(xiàn)場監(jiān)控模塊

現(xiàn)場監(jiān)控模塊，包括設(shè)置在變電站現(xiàn)場的微控制單元（Mi-crocontrollerUnit，以下簡稱MCU）?，F(xiàn)場監(jiān)控模塊可以包括多個MCU，這些MCU都設(shè)置在變電站現(xiàn)場，分別安裝在上述多種輔助設(shè)施的內(nèi)部或近旁，根據(jù)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(diào)設(shè)備對應(yīng)的MCU與用于測試空調(diào)設(shè)備的工作電壓的電壓傳感器、用于測試空調(diào)設(shè)備的電流的電流傳感器、以及用于監(jiān)測空調(diào)設(shè)備故障燈的紅外傳感器、用于控制空調(diào)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(shè)施的狀態(tài)參數(shù)的傳感器都將自身測得的該輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)以電子信號的形式傳輸?shù)脚c該輔助設(shè)施對應(yīng)的MCU，與該輔助設(shè)施對應(yīng)的MCU將接收到的該輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼信號，通過MCU內(nèi)的無線通信單元與廠站端平臺建立數(shù)據(jù)傳輸。

3功能模塊設(shè)計

結(jié)合上文中對系統(tǒng)設(shè)計需求的分析，本文將變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)功能劃分為運維人員模塊、調(diào)度運維員模塊以及系統(tǒng)管理員模塊。

3.1調(diào)度運維員模塊

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

3.2系統(tǒng)管理員模塊

系統(tǒng)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(tǒng)管理人員，通過人員添加與人員刪除兩大功能對系統(tǒng)中的用戶信息進(jìn)行管理，將一些新入職員工添加至管理系統(tǒng)中，賦予其相應(yīng)的操作權(quán)限。

3.3運維人員模塊

運營人員模塊由兩大功能構(gòu)成，分別為變電站輔助設(shè)施基本管理申請以及個人信息管理。其中，輔助設(shè)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(jìn)行申請，由調(diào)度運維員進(jìn)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(jìn)行修改。

4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計

4.1登錄模塊設(shè)計

登錄模塊是整個系統(tǒng)安全設(shè)計的第一步，也是一個基礎(chǔ)的模塊。在本文中，用戶的登陸認(rèn)證流程設(shè)計為如圖4所示。在該認(rèn)證過程中，用戶首先輸入用戶名和密碼，以進(jìn)行認(rèn)證。在輸入后與數(shù)據(jù)庫中的用戶信息角色進(jìn)行比對，以此進(jìn)入到相應(yīng)的功能權(quán)限頁面訪問。

4.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在完成系統(tǒng)整體架構(gòu)及功能模塊的設(shè)計之后，還需對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計。數(shù)據(jù)庫對于變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)的意義極其重要，關(guān)系著系統(tǒng)各功能模塊能否正常運行。考慮到變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)及運行數(shù)據(jù)的量極大，本文將采取SQLserver數(shù)據(jù)庫，并以建立設(shè)備入庫、出庫、報修、作廢等5大數(shù)據(jù)庫表的方式，對系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計，以此緩解系統(tǒng)運行過程中海量數(shù)據(jù)存儲問題帶來的運行負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的運行速度及穩(wěn)定性。

4.3設(shè)備出入庫申請

以設(shè)備出庫為例，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)“變電設(shè)備維修”或者是“老舊設(shè)備”維修時，此時可進(jìn)行出庫操作。在出庫中，需滿足以下幾個前提：一是出庫的數(shù)量必須小于庫存的數(shù)量;二是設(shè)備的編號、名稱和廠商必須與數(shù)據(jù)庫表中的設(shè)備值相同，才能出庫。

結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前變電站管理工作急需一個智能化變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)提高繁雜設(shè)施的管理效率與質(zhì)量。本文本著系統(tǒng)的實用性原則，從三個不同用戶角色的角度對系統(tǒng)設(shè)計需求進(jìn)行分析，并在后續(xù)的設(shè)計工作中以用戶需求為根本，將變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)功能劃分為運維人員模塊、調(diào)度運維人員模塊以及系統(tǒng)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(wǎng)晉城供電公司）