经济实用型变电站直流监控系统的实现

电力系统中的直流设备部分主要由蓄电池组、充电模块、直流屏等设备组成。其作用是:正常情况下为变电站内的断路器提供合闸直流电源;故障时, 为继电保护、开关分合闸及二次回路中的仪器仪表和故障照明等提供直流电流。是当代电力系统控制、保护的基础, 它的正常与否直接影响到电力系统的安全可靠运行。

1 通道选择

目前, 变电站上送调度中心的各种信息, 如遥测、遥信、遥控、主要设备状态和报警信息等, 都是通过远动通道传输的, 这些信息对实时性要求很高, 不希望其它信息占用而使通道拥挤, 从而影响调度的正常工作。所以, 直流设备的运行信息必须从另一通道进行远程传送。通常的变电站除远动通道外, 还有一个电话通道, 这个通道一般是作为工作人员现场工作时使用, 以及其它辅助系统如安全报警系统必要时使用。通常此通道是处于闲置状态, 但又是必设的, 所以可以用它作为直流监控系统的信息通道。

直流监控系统的数据信息量不是很大, 发送时占用通道时间较短。可以在工作时拔通, 占用通道, 结束后挂断, 和其它系统分时地使用通道, 从面保证各个系统的正常运行。省去了重新铺设线路, 建立网络连接的大量投入。采用电话通道进行直流监控系统的设计, 可谓是经济实用的设计, 既能满足系统的性能要求, 又不用额外的设备投入。

2 系统构成

监控中心计算机 (即上位机) 通过Modem接入电话网, 而现场监控器 (下位机) 也通过Modem与电话网连接。双方Modem都可以相互呼叫对方, 通过双方Modem和电话网建立远程通信链路, 互传信息。这样监控中心的上位机可以通过这个通信链路, 获取各下位机的信息, 定期巡检, 此即无人值守的含义, 并可发送控制命令, 查询历史数据等;而各站的监控器也即下位机可以把每日定时运行数据和异常情况信息上报中心。本系统由3部分组成:监控器是前置机系统, 负责设备数据的采集、运行状态的控制和信息的上传;监控中心是后台机系统, 是基于PC机上运行, 主要负责对所有变电站的的监控器发送命令, 接收其运行数据及对数据进行处理和分析;两者之间的数据通信依靠Modem和电话网建立。监控中心与监控器是一对多系统。

3 监控器设计

监控器是安装在各变电站的一套系统, 它采集各直流设备的运行状态信息, 对其进行控制, 把数据信息上传监控中心和其它控制单元。

监控器用工控机设计, 其I/O端口作输入/输出使用, 直接从直流设备采集测量量、状态量以及电池绝缘状态等信息, 也可对直流设备进行控制和调节, 如充电开关动作、均充浮充改变、均浮充电压的改变以及馈线的合断等。另一方面, 工控机通过RS232或Modem方式四遥信号上传到RTU或调度中心, 把所有直流设备的运行信息通过Modem经电话网关到设备维护人员所在的监控中心。

监控器软件由4个模块组成:通信模块、数据收发模块、I/O模块和数据处理模块。

通信模块的作用是为数据的传输作好通信准备, 软件设置定时打开和关闭Modem, 自动拔通监控中心的Modem, 向其发送相应报警信息。

数据收发模块负责通信链路的建立与数据收发事务。I/O模块提供监控器的人机输入界面。数据处理模块是监控器的核心模块, 它一方面把I/O模块取得的数据进行处理, 根据设定的时间间隔把每日的数据存入库中;另一方面, 它把由收发模块接收到的调控命令进行分析后, 提供控制信息给I/O模块。

4 监控中心设计

监控中心是一台PC机, 运行监控中心后台软件。主要由5个部分组成:“系统设置”、“创建连接”、“远程操作”、“文件管理”、“系统帮助”。

系统设置的作用:可以完成对用户管理、电站设置与Modem设置。“电站设置”主要用于创建各变电站下位机的数据, 如拔号连接的电话号码、电站位置、值班人员等。在这里建立的电站数据也是拨号连接用电话簿、历史纪录建库的依据。

创建连接提供三种连接方式, 直接电缆连接、Modem拔号连接和局域网连接。直接电缆连接是指上位机的串行口直接和下位机的串行口连接。此方式一般只适合短程通讯, 用作调试或现场维护。Modem拔号连接是本系统的主要连接方式, 可以从电话簿中选择相应电站。局域网连接是本系统的预留功能, 方便将来的更新与升级。

远程操作是系统的核心部份, 它包括了直流电池屏所有信息的四遥操作。具体还可分为:“运行数据遥测”、“电池维护遥控”、“充电电压遥调”三个子功能。主要完成远程监测, 其运行界面如图1。

后台系统采用VB6.0设计, 通讯协议为自定义报文格式。同时系统还提供报表打印功能, 以及图表显示功能。经多家直流屏厂家使用, 运行效果良好, 有效提高了客户的工作效率。

摘要：针对无人值守的变电站直流设备进行远程监控, 本文提出了一种经济实用型的解决方案。它利用站内必备的电话通道, 实现直流屏设备运行状态的远程监视、远程遥控调节操作以及设备运行历史查询和异常情况上报等功能。

关键词：变电站,监控

参考文献

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