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变电站自动化监控系统的功能及技术方案研究

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：柴长清

[导读] 摘要：变电站是现代电力系统的核心所在，变电站自动化监控系统的设计与实现能够有效提升变电站监控效率，降低故障对其运行的正常影响。

        1南瑞集团（国网电力科学研究院）有限公司 211000；
        2国电南瑞南京控制系统有限公司变电技术分公司
        摘要：变电站是现代电力系统的核心所在，变电站自动化监控系统的设计与实现能够有效提升变电站监控效率，降低故障对其运行的正常影响。本文对变电站自动化监控系统的功能以及技术方案展开了分析，仅供参考。
        关键词：变电站；自动化监控系统；功能；设计方案
        在过去，变电站受科技的限制，监控系统的技术较为落后功能比较单一。当电力系统出现故障时其报警信息的传输流程较为简单，超出系统范围将无法传输视频的信号，难以实现远距离控制。在这种情况下值班人员必须值守避免突发情况造成企业损失。传统的监控系统安全性和稳定性都较低，企业不得不在此基础上增加值守人员。计算机网络技术的出现打破了传统局面限制，电力企业应采用变电站网络监控系统，实现对变电站的实施、远程、高效监控，及时处理突发状况提高生产效率。
        1、采取变电站网络监控系统的必要性
        影响变电站生产、运行效率的原因之一是监控系统的稳定性及可靠性。在传统监控系统中，变电站难以实现对电网的远程控制，同时系统的稳定性较低，导致技术人员不能及时检测电气设备运行状态，在故障出现时难以有效排除。由于稳定性较差，监控系统经常出现误发信号和通讯中断等现象。值班人员不能及时获知电网的状态。在变电站电力系统实际运行中，系统出现通讯中断，现场一旦出现设备异常或跳闸事故，技术人员将不能及时获取事故的报文信息，造成电力系统不能安全稳定运行。随着电力企业的飞速发展，社会对电力系统的稳定性有了更高的要求。在社会大众的严格要求下，电网的生产、运行、管理、分配的高效性与稳定性都需要无人值守系统实现。该系统利用网络在线监测对电力设备的运行状态进行监视，实施获取电网的运行参数并对参数进行检测与自诊断，通过通讯网络及时将异常信息与数据传输至电力主管部门系统。变电站网络监控系统避免了终端设备出现通讯中断的现象，当发生跳闸事故，系统将及时把报文信息传输于电力主管部门系统，技术人员能及时对故障进行判断，确保系统的安全稳定运行。变电站网络监控系统实现了设备间通讯速率之间的匹配，确保网络数据储存器缓存不被逐步占据，避免进网络数据发送失败的风险。控制交换机在系统中的升温范围，避免过热保护重启引发的网络通讯中断。可以看出变电站网络监控系统不但能实现对电网的实施远程控制，还避免了设备故障引起的系统稳定性降低，因此在变电站的值守中将运用这一系统可提高管理工作的效率，降低电网安全事故带来的损失。
        2、变电站网络监控系统设计方案
        变电站网络系统由电力设备运行监控系统、网络信息传输系统、管理中心软件系统及远程监控系统构成。通过对路由器、交换机及多个监控设备的连接，将监控图像由交换机和路由器上传至远程监控系统。为了保证远程监控的有效性，监控系统可支持手机端登录，以保证监控工作能打破地点限制。通过SNMP 协议对网络监控管理终端进行管理，电力设备通讯异常、过热及中断工作依靠系统监控数据的自诊断实现。异常数据将直接传输至电力主管部门系统或手机端。
        3、变电站网络监控系统的构成
        3.1电力设备运行监控系统
        变电站电网的稳定性是电力系统管理中至关重要的环节，技术人员必须对运输、配送环节进行有效监控。电网中涉及多种变压设备、电力设备，设备的运行出现故障电网运行将被中断。电力设备运行监控系统对变压器、线路等电力设备进行监控。其功能在于：（1）在线监测电力设备，系统在实际运行中及时采集设备运行参数，并对参数进行针管与判定，及时响应异常数据；（2）对设备现场环境进行监测，通过监测数据安装人员可在当下环境中确定相关设施的安装，例如在变电站主控室和高低压室中应安装数字化摄像机。

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        3.2 信息传输系统
        在变电站系统的日常运作过程中，由于会涉及到大量的数据信息资源，任何一项信息在传输过程中如果出现泄露或者是传输不佳等问题，都会不同程度导致该系统在运行过程中的安全性和稳定性受到威胁。同时变电站系统在过去的运行过程中，通常情况下都是依靠人力资源来实现管理，但是由于工作人员在日常工作过程中，很容易就会出现各种不同的失误现象。所以在针对这些种种因素进行结合分析之后，将信息技术科学合理的引入其中，实现对变电站网络监控系统科学合理的构建和利用。变电站监控系统在日常运作过程中，信息检测一直以来都是其中非常重要的一部分。信息检测工作在具体开展过程中，其主要是指在实践中通过信息系统在其中科学合理的利用，实现对信息指令的下达、控制以及落实。除此之外，相关工作人员在日常工作过程中，要学会如何利用网络数据信息来实现对设备内部信息的传递、利用获取。
        3.3管理中心软件系统
        随着社会的进步，我国的社会生产力逐渐上升，而这离不开电力的支持。为了维持社会生产和居民生活，变电站在运行中电网将形成大量的数据，管理中心需要实时处理这些数据信息。为此变电站需要庞大管理中心软件系统支持电网的运作，且该系统不但要满足当下的电网要求，随着社会的不断发展，系统还需对今后更为庞大、复杂的电网数据进行计算、处理，这一工作具有一定的难度。在变电站网络系统中，管理中心软件系统的使用较为广泛。管理中心软件系统在变电站中起到大脑的作用，它能通过信息传输系统实时获取电网中所有电力设施的运行数据，并及时进行分析。管理中心软件系统的强大之处在于其运算、分析工作的高效性与全面性，通过对数据的快速计算处理进行运行信息的准确判断，确保所下达指令的正确。管理中心软件系统为变电站的运行保驾护航，实现实时监测、处理、传送的功能，提高了变电站管理的效率，实现变电站的智能化。
        3.4远程监控系统
        远程监控系统实现了工作人员对变电站的远距离监控，借助远程监控系统变电站可进一步减少值班人员，在降低人力成本的同时，提高了监控效率，可以说远程监控系统是变电站网络系统的直接表现。远程监控系统需要将监控、防盜、远距离控制、自动报警和消防等系统结合在一起，从而将监控的图像远距离传输至终端。为了进一步提高变电站的安全性能，在做到监控的同时还需进一步加强报警、消防。当突发状况发生时，若工作人员未能及时发现监控信息时，系统的自动报警消防功能将采取紧急措施，降低变电站损失。远程监控系统通过功能可划分为前端的信号采集处理子系统、信号传输子系统以及远程监控子系统。前端信号采集处理子系统由报警信息采集装置、音频信息采集装置等构成。将这些装置的设置于变电站内部，可实现对变电站监控信息的实时的检测及报警等等。这些子系统的功能在于实时采集电气量，电气量是指在电力系统中的各种参数，比如电压值，电流值、频率、阻抗等等。对运行设备的电气量进行监测，当有异常数据时可对电网系统进行遥控，即闭锁功能。远程监控系统可支持PC 端和手机端，PC 端的监控通过监控中心PC 机与线路配置连接实现，手机通过底层接口获取网络通讯，借助业务逻辑层登录APP 处理信息。
        4、结语
        总而言之，变电站为社会生产提供能源支持，其运行的稳定性至关重要。变电站网络监控系统打破传统监控系统的限制，实现了对变电站的远程监视、防盗、消防、远程控制和报警等功能。该系统实现了无人值守，提高了监控效率降低了监控成本。
        参考文献：
        [1]李默.变电站自动化监控系统通信故障与处理措施[J].数字通信世界，2018，No.161（05）：252+277.
        [2]沈凯.某企业变电站自动化监控系统研究[J].科教文汇，2018（2）：184-185.
        [3]李云鹏.天津西站枢纽35kV变电站综合自动化监控系统的研究[D].2019.