周奇鴻，楊 超，郭一兵

（國網(wǎng)浙江安吉縣供電公司，浙江 安吉 313300）

隨著科技的不斷進(jìn)步和社會(huì)的不斷發(fā)展，電力設(shè)備自動(dòng)化控制和無人值守已成為必然的趨勢(shì).此時(shí)，對(duì)無人現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面、完美地監(jiān)測(cè)尤為重要.特別是近兩年智能電網(wǎng)概念的提出，對(duì)于在線狀態(tài)檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)有了更高的要求.

而隨著變電站的現(xiàn)代化和自動(dòng)化技術(shù)水平的提高，那些新型的電力設(shè)備例如閥控式免維護(hù)鉛酸蓄電池和新型繼保裝置等對(duì)環(huán)境溫度都提出了更高的要求.與此同時(shí)，高低壓開關(guān)柜內(nèi)電子元器件易受到潮氣的侵蝕.特別是在梅雨季節(jié)，潮氣侵入使柜內(nèi)的設(shè)備如變頻器、母線、斷路器、電流互感器、電壓互感器、絕緣子、電纜終端等設(shè)備會(huì)逐漸地銹蝕，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起設(shè)備絕緣擊穿、相間短路、設(shè)備誤動(dòng)和拒動(dòng)等現(xiàn)象.

鑒于上述情況，我們開展了基于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫的變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)平臺(tái)這個(gè)項(xiàng)目，如此便能進(jìn)行變電站的溫濕度在線監(jiān)測(cè)，保證電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行.

1 設(shè)計(jì)思路

在變電所開關(guān)室、主控室、電容器室布置若干個(gè)溫濕度監(jiān)測(cè)終端；將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)終端監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換接口布線采集至變電所遠(yuǎn)動(dòng)交換機(jī)，而后將各監(jiān)測(cè)點(diǎn)溫濕度數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)方系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行處理［1］.

系統(tǒng)構(gòu)架圖如圖1所示.系統(tǒng)分為三層：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)（包含各種智能設(shè)備）、監(jiān)控中心、監(jiān)控客戶端，為了增強(qiáng)系統(tǒng)的報(bào)警功能，用戶可根據(jù)需要選擇配置電腦顯示報(bào)警、多媒體語音報(bào)警、遠(yuǎn)程電話撥號(hào)報(bào)警、手機(jī)短信報(bào)警功能.

數(shù)據(jù)服務(wù)器通過實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫接口機(jī)將數(shù)據(jù)接入實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺(tái)，利用實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺(tái)相應(yīng)功能，制作監(jiān)控畫面，并設(shè)置相應(yīng)參數(shù)越限告警.需要監(jiān)控變電所現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)的用戶計(jì)算機(jī)，可通過實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用終端軟件，調(diào)用相應(yīng)監(jiān)控畫面，以實(shí)時(shí)查閱并監(jiān)控變電所相應(yīng)環(huán)境參數(shù)［2］.

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)由數(shù)據(jù)采集器、各種檢測(cè)器、傳感器、智能模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)處理模塊、多設(shè)備驅(qū)動(dòng)卡等組成.現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)負(fù)責(zé)機(jī)房環(huán)境及機(jī)房設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、分析、處理、顯示及報(bào)警.同時(shí)將采集處理后的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給監(jiān)控中心.

監(jiān)控中心：監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)聯(lián)網(wǎng)機(jī)房的集中監(jiān)控，接收機(jī)房內(nèi)各種動(dòng)力設(shè)備與環(huán)境設(shè)備的各種狀態(tài)信息、報(bào)警信息，并將管理人員的控制命令發(fā)送到各機(jī)房，用戶只需登錄NEMS系統(tǒng)就完成對(duì)整個(gè)機(jī)房資源的管理.用戶可根據(jù)需要選擇配置電腦顯示報(bào)警、多媒體語音報(bào)警、遠(yuǎn)程電話撥號(hào)報(bào)警、手機(jī)短信報(bào)警等報(bào)警功能［3］.

監(jiān)控客戶端：監(jiān)控客戶端安裝在管理人員電腦上，管理人員可以通過查看監(jiān)控畫面，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)房的集中監(jiān)控.

數(shù)據(jù)匯集器：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、集成功能，設(shè)定相應(yīng)IP地址后通過交換機(jī)與遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)服務(wù)器相連，同時(shí)也可采集遙信量.

在監(jiān)控主站服務(wù)器中安裝監(jiān)控軟件和各開閉所系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行連接：監(jiān)控軟件通過手機(jī)短消息模式進(jìn)行連接，監(jiān)控軟件可預(yù)設(shè)各主機(jī)數(shù)據(jù)上傳頻率.如：正常情況下每天定時(shí)數(shù)據(jù)上傳，異常情況（即報(bào)警超標(biāo)）下實(shí)時(shí)上傳，即只要數(shù)據(jù)有變化就上傳，直至恢復(fù)正常情況，這樣既保證現(xiàn)場(chǎng)情況上傳的實(shí)時(shí)性，也有助于后臺(tái)操作人員了解現(xiàn)場(chǎng)情況，作出相應(yīng)的措施，又可節(jié)約運(yùn)行成本.

系統(tǒng)主機(jī)：主機(jī)安裝在主控室的門口，以便一進(jìn)入開閉所后能及時(shí)了解各設(shè)備運(yùn)行情況，特別是SF6開關(guān)室狀態(tài).主機(jī)負(fù)責(zé)采集所有變送器采集到的數(shù)據(jù)，并根據(jù)設(shè)置條件對(duì)各個(gè)空間的風(fēng)機(jī)進(jìn)行控制.對(duì)所有的事件能進(jìn)行自動(dòng)記錄并可查詢.主機(jī)還可根據(jù)實(shí)際需要選擇要上傳的信號(hào)或數(shù)據(jù)，例如：煙感、火災(zāi)報(bào)警、電子圍欄等.

溫濕度采集器：采用高精度的溫濕度傳感器，通過RS485數(shù)據(jù)線，可實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)溫濕度數(shù)據(jù)，溫濕度采集器可安裝在墻上.

圖 理 溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)架圖

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)主要包括傳感器組、環(huán)境變量（微機(jī)）控制器、通信接口、人機(jī)界面和GPRS通信模塊5部分組成.

（1）傳感器組.傳感器組由多個(gè)傳感器組成，分別測(cè)量不同地點(diǎn)、不同位置的多個(gè)環(huán)境變量，為后臺(tái)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源.主要包括：室外溫濕度、室內(nèi)不同地點(diǎn)的溫濕度、出風(fēng)口溫濕度等［4］.

（2）環(huán)境變量（微機(jī)）控制器.接收傳感器采集的環(huán)境變量，并對(duì)其進(jìn)行必要的處理和輸出控制，同時(shí)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到系統(tǒng)主站［5］.

（3）通信單元.提供多種通信借口，滿足控制器的內(nèi)外通信.

（4）人機(jī)界面.為工作人員在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作提供友好的交互界面.

（5）GPRS通信模塊.為工作人員提供遠(yuǎn)程通信.

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

（1）基于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫的變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、數(shù)據(jù)上傳及實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫軟件制作應(yīng)用測(cè)試等過程，實(shí)現(xiàn)2座35k V變電所主控室、開關(guān)室、繼保室、電容器室的溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).

（2）將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接入實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺(tái)，完成相應(yīng)監(jiān)控畫面的制作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)越限告警功能.

（3）圖形顯示式.可監(jiān)測(cè)到現(xiàn)場(chǎng)溫濕度連續(xù)變化的情況，以曲線圖的形式表現(xiàn)，也可以監(jiān)測(cè)到溫濕度離散變化的情況，以柱狀圖的形式表現(xiàn).

（4）實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理.能實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢（根據(jù)設(shè)定的時(shí)間段、控制器地址、傳感器編號(hào)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的查詢），并根據(jù)查詢結(jié)果及樣式打印報(bào)表（報(bào)表可定制）［6］.

4 系統(tǒng)應(yīng)用

4.1 完成項(xiàng)目

（1）基于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫的變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)項(xiàng)目，結(jié)合安吉縣供電局35 k V靈芝變、35 k V杭垓變檢修實(shí)施硬件安裝.經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試、數(shù)據(jù)上傳及實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫軟件制作應(yīng)用測(cè)試等過程，完成了項(xiàng)目的預(yù)期目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)2座35 k V變電所主控室、開關(guān)室、繼保室、電容器室的溫濕度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè).（2）將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)接入實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫應(yīng)用平臺(tái)，完成相應(yīng)監(jiān)控畫面的制作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的參數(shù)越限告警功能.

4.2 應(yīng)用效果

基于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫的變電所環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在35 k V靈芝變、35 k V杭垓變應(yīng)用以來，有效解決實(shí)時(shí)在線測(cè)變電站重要設(shè)備溫濕度的問題.通過對(duì)變電站開關(guān)室和主控室各種環(huán)境變量的有效監(jiān)測(cè)，使得相關(guān)人員能夠?qū)崟r(shí)得到重要設(shè)備區(qū)溫濕度數(shù)據(jù)，并有效分析其環(huán)境狀態(tài)，可著力將電力設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境調(diào)整到最佳狀態(tài)，顯著提高變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行可靠性.

4.3 系統(tǒng)特點(diǎn)

系統(tǒng)特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：（1）系統(tǒng)采用分布集中監(jiān)測(cè)方式，適合多層多級(jí)部門建立分布集中管理模式；（2）強(qiáng)大的報(bào)警處理功能，可區(qū)分多級(jí)的報(bào)警級(jí)別，報(bào)警事件發(fā)生時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)按事件級(jí)別排隊(duì)報(bào)警、顯示、處理，并將畫面切至報(bào)警畫面；（3）系統(tǒng)具有電子地圖、中文界面、遙測(cè)遙信、操作權(quán)限嚴(yán)格、徹底實(shí)現(xiàn)無人值守等功能特點(diǎn)；（4）界面令檢修與操作人員一目了然，參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，場(chǎng)地布局，設(shè)備位置直接顯示在屏幕上，鼠標(biāo)控制，操作簡(jiǎn)單；（5）設(shè)備數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，及時(shí)反饋?zhàn)钚颅h(huán)境信息.

5 結(jié)語

隨著科技的飛速發(fā)展與普及，電力的高性能設(shè)備越來越多，我們對(duì)溫濕度的要求也越來越高.于是基于實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫的變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用就有了巨大的現(xiàn)實(shí)意義.本系統(tǒng)的功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站溫濕度的全面、實(shí)時(shí)、自動(dòng)的監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，采取有效的防護(hù)措施，減少不利于電力安全的事故發(fā)生.

［1］陳昌紅，吳芳齡，玲玲，嚴(yán)文強(qiáng).數(shù)字式智能化配電房管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用［A］.中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)低壓電器專業(yè)委員會(huì)第十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集［C］.2010.

［2］史興華.供電企業(yè)實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫實(shí)時(shí)／歷史數(shù)據(jù)庫典型應(yīng)用案例［M］.北京：中國電力出版社，2009：49－62.

［3］彭立，張建洲，王少華.自適應(yīng)溫度控制系統(tǒng)的研制［J］.東北師大學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1994（1）：3.

［4］謝晨浩.環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備濕度測(cè)量不確定度的分析［J］.電子質(zhì)量，2003（12）：3－5.

［5］王小飛，袁濤，張鐵冰.鉑電阻測(cè)溫儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，2005（9）：2.

［6］張媛媛，何怡剛，徐雪松.基于C8051F020的溫濕度控制箱設(shè)計(jì)［J］.國外電子元器件，2004（10）：3.