石 浩 ，孫文華 ，張 劍

(1.常州供電公司，江蘇常州213000；2.江蘇省電力公司電力科學研究院，江蘇南京211103)

隨著綜合自動化變電站改造工作步伐的不斷推進，變電站供區(qū)范圍越來越大，覆蓋用戶越來越廣，為保護電力生產的安全和避免國家財產的損失，防火救災逐漸成為電力生產中重要的課題。同時隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展，變電所逐漸技術升級，部分變電所開始實行無人值班模式[1-5]。傳統(tǒng)的有人值班變電所安裝了消防自動報警系統(tǒng)，可以起到火災預警作用。變電所實行無人值班后，這些消防系統(tǒng)失去了功用。因此，對于無人值班的變電所需要探索建立新的消防模式。文中提出的地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)，基于電力局域網(wǎng)，實現(xiàn)了變電所消防集中監(jiān)控。并進一步的提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術，通過對外界的感知，構建傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡，將火災報警接入智能變電站的輔助決策系統(tǒng)的方案。

1系統(tǒng)整體結構

地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)系統(tǒng)整體結構如圖1所示，整個消防集中監(jiān)控管理系統(tǒng)由監(jiān)控計算機、以太網(wǎng)、監(jiān)控終端、火災報警控制器組成?；馂膱缶刂破髦鳈C通過監(jiān)控終端串口轉以太網(wǎng)設備接入局域網(wǎng)，每個監(jiān)控終端串口轉以太網(wǎng)設備需要設定一個固定的IP地址，監(jiān)控中心的監(jiān)控計算機通過局域網(wǎng)與監(jiān)控終端進行網(wǎng)絡通信，從而得到火災報警控制器主機的各類數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡通信采用TCP/IP協(xié)議，監(jiān)控計算機與每個監(jiān)控終端建立TCP連接，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。以太網(wǎng)可以利用目前的局域網(wǎng)，只需將各變電所內的監(jiān)控終端就近接入局域網(wǎng)接入端口，施工方便，投資省，便于擴充。

2系統(tǒng)各組成部分的功能

2.1監(jiān)控終端

監(jiān)控終端接收火災自動報警裝置發(fā)出的火警告警信息并將其發(fā)送至監(jiān)控中心。監(jiān)控終端能接受來自監(jiān)控中心的命令，對自身的狀態(tài)進行調整。監(jiān)控終端的通信口通過光電隔離后與火災自動報警裝置相連，能夠實現(xiàn)各種火災報警控制器協(xié)議的分析，通信協(xié)議符合公安部《火災自動報警系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡通信協(xié)議》。

1臺監(jiān)控終端有6個通用通信口，3個可用于與3臺不同型號的火災自動報警裝置連接，2個可用于與監(jiān)控中心通信，1個用于備用兼調試。

監(jiān)控終端還具有如下功能：對時功能，通過接收火災報警信息中心的對時命令，使終端時間與監(jiān)控中心時間一致；手動報警功能，能將告警信息記錄在本機內，確保在掉電情況下不丟失記錄信息；主備電源自動切換功能；自檢功能；聲、光提醒功能，提示監(jiān)控終端的工作狀態(tài)，使變電所運維人員在巡視過程中對設備工作狀態(tài)一目了然，及時發(fā)現(xiàn)設備或系統(tǒng)的異常情況[6]。

2.2監(jiān)控管理系統(tǒng)

監(jiān)控管理系統(tǒng)用于對火災報警控制器進行集中監(jiān)控。監(jiān)控中心計算機與火災報警控制器之間的通信采用主動上報和定時輪詢的方式，當火災報警控制器監(jiān)測到告警信息時，主動發(fā)送到監(jiān)控中心；平時，監(jiān)控中心按照設置的時間間隔輪詢各個火災報警控制器。為了火災報警控制器的安全運行，監(jiān)控中心目前只是實時采集各火災報警控制器的運行情況，而不對火災報警控制器進行控制。如果設備不頻繁告警，每天的通信次數(shù)較少，每次通信的數(shù)據(jù)量較少，小于1k字節(jié)，所以局域網(wǎng)的通信負擔較小。

（1）報警功能。監(jiān)控計算機收到報警信息后，通過聲光告警提示監(jiān)控人員，并對報警點進行定位，在變電所地理位置圖、樓層圖形以及探測器布局圖中顯示具體的報警對象。監(jiān)控人員根據(jù)不同類型的告警信息進行相應的處理。根據(jù)預先設定的告警信息類別，對火災報警、設備故障報警、網(wǎng)絡中斷等發(fā)出不同的告警音響；根據(jù)預先設定的告警信息的優(yōu)先級別，先提示優(yōu)先級較高的信息，例如對于火災報警，優(yōu)先級為最高的緊急告警；報警信息提供多種提示的手段，包括信息提示窗、自動彈出相關的樓層圖形和文字信息、聲音、語音提示等；根據(jù)需要，可以通過發(fā)送手機短信方式自動向相關管理人員通告。

（2）安全管理功能。該系統(tǒng)的功能包括操作人員的權限管理和系統(tǒng)的防病毒能力。操作員的權限管理是指系統(tǒng)對操作人員設置登錄密碼和權限，共分三級，第一級為一般查詢，第二級為操作員，能對系統(tǒng)進行操作，但不能修改系統(tǒng)，第三級為系統(tǒng)管理員，可以對系統(tǒng)修改、擴充。系統(tǒng)對操作員的操作過程都記錄在數(shù)據(jù)庫中，以備日后查詢和分析。系統(tǒng)的防病毒能力主要是采用防病毒軟件，并進行定期的病毒數(shù)據(jù)的升級。

（3）系統(tǒng)自身運行狀況監(jiān)控功能。系統(tǒng)自身運行狀況監(jiān)控功能包括：對監(jiān)控終端工作狀態(tài)的監(jiān)測；對通信線路工作狀態(tài)的監(jiān)測；對計算機工作狀態(tài)的監(jiān)測。

（4）數(shù)據(jù)庫管理功能。采用標準的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為數(shù)據(jù)庫平臺，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用于存儲該系統(tǒng)運行的實時數(shù)據(jù)、歷史記錄數(shù)據(jù)、分析結果數(shù)據(jù)、運行日志、監(jiān)控人員的操作日志以及設備資料數(shù)據(jù)等。并能根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫，具有在線查詢、修改、處理、打印等功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)除了向該系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫服務之外，還向外界提供標準的數(shù)據(jù)庫查詢接口，便于信息共享。

2.3系統(tǒng)的性能指標

（1）從火災報警主機發(fā)出火警信號到監(jiān)控中心得到火警信息的時間小于15 s。

（2）監(jiān)控中心內部計算機設備的時差不大于2 s，監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的時差不大于10 s。

（3）系統(tǒng)可接入的監(jiān)控終端數(shù)量不少于1 000個，并可擴充。

（4）每個終端的告警點數(shù)量不少于65 000個。

3消防集中監(jiān)控管理系統(tǒng)運行維護

該系統(tǒng)的日常運行維護主要由變電所運維人員、調度監(jiān)控人員以及維保單位三方共同承擔。變電所運維人員將監(jiān)控終端以及站端探測器的運行狀況作為日常的巡視內容之一，一旦發(fā)生故障，立即聯(lián)系維修，確保站端設備的運行正常。調度監(jiān)控人員負責整個監(jiān)控管理系統(tǒng)的監(jiān)控，對系統(tǒng)發(fā)出的告警信息進行及時處理，包括火警信息、網(wǎng)絡中斷信息、監(jiān)控終端異常信息等。維保單位每月一次對系統(tǒng)告警信息進行分析整理，對運維和監(jiān)控人員的故障請求快速響應。該系統(tǒng)在常州地區(qū)投入運行以來，從根本上促進了地區(qū)變電所的消防設備管理，并對多起火警及時進行了預警，為將火災消滅在初期贏得了時間，避免了重大火災的發(fā)生。

4智能變電站的接入方案

隨著智能變電站技術的發(fā)展，將火災報警系統(tǒng)接入智能變電站監(jiān)控后臺，實現(xiàn)與變電站電網(wǎng)運行信息的融合是發(fā)展的趨勢，火災報警可利用物聯(lián)網(wǎng)技術，通過對外界的感知，構建傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡。在傳感網(wǎng)測控平臺基礎上建立智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災報警、主變消防，全面實現(xiàn)變電站智能運行管理，具備“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗證”功能。

智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)主要由以下部分組成，如圖2所示。系統(tǒng)主要完成以下功能：與集控站控制主機完成自動數(shù)據(jù)交換，接受集控站的命令，完善與變電站綜合自動化設備的IEC 61850協(xié)議通道；在線監(jiān)測輸變電設備的運行溫度，如主變套管、穿墻套管等接頭的運行溫度，為狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支撐。

傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點。傳感器節(jié)點包含了溫濕度傳感節(jié)點、煙霧傳感節(jié)點、水浸傳感節(jié)點等設備。各傳感節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)經(jīng)匯聚節(jié)點匯聚后上傳至主機。

5結束語

地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)超越了傳統(tǒng)的火災自動報警系統(tǒng)的概念，用網(wǎng)絡管理使分散多處的單獨火災自動報警設備采用計算機技術和現(xiàn)代網(wǎng)絡通信技術有機地融為一體，進行遠程監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)火災險情，對火災自動報警系統(tǒng)進行更科學的管理，使之達到一個新的應用水平。該系統(tǒng)在常州供電公司已經(jīng)全面建成，現(xiàn)在所轄地區(qū)所有變電所納入該系統(tǒng)監(jiān)控范圍，

在安全生產中發(fā)揮著重要作用。隨著城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的建成，未來將考慮該系統(tǒng)與城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的連接，達成與城市消防接出警中心、城市應急指揮中心更加高效的聯(lián)動。

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