【摘 要】為了實現(xiàn)對變電所電氣設(shè)備遠(yuǎn)程、實時、在線的視頻和溫度監(jiān)測，設(shè)計并安裝了具有實時檢測與圖像監(jiān)控功能的系統(tǒng)。針對變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測的特點，從理論出發(fā)構(gòu)建了一種用于變電站的溫度監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括位于變電站中的構(gòu)件附近的用于對所述構(gòu)件進(jìn)行溫度監(jiān)測的溫度傳感器，調(diào)度自動化監(jiān)控系統(tǒng)，溫度監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將變電所所有溫升設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)測，集中管理，并將上傳的溫度值加以存儲和分析，通過溫度監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)的顏色變化，聲光報警來提醒調(diào)度人員注意異常情況的溫升設(shè)備。

【關(guān)鍵詞】測溫 在線監(jiān)測 電氣設(shè)備

為了保障港口電網(wǎng)的運(yùn)行安全，提高供電質(zhì)量，人們致力于變電站監(jiān)視、控制和保護(hù)系統(tǒng)的研究與開發(fā)，并輔以各種手段保障電氣設(shè)備的運(yùn)行安全。近幾十年來，電力系統(tǒng)溫度在線監(jiān)測技術(shù)在國內(nèi)外逐步發(fā)展起來，上世紀(jì)60年代始，在線監(jiān)測 技術(shù)在我國應(yīng)運(yùn)而生。80 年代初，在線監(jiān)測的研究 和試驗工作條件趨于成熟。由于其能夠?qū)\(yùn)行中的高壓電氣設(shè)備、直流屏、UPS、EPS的運(yùn)行工況進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測，并隨時監(jiān)測設(shè)備在工作狀態(tài)下的各種參數(shù)。因此，與傳統(tǒng)試驗方法相比，在線監(jiān)測技術(shù)具有及時性、靈敏性、準(zhǔn)確性的優(yōu)點。

在電力系統(tǒng)中一般情況下變壓器、直流屏等相關(guān)的設(shè)備都是因為設(shè)備的突然發(fā)熱而引起的損壞和故障，而這也與設(shè)備本身所用的材料有密切的關(guān)系。如：油浸式變壓器，它的主要材料是絕緣油、絕緣紙、絕緣板等是構(gòu)建絕緣系統(tǒng)的必備條件，是變壓器正常工作、運(yùn)行的基本前提，但是這些材料中有些材料會根據(jù)環(huán)境而變化，如：絕緣油，它會在高溫下發(fā)生物理和化學(xué)變化，從而降低絕緣系統(tǒng)的絕緣力度?；谏鲜瞿康?，筆者以在線監(jiān)測變電所溫升設(shè)備為出發(fā)點，結(jié)合溫度常用數(shù)據(jù)處理方法在這里選用PT100溫度傳感器與其他輔助設(shè)備溫度監(jiān)測裝置相結(jié)合的前端數(shù)據(jù)收集方式，將測量的溫度數(shù)據(jù)上傳至公共測控裝置，公共測控裝置通過網(wǎng)絡(luò)上傳至本所通訊管理機(jī)，通訊管理機(jī)通過104規(guī)約上傳至調(diào)度自動化系統(tǒng)，調(diào)度自動化系統(tǒng)通過溫度監(jiān)測系統(tǒng)來集中管理所有變電所溫升設(shè)備。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

變電站溫度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計主要體現(xiàn)模塊化。其整體結(jié)構(gòu)主要包括：實時采集各種設(shè)備溫度測量值前端溫度采集模塊，整合所有溫升設(shè)備溫度遙測值的公共測控裝置，與主站進(jìn)行實時數(shù)據(jù)上傳的通信管理機(jī)。收集變電所五遙數(shù)據(jù)的調(diào)度自動化系統(tǒng)，實時顯示所有溫升設(shè)備數(shù)據(jù)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

其中讀取其他測量裝置數(shù)據(jù)的溫度測量值前端溫度采集模塊主要是通過485總線讀取變電站所有溫升設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，整合所有溫升設(shè)備溫度遙測值的公共測控裝置，與主站進(jìn)行實時數(shù)據(jù)上傳的通信管理機(jī)。收集變電所五遙數(shù)據(jù)的調(diào)度自動化系統(tǒng)，實時顯示所有溫升設(shè)備數(shù)據(jù)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)。

實現(xiàn)的功能包括以下幾個方面：

（一）測量功能。監(jiān)測變電站相關(guān)設(shè)備的溫度參數(shù)

（二）采集功能。采集其他測量裝置的數(shù)據(jù)溫度，濕度等信息。

（三）分析功能。對電纜超溫、接頭超溫等現(xiàn)象及時的報警并產(chǎn)生事件，以供檢修人員及時對相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢修。

（四）傳輸功能。采用IEC61850通信規(guī)約

（五）壽命管理。通過對變電站溫升設(shè)備的監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析，為維護(hù)人員提供設(shè)備的壽命管理。

二、系統(tǒng)規(guī)劃

變電站監(jiān)測系統(tǒng)被分為三個層次：設(shè)備層、在線監(jiān)測層和調(diào)度中心層。

（一）設(shè)備層是指被監(jiān)測的電力系統(tǒng)一次設(shè)備，一般包括： 變壓器、斷路器、PT， CT， GIS， 直流屏、UPS、EPS等。

（二）在線監(jiān)測層包括所有在現(xiàn)場運(yùn)行的各類在線監(jiān)測裝置。這些裝置通常是由不同廠家按不同的監(jiān)測項目統(tǒng)一按照IEC61850通訊規(guī)約投運(yùn)的。

（三）調(diào)度中心層是指變電站監(jiān)測主站，在線監(jiān)測層的各個監(jiān)測裝置按IEC61850通信規(guī)約將設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果發(fā)送給主站。主站將各類在線監(jiān)測信息按設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的采集和管理。監(jiān)測主站包括：圖形升成工具、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、狀態(tài)監(jiān)視、異常報警、報表、等幾個功能。監(jiān)測主站引入了可視化技術(shù)，通過一次接線圖顯示設(shè)備狀態(tài)，如果設(shè)備發(fā)生故障，會通過閃爍和變色、聲音等可視化手段表達(dá)不同的異常狀態(tài)。

三、主站設(shè)計

調(diào)度自動化系統(tǒng)采用功能分為分布式的系統(tǒng)設(shè)計以及全分布的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。為了使數(shù)據(jù)完成共享，系統(tǒng)基于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)，使所有功能采用客戶/服務(wù)器（Client/Server）模式分布于網(wǎng)絡(luò)中，從而支持和管理網(wǎng)絡(luò)中各自獨立的處理節(jié)點。

調(diào)度自動化系統(tǒng)在邏輯上由客戶（Client）和服務(wù)器（Server）兩部分組成。

服務(wù)器主要是數(shù)據(jù)的處理和維護(hù)，并且客戶的請求作出響應(yīng)，傳送格式化數(shù)據(jù)信息。

客戶機(jī)主要是為用戶提供相關(guān)的界面信息。每個系統(tǒng)客戶機(jī)都沒有自己獨立的歷史數(shù)據(jù)庫，這樣就避免用戶因隨時關(guān)閉、開啟計算機(jī)而引起的數(shù)據(jù)丟失，所有有需要的數(shù)據(jù)都是來自于服務(wù)器，方便用戶隨時查詢了解歷史數(shù)據(jù)和信息查詢。

調(diào)度自動化系統(tǒng)前置機(jī)和服務(wù)器之間，服務(wù)器和客戶機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)通信和數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)完全采用基于可靠連接的網(wǎng)絡(luò)非透明通信方式（即點對點方式）。前置機(jī)接收變電站（所）RTU的數(shù)據(jù)通過點對點的方式寫入到服務(wù)器中；客戶機(jī)則是以一問一答的方式向服務(wù)器請求數(shù)據(jù)；控制命令也是由客戶機(jī)以點對點的方式傳遞給服務(wù)器，服務(wù)器再以點對點的方式傳遞給前置機(jī)。

數(shù)據(jù)服務(wù)器是調(diào)度自動系統(tǒng)的核心，從系統(tǒng)可靠性要求考慮，配置雙服務(wù)器。前置機(jī)是特殊類型的客戶機(jī)，完成系統(tǒng)和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的接口任務(wù)，配置雙前置機(jī)。。

數(shù)據(jù)采集通信機(jī)負(fù)責(zé)與所轄變電站（所）和相關(guān)主站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，該設(shè)備冗余配置，采用運(yùn)行穩(wěn)定可靠安全的高性能64位小型服務(wù)器。設(shè)備的容量和性能指標(biāo)應(yīng)能滿足集控站自動化系統(tǒng)與所轄各個變電站自動化系統(tǒng)及與各級調(diào)度主站系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和預(yù)處理的要求。

終端服務(wù)器負(fù)責(zé)管理采用串口通信的所轄變電站（所）和相關(guān)主站的通道接口，應(yīng)采用運(yùn)行穩(wěn)定的高性能設(shè)備，并具有足夠數(shù)量的串行接口（≥16口），滿足與所轄變電站（所）和相關(guān)主站進(jìn)行串口通信的需要。

實時數(shù)據(jù)庫專門用來提供高效的實時數(shù)據(jù)存取，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和電網(wǎng)分析。系統(tǒng)采用C/S體系結(jié)構(gòu)，實時數(shù)據(jù)庫管理和服務(wù)系統(tǒng)軟件只運(yùn)行在數(shù)據(jù)服務(wù)器上，實時數(shù)據(jù)庫則分布在各個節(jié)點上，實現(xiàn)分布式的實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

1.實時數(shù)據(jù)庫采用C/S結(jié)構(gòu)，由數(shù)據(jù)服務(wù)器上的服務(wù)進(jìn)程負(fù)責(zé)各個節(jié)點實時庫中數(shù)據(jù)的更新，保證各個節(jié)點實時數(shù)據(jù)的一致性；

2.面向電力系統(tǒng)設(shè)備（開關(guān)/刀閘，變壓器，母線等）設(shè)計實時數(shù)據(jù)庫，為SCADA和其它應(yīng)用功能提供完整的電力系統(tǒng)模型；

3.實時數(shù)據(jù)庫按應(yīng)用設(shè)計和實現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)對異機(jī)實時庫數(shù)據(jù)的訪問；

4.服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫中的歷史數(shù)據(jù)保證同步性和一致性，對值班數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)修改必須同步在備用的系統(tǒng)服務(wù)器上；

5.數(shù)據(jù)庫的訪問必須要有嚴(yán)格的要求，具體按照三層結(jié)構(gòu)，客戶端的進(jìn)程不能夠直接的訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器上的商用數(shù)據(jù)庫，必須依靠數(shù)據(jù)服務(wù)器上的服務(wù)進(jìn)程來實現(xiàn)訪問；

6.面向電力系統(tǒng)對象設(shè)計數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)SCADA和其它應(yīng)用功能數(shù)據(jù)庫的一體化設(shè)計；

7.基于動態(tài)SQL語句實現(xiàn)對各種歷史數(shù)據(jù)的查詢；

8.各種歷史數(shù)據(jù)報表具有易于導(dǎo)出到Excel表格的功能。

四、結(jié)論

變電站溫度監(jiān)控系統(tǒng)可實時對變電站二次測電力參數(shù)及主變、直流屏、UPS、EPS溫度等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，并通過相應(yīng)的通信信道上傳至調(diào)度主站，由調(diào)度主站進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析與存儲，并為主站操作人員提供集中的數(shù)據(jù)顯示、顏色變化及報警界面，有效地提高變電站監(jiān)測的實時性及準(zhǔn)確性，預(yù)防事故的發(fā)生，以提升其工作效率，滿足運(yùn)行需求。

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