牛鵬虎 崔郁林 李來(lái)晉 彭宇 倪莎 段育豐

【摘 ?要】輔助設(shè)施是維持變電站運(yùn)行環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備。針對(duì)當(dāng)前變電站輔助設(shè)施急需信息化管理的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)前的計(jì)算機(jī)開發(fā)技術(shù)，對(duì)變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先從系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求入手，構(gòu)建了包括管理員、調(diào)度員和運(yùn)維人員的不同角色;然后對(duì)系統(tǒng)整體架構(gòu)、功能模塊等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并重點(diǎn)就認(rèn)證登錄模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向、設(shè)備出庫(kù)申請(qǐng)等進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，最后給出變電站設(shè)備信息化管理的登錄界面。通過(guò)上述的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了變電設(shè)備的綜合管理，從而大大提高了變電站輔助設(shè)施綜合管理效率與質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】變電站;輔助設(shè)施;管理系統(tǒng)

引言

變電站內(nèi)主設(shè)備的正常運(yùn)行，對(duì)其運(yùn)行環(huán)境都有一定的要求，運(yùn)行環(huán)境主要依靠站內(nèi)各類輔助設(shè)施維持。所謂輔助設(shè)施，是指變電站中除了用于輸送電力的主設(shè)備之外的空調(diào)、通風(fēng)、消防、照明、門禁、報(bào)警以及各類設(shè)備的箱體、裝設(shè)空間等，這些輔助設(shè)施雖然并不參與主設(shè)備的工作，但是對(duì)于保護(hù)變電站的安全、以及為主設(shè)備保持一個(gè)理想的工作環(huán)境，都是非常重要的。因此，在變電站的工作過(guò)程中，也需要對(duì)這些輔助設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，確保他們始終正常工作。

1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)一套變電站輔助設(shè)施監(jiān)控系統(tǒng)，包括：狀態(tài)采集模塊，用于測(cè)量變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù);現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊，用于在變電站現(xiàn)場(chǎng)從數(shù)據(jù)收集模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)，將變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼信號(hào);廠站端平臺(tái)模塊，可從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊接收數(shù)字編碼信號(hào)，將數(shù)字編碼信號(hào)轉(zhuǎn)換成變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù);主站服務(wù)器模塊，可從廠站端平臺(tái)模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù);用戶終端模塊，用于在用戶所在位置從主站服務(wù)器模塊接收變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并對(duì)用戶顯示變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)數(shù)據(jù)。幾個(gè)系統(tǒng)模塊的功能獨(dú)立，同時(shí)相互聯(lián)系，共同構(gòu)成對(duì)輔助設(shè)施的監(jiān)測(cè)與控制。

2系統(tǒng)模塊

2.1狀態(tài)采集模塊

狀態(tài)采集模塊，主要是對(duì)輔助設(shè)施的運(yùn)行工況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以包括多個(gè)用于在變電站現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)測(cè)量變電站輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)的傳感器，例如用于測(cè)量通風(fēng)設(shè)備（如風(fēng)機(jī)）、照明設(shè)備、空調(diào)設(shè)備等需要使用電力的輔助設(shè)施的工作電壓和工作電流的電壓傳感器和電流傳感器、用于測(cè)量照明設(shè)備所處環(huán)境亮度的亮度傳感器、用于測(cè)量變電站內(nèi)特定位置（例如主設(shè)備的工作室內(nèi)）的溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器、用于測(cè)量消防管網(wǎng)壓力的壓力傳感器、用于測(cè)量變電站內(nèi)特定位置（例如主設(shè)備的工作室內(nèi)）的特定氣體（如六氟化硫）濃度的氣體傳感器、用于空調(diào)故障燈監(jiān)視的紅外傳感器等。這些傳感器安裝在由他們測(cè)量相關(guān)狀態(tài)參數(shù)的變電站輔助設(shè)施的內(nèi)部或近旁，以便獲取真實(shí)的在線信息。

2.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊

現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊，包括設(shè)置在變電站現(xiàn)場(chǎng)的微控制單元（Mi-crocontrollerUnit，以下簡(jiǎn)稱MCU）?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控模塊可以包括多個(gè)MCU，這些MCU都設(shè)置在變電站現(xiàn)場(chǎng)，分別安裝在上述多種輔助設(shè)施的內(nèi)部或近旁，根據(jù)實(shí)際需要而連接多個(gè)傳感器或控制器。例如，與變電站的空調(diào)設(shè)備對(duì)應(yīng)的MCU與用于測(cè)試空調(diào)設(shè)備的工作電壓的電壓傳感器、用于測(cè)試空調(diào)設(shè)備的電流的電流傳感器、以及用于監(jiān)測(cè)空調(diào)設(shè)備故障燈的紅外傳感器、用于控制空調(diào)的紅外控制器都建立電性連接。每個(gè)用于實(shí)時(shí)測(cè)量該輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)的傳感器都將自身測(cè)得的該輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)以電子信號(hào)的形式傳輸?shù)脚c該輔助設(shè)施對(duì)應(yīng)的MCU，與該輔助設(shè)施對(duì)應(yīng)的MCU將接收到的該輔助設(shè)施的狀態(tài)參數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字編碼信號(hào)，通過(guò)MCU內(nèi)的無(wú)線通信單元與廠站端平臺(tái)建立數(shù)據(jù)傳輸。

3功能模塊設(shè)計(jì)

結(jié)合上文中對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的分析，本文將變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)功能劃分為運(yùn)維人員模塊、調(diào)度運(yùn)維員模塊以及系統(tǒng)管理員模塊。

3.1調(diào)度運(yùn)維員模塊

調(diào)度運(yùn)維員模塊由運(yùn)維人員管理申請(qǐng)審核、設(shè)施庫(kù)存查詢以及個(gè)人信息管理三大功能構(gòu)成。其中，運(yùn)維人員管理申請(qǐng)審核主要是對(duì)運(yùn)維人員發(fā)起的各項(xiàng)設(shè)施管理申請(qǐng)進(jìn)行審核，并對(duì)該申請(qǐng)予以回復(fù);設(shè)施庫(kù)存查詢模塊能夠幫助調(diào)度運(yùn)維員實(shí)時(shí)了解變電站所有輔助設(shè)施的使用情況，以此為參考依據(jù)對(duì)設(shè)施的采購(gòu)、報(bào)廢、檢修等進(jìn)行管理;個(gè)人信息管理功能同樣是對(duì)賬號(hào)密碼進(jìn)行管理。

3.2系統(tǒng)管理員模塊

系統(tǒng)管理員模塊包括人員添加、人員刪除以及密碼修改三大功能。該模塊主要使用人員為系統(tǒng)管理人員，通過(guò)人員添加與人員刪除兩大功能對(duì)系統(tǒng)中的用戶信息進(jìn)行管理，將一些新入職員工添加至管理系統(tǒng)中，賦予其相應(yīng)的操作權(quán)限。

3.3運(yùn)維人員模塊

運(yùn)營(yíng)人員模塊由兩大功能構(gòu)成，分別為變電站輔助設(shè)施基本管理申請(qǐng)以及個(gè)人信息管理。其中，輔助設(shè)施基本管理申請(qǐng)主要是對(duì)變電站所有輔助實(shí)施的投運(yùn)、停運(yùn)、檢修以及報(bào)廢管理進(jìn)行申請(qǐng)，由調(diào)度運(yùn)維員進(jìn)行審核;個(gè)人信息管理功能能夠支持運(yùn)維人員對(duì)個(gè)人賬號(hào)密碼進(jìn)行修改。

4系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

4.1登錄模塊設(shè)計(jì)

登錄模塊是整個(gè)系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)的第一步，也是一個(gè)基礎(chǔ)的模塊。在本文中，用戶的登陸認(rèn)證流程設(shè)計(jì)為如圖4所示。在該認(rèn)證過(guò)程中，用戶首先輸入用戶名和密碼，以進(jìn)行認(rèn)證。在輸入后與數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶信息角色進(jìn)行比對(duì)，以此進(jìn)入到相應(yīng)的功能權(quán)限頁(yè)面訪問(wèn)。

4.2數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

在完成系統(tǒng)整體架構(gòu)及功能模塊的設(shè)計(jì)之后，還需對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)的意義極其重要，關(guān)系著系統(tǒng)各功能模塊能否正常運(yùn)行?？紤]到變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)原始數(shù)據(jù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)的量極大，本文將采取SQLserver數(shù)據(jù)庫(kù)，并以建立設(shè)備入庫(kù)、出庫(kù)、報(bào)修、作廢等5大數(shù)據(jù)庫(kù)表的方式，對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此緩解系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)問(wèn)題帶來(lái)的運(yùn)行負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度及穩(wěn)定性。

4.3設(shè)備出入庫(kù)申請(qǐng)

以設(shè)備出庫(kù)為例，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)“變電設(shè)備維修”或者是“老舊設(shè)備”維修時(shí)，此時(shí)可進(jìn)行出庫(kù)操作。在出庫(kù)中，需滿足以下幾個(gè)前提：一是出庫(kù)的數(shù)量必須小于庫(kù)存的數(shù)量;二是設(shè)備的編號(hào)、名稱和廠商必須與數(shù)據(jù)庫(kù)表中的設(shè)備值相同，才能出庫(kù)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前變電站管理工作急需一個(gè)智能化變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)提高繁雜設(shè)施的管理效率與質(zhì)量。本文本著系統(tǒng)的實(shí)用性原則，從三個(gè)不同用戶角色的角度對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行分析，并在后續(xù)的設(shè)計(jì)工作中以用戶需求為根本，將變電站輔助設(shè)施綜合管理系統(tǒng)功能劃分為運(yùn)維人員模塊、調(diào)度運(yùn)維人員模塊以及系統(tǒng)管理員模塊，通過(guò)不同的功能模塊滿足不同用戶的使用需求。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)晉城供電公司）