變電站直流系統

摘要提出了一種可對無(wú)人值班變電站內直流設備進(jìn)行遠方監控的系統，它利用了站內的電話(huà)通道，可以實(shí)現：直流設備遠方監控、直流設備運行歷史查詢(xún)和設備運行異常的情況上報等功能。

電力系統中的直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成。它的作用是：正常時(shí)為變電站內的斷路器提供合閘直流電源;故障時(shí)，當廠(chǎng)、站用電中斷的情況下為繼電保護及自動(dòng)裝置、斷路器跳閘與合閘、載波通信、發(fā)電廠(chǎng)直流電動(dòng)機拖動(dòng)的廠(chǎng)用機械提供工作直流電源。它的正常與否直接影響電力系統的安全可靠運行。

過(guò)去，電力系統的各個(gè)變電站都有人值守，可以對直流設備的運行狀態(tài)進(jìn)行定期檢查，因而可以及時(shí)發(fā)現并處理其出現的異?，F象，保證變電站的安全穩定運行。目前，電力系統推廣無(wú)人值班變電站，雖然調度中心可以通過(guò)遠動(dòng)通道獲取變電站運行情況的實(shí)時(shí)信息，但是對于直流部分只能得到少量的重要信息(包括：遙信量——充電機交流電源故障，充電機故障，直流絕緣接地，直流電源電壓異常;遙測量——控母電壓)。它不能反映直流系統運行的詳細信息，特別是它不能發(fā)現系統剛剛開(kāi)始出現異常運行的情況，直到長(cháng)期的異常運行發(fā)展為故障時(shí)才上發(fā)調度，此時(shí)，事故已經(jīng)擴大。如果能在異?，F象剛出現時(shí)就及時(shí)發(fā)現并及時(shí)處理，就可以避免異常情況擴大。所以需要設備維護人員對其進(jìn)行定期檢查。此外，對直流設備運行的控制也是由維護人員進(jìn)行現場(chǎng)操作的。變電站多，維護人員少，顯然無(wú)法保證按期按量完成。在這種情況下，直流監控系統應運而生。它的主要作用就是把各變電站的直流設備信息上送到監控中心，供其查詢(xún)，同時(shí)監控中心也可以向各站發(fā)送控制命令。這樣，維護人員不但可以在監控中心對直流設備進(jìn)行遠方監控，還可以及時(shí)發(fā)現設備運行的不正常狀態(tài)，及時(shí)處理，而不等其發(fā)展演變成事故。所以，直流監控系統的建立，可以節省人力物力，提高工作效率。

1通道選擇

目前，變電站上送調度中心的各種信息，如遙測、遙信、遙控、主要設備狀態(tài)和報警信息等，都是通過(guò)遠動(dòng)通道傳輸的，這些信息對實(shí)時(shí)性的要求很高，不希望其它信息占用而使通道擁擠，影響調度的正常工作。所以直流設備的運行信息必須從另一個(gè)通道進(jìn)行遠方傳送。目前，變電站中除遠動(dòng)通道之外，還有一個(gè)電話(huà)通道，這個(gè)通道一般是作為工作人員現場(chǎng)工作時(shí)使用，以及其它輔助系統如安全報警系統必要時(shí)使用。通常此通道是處于閑置狀態(tài)，但又是必設的，所以可以用它作為直流監控系統的信息通道。

直流監控系統的數據信息量少，發(fā)送時(shí)占用通道時(shí)間短。這樣，可以在工作時(shí)撥通，占用通道，結束后掛掉，和其它系統分時(shí)地使用通道，從而保證各個(gè)系統的正常運行。

2系統構成

監控中心計算機通過(guò) modem 連入電話(huà)網(wǎng)。而監控器也通過(guò) modem 與電話(huà)網(wǎng)相連。雙方 modem 都可以相互呼叫對方，通過(guò)雙方 modem 和電話(huà)網(wǎng)建立通信鏈路，互傳信息。這樣，監控中心計算機可以通過(guò)這個(gè)通信鏈路，采取各站監控器的信息，發(fā)送控制命令，各站監控器也可把每日定時(shí)運行數據和異常情況信息上報中心。系統包括3部分：監控器是前置機系統，負責設備數據的采集、運行狀態(tài)的控制和信息的上送;監控中心是后臺機系統，是基于 PC 機上運行的，它負責對所有變電站的監控器發(fā)送命令，接收其運行數據以及對數據進(jìn)行處理和分析;兩者之間的數據通信依靠 modem 和電話(huà)網(wǎng)建立。監控中心和監控器是一對多系統。

3監控器設計

3.1監控器原理

監控器是安裝在各變電站的一套系統，它采集各直流設備的運行狀態(tài)信息，對其進(jìn)行控制，把各數據信息上送監控中心和其它監控單元。

監控器用工控機設計，其 I/O 端口作輸入和輸出使用，它可直接從直流設備上采得測量量、狀態(tài)量以及蓄電池絕緣狀態(tài)等信息，也可以對直流設備進(jìn)行控制和調節，如充電機的開(kāi)關(guān)機動(dòng)作、均充浮充改變、均浮充電壓的改變以及饋線(xiàn)的合斷等。另一方面，微機控制器通過(guò) RS232 或 modem 方式把四遙信號上送到 RTU 或調度中心，把所有直流設備的運行信息通過(guò) modem 經(jīng)電話(huà)網(wǎng)送到設備維護人員所在的監控中心。

3.2監控器軟件設計

監控器軟件由4個(gè)模塊組成：通信模塊，數據收發(fā)模塊，I/O 模塊和數據處理模塊。

通信模塊的作用是為數據的傳輸作好通信的準備，包括打開(kāi)、關(guān)閉 modem 以及自動(dòng)撥號的功能。軟件設置定時(shí)打開(kāi)和關(guān)閉 modem，這使得本系統可以和其它如報警系統分時(shí)使用電話(huà)通道。自動(dòng)撥號是在直流設備發(fā)生異常事件時(shí)，自動(dòng)撥通監控中心的 modem，向其發(fā)送相應報警信息。

數據收發(fā)模塊主要負責通信鏈路建立后的數據收發(fā)事務(wù)。發(fā)送的數據包括：各直流設備當時(shí)的運行信息;本監控器存貯的24 h內固定時(shí)間歷史數據;24 h內所有報警信息。接收的數據包括監控中心的控制和調節命令等。

I/O模塊功能包括：提供監控器的人機輸入界面，監控器對各直流設備量的采集以及對其進(jìn)行的控制。

數據處理模塊是監控器的核心模塊，它一方面把 I/O 模塊取得的數據進(jìn)行處理，根據設定的時(shí)間間隔把每日的數據存入庫中，以待數據收發(fā)模塊上送監控中心。這些數據每日更新。另一方面，它把由收發(fā)模塊接收到的調控命令進(jìn)行分析后，提供控制信息給 I/O 模塊使用。

4監控中心設計

監控中心是一臺微機，其上運行監控中心后臺軟件。

監控中心軟件主要包括4個(gè)要提出了一種可對無(wú)人值班變電站內直流設備進(jìn)行遠方監控的系統，它利用了站內的電話(huà)通道，可以實(shí)現：直流設備遠方監控、直流設備運行歷史查詢(xún)和設備運行異常的情況上報等功能。電力系統中的直流電源部分由蓄電池組、充電設備、直流屏等設備組成。它的作用是：正常時(shí)為變電站內的斷路器提供合閘直流電源;故障時(shí)，當廠(chǎng)、站部分：通信模塊，數據庫形成模塊，主控模塊以及報表打印模塊。

通信模塊的作用和監控器的通信模塊功能相同，作用為撥通變電站的監控器 modem,建立通信鏈路，向下發(fā)送控制命令信息，此外它也可以被對方叫通，接收其上傳的信息。此模塊用 Visual Basic 5.0 開(kāi)發(fā)，它僅僅根據通信的要求，撥通 modem，建立通信的鏈路即可?？伤途唧w數據則與其無(wú)關(guān)，由主控軟件部分負責處理。