变电站自动化监控系统技术方案研究

黄国强

摘要：变电站自动化监控系统是电力调度自动系统中的组成部分之一，全面监视、监测、控制厂站发电设备，是集通信技术、控制技术和计算机技术为一体的综合自动化系统，并随时将运行情况，以遥信的信息方式送往调度中心，并同时接收调度中心的调度管理信息。因此，计算机监控系统的开发、研制和生产已受到各国电力公司的高度重视，不仅在计算机软硬件上得到更新换代，而且在监控功能方面进行扩展。本文就变电站自动化监控系统的功能及技术方案进行探讨。

关键词：变电站自动化监控系统功能技术方案

0引言

变电站自动化系统功能很多，在选择时，除了必须保证所选系统功能满足变电站的需要之外，而且要求技术有一定的先进性，防止由于功能欠缺影响系统以后的安全运行或很快过时。总的来说，变电站自动化监控系统应具备如下功能：①站内监控功能，②控制和调节功能，③电压无功控制，④对时系统，⑤故障录波，⑥小电流接地选线，⑦五防闭锁，⑧继电保护，⑨消防、保卫。

1变电站计算机监控系统技术方案

变电站自动化监控系统应采用分层分布式结构，由站控层和间隔层组成，其抗干扰能力、可靠性和稳定性要满足现场实时运行的要求，满足各调度端对实时数据的要求，且应具有较好的可扩充性。系统具有遥测、遥信、遥调、遥控、SOE功能，实时信息能以不同规约，通过专线通道或网络通道向有关调度中心传送，并接收指定调度中心的控制指令。由于各厂家的系统不尽相同，其建议的技术方案也不同，实施后的效果也有很大差别，有些则达不到设计要求，所以如何按照电网实时调度的要求，搞好技术方案的设计，并使数据得到快速、有效、合理的处理，这些都是系统设计和实施过程中需要解决的问题，下面谈谈变电站自动化监控系统的几种可行方案。

1.1方案1：此方案的主要特点是：①I／O测控单元支持网络功能，直接接入站控层的以太网上，实现采集数据直接上网，减少了中间转换环节，数据传输比较快，但要求数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库；②与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式有两种，一是通过专线利用串口实现数据传输，采用规约主要有DL／T634-1997，IEC870-5-101，μ4F，CDT，CDCTvpe II，SC1801等，二是通过路由器上网实现网络数据传输，底层采用TCP／IP，规约主要有DL476—92，IEC60870—6 TASE2，IEC870-5—104等。

1.2方案2：此种方案的特点是：①I／O测控单元通过现场总线链接，采集的数据通过数据处理单元接入站控层的以太网上，系统增加了一个中间数据处理环节，处理后的数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库，此方案主要解决I／O测控单元不能直接上以太网的问题：另外，随着技术的发展，现场总线要逐步向以太网过渡：②各I／O测控单元与数据处理单元通过现场总线组成的网络传输实时数据；③与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式与方案1相同。

1.3方案3此种方案的特点是①I／O测控单元采集的数据通过数据处理单元接八站控层的以太网上，系统增加了一个中间数据处理环节，处理后的数据同时向站控主机和远动通信工作站传送，远动通信工作站独立构建向有关调度中心传送的数据库，此方案主要解决I／O测控单元不能直接上以太网的问题；②各I／O测控单元与数据处理单元通过串行总线传输实时数据：⑨与有关调度中心的数据通信采用专门的远动通信工作站完成，其实现方式与方案1相同。

2某变电站自动化监控系统的实例分析

2.1系统组成按功能共分三个子系统：前端信号采集处理子系统、信号传输子系统、远程监控子系统，其中前端机房信号采集处理子系统主要包括：变电站的音、视频信号采集／处理设备、数字报警信息采集设备、数字／模拟环境变量采集设备等。

信号传输子系统主要包括传输控制设备、驱动设备、通讯接口等。远程监控子系统包括：远程监控软件系统、控制设备等。

2.2系统实现各监控点可根据所需功能、所处位置等具体情况，选择不同类型的监控产品。如：4路网络视频服务器、单路网络视频服务器、网络一体球，这几款产品均可在综合管理平台软件同时运行。如配置网络视频服务器可选用单路或四路网络视频服务器，放置在需要监控的各个地方，如控制机房、调度室、高压变电机房等。前端采集设备可搭配定点摄像机、智能高速球、匀速球云台，通过一小段同轴线缆与网络视频服务器相连，再接入局域网交换机。也可选择在各监控点安装一台网络一体球。网络一体球外型美观，内置了220倍480线一体化彩色摄像机，同时网络一体球内置解码器，并且可实现预置位功能。可以通过监控中心的中央监控软件系统，控制与摄像机相连的云台左右旋转、上下俯仰，可使摄像机做水平355度，垂直90度旋转，可将画面任意放大缩小，在监控范围内的活动情况都可清晰地传到监控网络中。网络一体球与网络视频服务器一样通过RJ45接口，接入网络。

该网络视频服务器、网络一体球采用MPEG4压缩方式，传输图像清晰、占用系统资源及网络带宽小。均可外置拾音头，实现音频信号的输入，再由网络视频服务器、网络一体球进行同步压缩、传输。另外，通过音频输出功能，可实现监控中心的语音反向传送。

在监控中心根据需要监控的路数配置多台监控PC机，安装远程综合控制软件，作为监控中心主控计算机，对下属若干的无人值守变电站进行监控、记录。领导或负责人在各自的办公室，通过接八内部局域网的计算机即可使用专用分控端软件或IE浏览器对任一前端机房的现场情况进行监控。

2.3系统特点安装方便：充分利用电力行业发达的网络环境，直接将视频服务器接入网络即可，不影响原来网络结构，易于日后系统扩展。监控前端可以灵活选用任何视频采集设备，经视频服务器压缩成数字信号后在网络中传输。同时它丰富的接口可以提供各种报警器材、温湿度探测、红外感应等设备接入功能。充分满足电力行业对环境各种指标的监测要求。它体积小，便于安装，采用嵌入式操作系统，无需人员管理，适于多种恶劣环境应用。

优势显著：电力行业系统复杂，需要监控的点数量比较多，位置比较分散，而又要实现统一的管理。如果按照传统的方式，则每一个监控点都需要专业人员，管理成本比较高，而不计其数的工程布线更是让人望而却步。该网络视频监控系统，成功解决了分散监控，集中管理的难题。通过网络将所有的监控点连成一个系统，在监控中心通过若干台监控主机实现统一管理。

3结束语

随着计算机技术、网络通讯技术以及电力系统保护及自控技术的发展，变电站的自动化运行水平不断提高，大大减少了人为操作事故，使变电站的无人值守逐步变成了可能，并已成为电业系统的发展趋势。目前已实现了将生产现场的设备运行数据、状态传送到远方的调度中心，同时调度中心也可对远程的现场设备进行控制和调节，这就是常称的遥测、遥信、遥控和遥调。随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的迅猛发展，对于图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术已相当成熟，将这一成熟的技术引入电力调度自动化系统，在四遥基础上增加第五遥一遥视，并且实现防盗、防火及出入口管理，将实现真正意义上的“无人值守”。