35kV变电站后台操作系统和“五防”系统的主机与操控显示设备在强电磁场情况下相隔7m以上的解决方案

摘 要:本项目中微机综合自动化系统硬件改造、软件升级和系统备份，是根据广电总局对安全供电可靠性的要求，针对系统运行时经常出现电脑频繁死机、网络掉线、设备数据采集故障及操作指令无法传达的故障，对原有的自动化系统的两台8端口串口服务器、办公电脑等进行改造，采用了许继电气公司最新的1台16端口网络管理机代替原来的两台串口服务器，采用研华工控机代替了办公级电脑，并将管理软件进行了升级。由于硬件的升级，增加了系统网络的调试难度，技术人员重新对控制设备与控制电脑之间进行了通讯设备，对数据采集进行校验，确保了监控系统的及时有效。贯彻安全播出备份系统的理念，利用换下的办公电脑进行了后台操作系统的备份，建立了数据库，确保当主用在线系统出现问题时，可将备份系统接入使用。

该项目中五防电脑和后台操作电脑的规范安装，是按照利用现有空间、提高供配电操作要求、设备规范、科学实用、安全可靠，满足广播电视供配电高可靠性要求的原则进行改造。由于五防和微机综合自动化系统操作平台处于35kV变电站内，周围还有639kHz、1116kHz、747kHz 3套100kW中波以及7225kHz一套50kW短波，有非常强的电磁场和无线电信号干扰；而且主机需要改到7米外的设备柜内，信号衰减严重。由此将产生操作延误，操作跳动，不能操作的情况，甚至误操作。为克服这些情况，并使设备更规范，操作更加准确便捷，故采用超强屏蔽抗干扰的VGA数据延长连接线和带编织铜网以及铝铂双屏蔽层抗干扰无损耗USB信号放大器数据线，外加主机接地的方式。

主要技术创新点:

（1）采用16口网络管理机代替8口串口服务器；

（2）安装许继电气公司最新的CBZ-8000系统；

（3）采用高纯度无氧铜导体，标准VGA接头，线径做了加粗处理线身带双磁环，超强屏蔽抗干扰，经久耐用，最高可达1920×1080超高分辨率，保证显示效果；

（4）带编织铜网以及铝铂双屏蔽层抗干扰无损耗usb信号放大器数据线，安全可靠稳定，保证操作反应时间精准；

（5）在采用特殊双屏蔽线也无法达到满意效果的情况下，创新使用主机外壳接地的方法，显示和操作精度更高。

1　项目背景

本项目属于设备网络管理系统的技术维护及改造。

五二○台35kV变电站五防和微机综合自动化系统是五二○台35kV变电站系统重要组成部分，微机监控系统具备与当地电业局控制中心进行实时数据通信的功能。另外，监控系统功能还包括:实时数据采集与处理；控制操作（对断路器作分闸/合闸控制，并具有多级操作权限的防误操作闭锁功能）；与微机保护的接口； GPS同步；事件顺序记录；报警处理；实时画面显示；制表打印；系统自诊断和自恢复；维护功能。

五二○台35kV变电站五防和微机综合自动化系统的五防电脑和后台操作电脑是整个系统的大脑。在设计之初，由于五二○台处于强电磁场和无线电信号的环境中，为克服感应电对控制信号传输的影响，确保监控数据准确和控制指令能有效地发布到被控制设备上，监控电脑主机安装在操作平台下。在实际运行期间却发现诸多问题，严重影响美观、操作及整个五防和微机综合自动化系统的运行安全！

五二○台35kV变电站微机综合自动化系统投入运行三年来，陆续出现电脑死机、部分设备的数据不能实时显示、操作指令无法传达的故障。经过长时间的观察和技术分析，确定为串口服务器和监控电脑、系统软件等综合故障而造成的。需要对系统进行全面的维护，为确保系统的安全运行，需要进行微机综合自动化系统进行硬件及软件的备份。

所以，35kV变电站五防和后台操作系统维护改造项目包括微机综合自动化系统硬件改造、软件升级和克服高频干扰规范五防电脑主机和后台操作电脑的安装。

该项目的主要特点有:

（1）硬件升级:采用16口网络管理机代替8口串口服务器、研华工控机代替办公电脑，并热备份相应的硬件，提高了硬件的可靠性。

（2）软件升级:采用许继电气公司最新的CBZ-8000系统，在备份电脑主机中安装同样系统。

（3）规范安装:利用电磁屏蔽技术，克服高频大功率电磁干扰，规范设备安装。

五二○台35kV变电站五防电脑和后台操作电脑维护改造成果为在广电系统内大功率发射中波台站中确保变电站五防和后台操作系统的安全可靠运行和实施变电站综合自动化系统规范设备设施、保障供电设备安全、操作准确具有重要的借鉴意义。

3　本系统要求

3.1 性能指标

模拟量测量误差:≤0.5％

系统可利用率>99.8％

电流、电压误差≤0.2％

有功功率、无功功率误差≤0.5％

电网频率测量误差≤0.01Hz

重要模拟量至前置机的响应时间≤3s

开关量在数据库中的更新时间≤1s

控制命令的系统响应时间≤4s

事件记录分辨率SOE≤2ms

画面调用响应时间≤2s

画面实时数据更新周期2S～10S可调

监控系统平均无故障时间>30000Hr

告警响应时间≤2s

向控制中心传递的遥信变位信息≤1s

事件正确记录率 100％

控制命令正确率100％

GPS时钟误差≤2ms

3.2 微机监控系统应具有性能安全可靠、运行稳定、功能完备、组态灵活、扩展容易、界面友好、使用与维护简单方便等特点。微机监控系统具备与当地电业局控制中心进行实时数据通信的功能。另外，监控系统功能还包括:实时数据采集与处理、控制操作（对断路器作分闸/合闸控制，并具有多级操作权限的防误操作闭锁功能）、与微机保护的接口、GPS同步、事件顺序记录、报警处理、实时画面显示、制表打印、系统自诊断和自恢复、维护功能。

3.3 微机五防

通过微机五防系统（含操作票专家系统）对35kV及10kV开关柜实现五防操作，站内所有刀闸、地刀、网门接地线状态均以虚拟遥信量方式送至监控系统。

微机“五防”装置满足以下技术条件:

（1）防误装置必须具有下列“五防”功能:

防止误分、合断路器；防止带负荷拉合隔离开关；防止带电挂（合）接地线（刀闸），110kV线路侧带电应有指示及有效闭锁线路侧接地刀闸的操作。防止带接地线（刀闸）合断路器或隔离开关送电；防止误入带电间隔。

（2）高压开关柜网门应满足上述要求，每个开关柜均设有网门。

（3）整套装置应采用整体传递方式以简化二次回路接线。

（4）按变电所的本期建设规模提供机械编码锁和电编码锁。断路器、隔离开关的配置见电气主接线图。

（5）所有断路器加装电气编码锁。在有接地刀闸的地点设临时接地点，临时接地点进行规范化处理,使其具有接地刀闸闭锁功能。一次设备的网门加装五防锁具。线路及母线应加装与防误系统配对使用的线路验电器。

（6）现场用量较大的闭锁器件，需提供备品备件。

（7）微机“五防”装置与其它回路的联系及附件由微机五防制造商实施，安装材料、设备由厂家提供（包括现场锁具、电缆的安装）。

（8）主机配置为:

显示器: 19′液晶显示器

打印机: 激光A4打印机

芯片主频:PIV DELL或惠普商用机（承诺三年质保），主频3.0GHz以上

内存: 512MB

硬盘: 80GB

系统软件:WINDOWS界面

（9）应配备电脑钥匙2把,充电器2套。电脑钥匙应具有智能解锁功能。

（10）微机“五防”装置应具有操作票专家系统软件和仿真软件。厂家应承诺按现场实际情况无条件修改软件。

（11）五防主机上能实现对设备进行五防及直接进行开关跳合闸操作功能。五防装置应具备在操作时闭锁变电所微机监控系统控制的功能。五防系统具备就地解锁操作功能。断路器和隔离开关操作均应具有完善“防走空”功能。

（12）微机“五防”装置能与变电所微机监控系统通信控制器实现数据通信功能。五防机应采用串口或网口与通讯控制单元直接接口，通讯接口及规约适应监控系统。投标商提供数据传输规约和数据格式，并应配合监控系统厂商实现两者之间的通讯。

3　设备及材料选择

（1）研华工控机1台:PIV2.6/2G/500G

（2）16口通讯管理机1台:SE5216

（3）许继电气公司后台操作软件:CBZ-8000系统，含:系统软件、系统维护及诊断软件、应用软件、通信软件等

（4）USB信号放大延长线

长度:10m

线规:2824AWG OD5.0

线材:镀锡无氧铜

数据传输:标准USB 2.0高速

适用: 监控，U盘，摄像头，3G网卡，无线网卡等。

优势:提供高达480Mbit/s超快数据传输速率；标准2.0接头提供卓越的电导性，使得高速传输数据既快又准；内置芯片，支持Kinect 的USB信号 线长。编织铜网和铝铂双层屏蔽:可大大降低电磁干扰和无线电干扰

内膜屏蔽:有助于降低信号干扰 ，保证和当前的USB规格100％兼容

弹性PVC外套:柔韧不易折断，持久耐用

数据导线双绞（阻抗匹配）:最大程度减少数据线信号交叉窜扰，确保高速无错数据传输

（5）3+6芯VGA连接线

长度:8m 双磁环

插头类型:三排15针VGA（公）接口

产品线芯:高纯度无氧铜

产品外层:优质PVC护套，具有耐磨，耐酸碱， 环保，使用寿命长等特点

分 辨 率:最高可达1920×1080，支持纯平、液晶显示分辨率800×600/1200 ×800/1280×800/1280×1200/1600×1280

应用设备:数字机顶盒、电脑、等带有VGA信号输出接口的设备与高清投影仪、高清数字电视机、显示器之间的VGA信号传输

优势:采用高纯度无氧铜导体，标准VGA接头，线径做了加粗处理线身带双磁环， 超强屏蔽抗干扰，经久耐用，最高可达1920×1080超高分辨率！

（6）接地线

在延长线本身双屏蔽的情况下，显示器还是有闪动、反应延后等情况，在加一条至少4mm2接地线，最终解决了电脑受干扰的情况！

4　与当前国内外同类技术主要参数、效益、市场竞争力的比较

同国内同类技术产品比较，主要技术参数属于前列，主要设备和关键器件选用市场领先产品且经济实惠，可操作性、安全性、稳定性、可靠性高，节约成本，效益较好。

5　应用情况

35kV变电站五防和后台操作系统维护改造项目完成近1年来，系统运行稳定，从未出现电脑死机、设备的数据不能实时显示、操作指令无法传达等故障，站内一次回路、二次回路的切换操作全部利用后台操作系统，远程控制，减少了操作人员的劳动强度。后台操作备份系统，不定期接入系统，运行良好，很好地起到了备份的作用，为系统的安全运行提供了保障。后台操作系统和“五防”系统的主机，以及UPS等都转移到了原有设备柜内，并且对35kV、10kV设备运行状态进行监视和后台操作控制的效果没有受到任何影响，在控制室操作平台就能完全掌握整个变电站的运行情况。对供配电系统工作状态、关键参数、机房环境的温度等数据的实时、集中监测；对异态实时报警；建立数据库，对记录数据进行管理；网络化传输检测数据的能力更加强化。

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式，增设更多同用户日常生活紧密联系、丰富多彩的业务信息，切实满足用户对自己喜欢的信息的需求量，从而稳定用户群的同时进一步拓展新的用户群。

第二，加大与电信已有的业务组合捆绑，使得运营商具有多种业务优势。纵观全球，还没有出现采用捆绑方式来获取更多的经济利益的使用方法。因此，电信运营商在开设与发展IPTV业务过程中，同其他业务供销商相比显著优势在于拥有各种捆绑业务的服务能力。但是我国如今同电信业务进行组合销售的的IPTV运行商屈指可数，需要进一步提高与电信业务的组合程度，分析不同用户群的不同需求，制定有效；的捆绑对策，使得用户在使用多业务捆绑后能够获得简单的产品售后服务，也能够享受相对应的资费优惠政策。运营商能够在确保原有业务时，千方百计推广交叉业务，采取有效方法将用户离网率控制在最低标准，加大经济收益，只有这样才能增强运营商对相关业务的控制水平，促使宽带业务同时期快速发展 [3]。

第三，采用灵活多变的方式来减少IPTV用户初期投入。在国外，很多运营商都是将IPTV所需设施采用赠送、出租或销售的方式提供给用户，减少用户使用条件。当前我国IPTV运营依然还处在初级发展阶段，用户数量有限，成本投入高，收益差，使得用户投入资金较多，从而限制了用户群拓展。因此，运营商要想占据更多的市场，大多数都是采取赠送机顶盒的方式来扩展用户。随着IPTV业务的迅速发展，商用占据很大的比例，IPTV用户额不断增加，在实施免费送机顶盒的方法的同时采取租赁机顶盒、补贴等多样化营销方式来减少用户使用费用，从而吸引用户。同时，学习和运用澳门广播电视行业运营方式，同用户签订使用协议，如果用户在规定的使用时间内订购了IPTV业务，才能享受免费获取机顶盒的权利。

5　挖掘利润最大化的盈利模式

第一，进一步扩张基础业务。总结分析欧美发达国家运营商在开拓IPTV市场时VOD业务和电视类业务成为了首选业务，这也是IPTV运营的基础模式。

第二，设置更多增值业务。将休闲类、游戏类、信息类、通信类个性化、交流互动的业务作为盈利的重点内容。同时，开设关联业务，例如有些用户平常关注的重点是衣服、饮食等，在使用IPTV时便能够使用这些观念业务查找到有关信息，搭建交流沟通的平台，措施这些增值业务进一步发展。

第三，寻求更多的盈利点。IPTV栏目不同，其用户的消费心态也不相同，比如日常观看过程中常常观看体育频道的用户是各种体育用品的潜在消费者。当用户达到规定标准后，运营商便能够采取挖掘数据的方法特殊用户群，同时在相关频道中插播广告，以收取广告费用的方式获取利益 [4]。

总之，IPTV的运营模式便是以电视节目互动性为基础，将TV的普及性同IP的个性化紧密结合起来，进一步延伸电视业务，将其打造成为数字化时代典型的服务行业，积极思考符合中国国情的运营模式，从而满足家庭各个成员的生活、工作，学习的不同需求。