变电站通信机房动力环境监控系统建设研究

摘要：文章通过对惠州电网变电站通信机房内需要重点监测的设备、环境量、动力量的分析，提出搭建基于TCP/IP网络结构的动力环境监控系统，通过分站控制单元、电池采集器、温湿度传感器、烟雾传感器、水浸传感器、空调控制器将机房的动力和环境量上传至服务器，实现实时监控通信机房状态。

关键词：惠州电网；变电站；通信机房；动力环境；监控系统 文献标识码：A

中图分类号：TP274 文章编号：1009-2374（2015）36-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.005

随着惠州电网的不断发展，变电站通信机房越来越多，绝大部分机房均无人值守。由于缺乏监控，已经多次发生因未及时发现变电站内交流中断且蓄电池电量耗尽导致全站通信设备中断的事故；通信机房断电后空调未重新启动，导致机房温度过高，从而使通信设备产生误码的情况也时有发生。变电站通信机房分布地域广泛，站点多且分散，单纯依靠人力定期巡视的传统方法不但维护效率不高，且耗时费力，对于地处偏远的通信机房更是显得力不从心，无法及时发现和处理通信机房的异常情况。因此，有必要引入变电站通信机房动力环境监控系统来改变这种被动的局面。

1 变电站通信机房动力环境监控系统的意义

变电站通信机房的各项参数，如交直流电源状态、电池、温湿度、水浸等，对通信网的稳定运行有重大影响，在维护人员紧缺、设备维护量大的情况下，对机房配电、空调等进行现代化监视、控制和管理显得尤为必要。具体来说，变电站通信机房动力环境监控系统对实现通信机房的监管和维护有以下意义：（1）为电力通信系统提供一个稳定、可靠的监控平台，提高设备的管理和维护水平；（2）实时掌控设备的运行状况，提高设备运维的针对性、及时性；（3）维护模式实现从人工巡视到智能监控的转变，提高电力通信系统的运行稳定性，降低人力资源成本，减少维护费用。

2 惠州电网变电站通信机房动力环境量监控需求分析

惠州电网目前共有通信站点135个，其中独立通信机房76个，独立通信蓄电池室53个，需要在独立通信机房及独立通信蓄电池室中实现监控电源状态、机房温湿度、烟感、水浸、空调遥控等功能。

2.1 电源监控

通信电源监控包括通信电源交直流的运行状态及告警等信息监控，具体包括：监测输入交流电压、电流的数值；监控直流过压、欠压、过流告警等状态；监控电源模块故障；监测直流负载、各电源模块电流、蓄电池电压、充放电电流、空气开关跳断告警、熔断丝状

态等。

2.2 温湿度监控

根据《广东电网有限责任公司通信机房技术标准》的要求，变电站通信机房要求温度为18℃～28℃，相对湿度为35%～75%；通信主机房内温度变化率低于5℃/h，不得凝露。机房动力环境量监控系统需监控独立机房的温湿度，当监测到温湿度不符合上述条件时，系统需产生告警，及时通知运维人员。

2.3 烟感监控

根据参考文献[2]的要求，通信机房灰尘粒子浓度直径大于0.5μm的灰尘粒子浓度不可多于3500粒/升，直径大于5μm的灰尘粒子浓度不可多于30粒/升。机房动力环境量监控系统需根据上述阈值设立烟感控制，一旦发生异常情况及时报警。

2.4 水浸监控

在雨季，通信机房天花、窗户可能有渗水现象；空调排水管堵塞、空调故障等原因也会造成空调漏水。若不能及时发现，可能造成机房内通信设备短路、损坏。有必要在机房动力环境监控系统中增加水浸监控功能，在空调附近、窗户旁等位置设置水浸传感器，发生水浸时及时告警。

2.5 空调遥控

变电站内通信设备运行时发热量较大，空调意外停运时机房温度能达到40℃以上，严重威胁通信设备的稳定运行。机房动力环境监控系统需设立空调控制，实现机房温度的远程调节。

3 惠州电网通信机房动力环境监控系统建设方案

根据上述需求分析，惠州电网变电站通信机房动力环境监控系统建设需要对通信机房电源设备、温湿度、水浸、空调等各项参数进行监测及控制，并提供对应接口协议的动力环境设备进行数据监控接入。通信机房动力环境监控系统通过搭建基于TCP/IP网络结构的统一监控平台，系统具有开放性、可靠高效的兼容性，后续扩容只需安装相应设备，接入原有系统，即可实现对机房环境及设备的监控。

因此，在惠州电网建设通信机房动力环境监控系统，首先在惠州局电力调度大楼安装一套通信机房动力环境监控系统前置服务器，在各变电站独立通信机房分别配置一套动力环境监控设备。每个站点安装机柜、分站监控单元、数据采集器、电池采集器、通信电源接入、温度传感器、湿度传感器、水浸传感器、空调遥控单元等。各站点动力环境监控设备通过综合数据网传送至服务器。

3.1 动力环境监控系统服务器

动力与环境集中监控系统的服务器是整个监控系统的核心，所有站点通信机房的监控系统均上传到服务器，中心服务器安装操作系统、数据库和数据库软件。惠州电网通信机房动力环境监控系统服务器采用SCSI总线，RAID磁盘阵列。服务器操作系统使用Windows 2003 Server，数据库为Sybase SQL Server（ASE）。

3.2 分站控制单元

连接各采集器，调用各设备相应的动态库采集数据，对数据进行处理后上报监控中心数据库服务器，监控主机处理信号为本地配置库，监控主机通过相应设备的驱动程序与采集器或智能设备进行通信。

3.3 电源监控

将电源监控器连接到分站控制单元上，分站控制单元再通过协议转换器将RS485/RS232信号转换成TCP/IP信号，通过上层软件协议匹配进行远程监控。

3.4 温湿度监测

检测机房重要部位的温湿度分布，通过温湿度传感器连接到动力环境采集主机上，通过采集主机的分析处理完成温湿度监控功能。

3.5 烟感报警

通过烟雾传感器，能够准确地检测烟雾，当烟雾浓度超过限量时，传感器向采集模块输出告警信号。通过采集模块，将干接点变化信号经过数字处理后送到监控主机发出报警，即可实时监测机房内的火灾情况。

3.6 水浸检测

通过漏水感应器紧贴在窗户边或空调旁的地板上，传感器检测报警信号接入通用数据采集单元的遥信端子中，然后在系统中配置相应的名称和告警阈值，完成水浸检测。

3.7 空调遥控

在空调内安装控制单元，通过通用数据采集单元实现空调的远程控制，在监测到空调由于交流断电恢复后无法自启动时，实现远程重启空调和调节温度的功能。

3.8 惠州电网通信机房动力环境监控系统应用情况

惠州电网通信机房动力环境监控系统于2013年12月正式建成，自2014年1月投入使用以来，运行情况良好，各项数据采集准确迅速，为运维人员判断设备故障提供了重要依据。截至2014年年底，变电站通信设备中断的事故发生率为0，由于机房温度过高而使通信设备产生误码的情况也从未发生，运维人员到现场处理水浸、温湿度异常的及时率同比提高了80%。变电站通信机房动力环境监控系统的应用情况表明，系统的使用及时掌握了各无人值守站点机房设备的运行状况，节约了运行维护的人力资源成本，为变电站通信机房现场维护带来了极大的便利。

4 结语

变电站通信机房动力稳定、各项环境参数正常是电力通信系统安全运行的基础。惠州电网变电站通信机房动力环境监控系统实现了对通信机房动力环境量的实时监控，为运维人员判断设备故障提供了重要依据，在一定程度上节约了运行维护的人力资源成本，减轻了运维管理的负担。尤为重要的是，及时、准确地定位故障发生的位置能有效缩短故障时延，大大提高了运行维护效率，降低了通信设备发生故障的概率，保障了电力通信系统的安全稳定运行，为电网运行提供了有力支撑。

参考文献

[1] 刘玉刚.电力通信机房设备网络化集中监控系统[J].电力系统通信，2009，（10）.

[2] 广东电网有限责任公司.广东电网有限责任公司通信机房技术标准[S].2010.

[3] 范春萍.动力及环境监控系统的实现[D].华南理工大学，2008.

作者简介：骆宇平（1984-），男，广东博罗人，广东电网有限责任公司惠州供电局工程师，工程硕士，研究方向：电力通信运行维护。

（责任编辑：周 琼）