变电站直流电源智能化在线远程监测系统的实际应用

安庆丰

【摘 要】 充分利用当代先进的嵌入式计算机（MCU）和实时以太网（IEEE1588）通信技术，采用计算机、通信、网络、四遥（遥测、遥信、遥控、遥视）相结合的方式，构成一个一体化的网络远程监控系统，将变电站直流电源系统运行涉及的安全项目纳入到统一的监控平台下。提高了变电站的可靠运行能力和维护效率，降低维护成本和劳动强度。可实时监控直流电源系统工作状态的重要参数， 并配合动态直流系统模拟图，直观显示直流系统运行动态。

【关键词】 直流电源系统 嵌入式计算机 实时以太网 远程监控

1 引言

直流电源远程监控系统可以实现变电站在运行过程中对蓄电池组的运行状态及影响变电站安全运行的因素实时在线监控，使变电站直流系统实现"可控"、"在控"。对蓄电池组进行远程核对性容量试验、在线测试单体蓄电池的性能参数、远程切换直流母线状态、充电机均充/浮充转换、设置充电机参数等。远程实现需要耗费大量人力物力并且现场人工操作才能完成的工作，大大减轻维护人员的工作量，并且最大限度减少人工现场所带来的误操作，给系统安全运行提供有利保证。基于此，直流电源远程监控系统的应用势在必行。本文主要针对直流电源远程监控系统的实际应用展开论述。

2 直流电源远程监控系统的构成及原理

直流电源远程监控系统由电压采集模块、内阻均衡模块、开关量采集模块、放电负载、监控终端装置、服务器软件、系统监控软件组成。每个变电站端的监控终端通过RS485总线将各个部分连接到一起，将它们所有的设备运行状态及重要参数、信号收集到一起统一管理，并可以通过光纤局域网端口或光端机空余串口将采集到的所有信息分别传送到相应的三个集控站同时上传到中心服务器，服务器软件将信息存储管理并可分发信息到每个相关管理岗位的计算机，并使其在局域网上每个计算机均可浏览到所有运行数据及报警信息，系统监控软件提供分级的管理口令和权限，可对任意一个变电站的信息及参数进行更改。

3 系统远程放电的可靠性

远程监控系统全面通过严酷等级为IV的型式试验；所有控制采用闭环式序列控制，任何一步出错都会自动恢复；主回路采用双稳态开关，确保电源断电/系统复位等情况主回路开关不动作，不会导致出现母线失电；放电回路采用单稳态开关（常开），出现电源断电/系统复位等情况则会立即断开放电主回路，停止放电；放电采用新型陶瓷电阻，无明火（不发红），正温度系数；具有多重保护（总电压、单体电压、放电时间、放电容量、通信中断、电流断不开无法停止、放电电流异常、温度过高）；放电主回路开关多处闭锁，主监控可切断放电主回路；内部具有严格的软件闭锁逻辑，防止人工误操作；放电完成后，充电带有保护。

4 可与现有直流系统进行匹配对接

（1）新站建立时可以与直流操作电源柜进行一体化设计，完成配套对接；（2）对运行的直流操作电源进行改造，原来有巡检的，可以并列运行或拆除只使用远程维护一套即可，并在此基础上增加功能。

5 系统主要功能

（1）远程监控终端软件必须实现每个监控子站直流系统模拟图动态显示，模拟图内必须动态显示母线电压、电流、绝缘状态、充电机模块输出电压、电流、工作状态、电池电流、交流电压、电流、交流开关工作状态、直流主回路断路器合分状态、各馈线开关工作状态及报警状态等。（2）蓄电池单体电压实时显示及柱图对比，可设定报警上下限，筛选落后电池。（3）母线电压、负荷电流、电池总电压、单体电池电压运行数据及曲线报表，报表时间间隔可设定。（4）蓄电池内阻显示、查看、柱图对比及报表。（5）报警事件自动弹出、报警记录显示、查询及报表。（6）远程控制母线状态切换、遥控蓄电池核对性容量试验，可设置放电电池组终止电压、单体电池电压、电池组放电容量、放电时间等终止放电条件；远程遥控蓄电池内阻测试；远程控制充电机均浮充状态转换及设定参数。

动态指示实际设备的工作状态（包括馈线空开状态、充电机状态、接地状态、母线电压、负荷电流、开关状态、交流工作状态、交流电压、母线电压等信息），并且采用组态化设计，用户可根据变电站现场实际变动自行更改模拟图，只要简单设置信号对应关系即可实现新增信号的动态显示。可以远程设定恒流放电模块的电池组总电压保护值、放电电流、放电容量保护值、放电时间保护值、单体电池电压保护值等重要保护条件，命令启动或停止放电操作，实现远程进行核对性容量试验操作，启动放电后可查看当前放电进度、放电容量、电池组总电压、单体最低电压等放电过程中关心的重要参数，并且可以实现母线运行模式切换等操作。可以实时查看单体电池电压、内阻、温度，并且可以设定上下限查看落后电池，低于下限设定值的电池将会用绿色显示，高于上限设定值的电池将会用红色显示，方便用户快速而直观的筛选落后电池。可以方便查看和对比1年内的历史模拟量数据，可自行选择每条曲线对应的模拟量数据，自行选择日期、起始时间，报表时间间隔等，可以灵活报表，直接打印。

6 结语

直流电源远程监控系统可以实时监控直流充电机运行状态、电池的单体电压、内阻及容量、控制母线电压、合闸母线电压、馈线开关状态等重要电源特性参数；实现了蓄电池遥控放电和在线均衡、直流设备运行历史查询和设备运行异常的情况上报等功能，具有设计合理、功能齐全、界面友好、操作简便等特点；它的应用，可以节省大量人力物力，提高工作效率，延长电池正常使用寿命，增强直流电源系统安全性、稳定性、自动化程度，使直流电源的运行、维护实现规范化、远程化，对保障电网的安全稳定运行将起到重大的作用。

参考文献：

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[2]白忠敏.现代电力工程直流系统[M].北京：中国电力出版社，2000.

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