浅谈变电站直流监控系统的实现

【摘 要】直流监控系统的主要作用就是把各变电站的直流设备信息上送到调控中心，供其查询，同时调控中心也可以向各站发送控制命令。这使得变电维护人员不但可以通过调控中心对直流设备进行远方监控，还可以及时发现设备运行的不正常状态，及时处理，而不等其发展演变成事故。直流监控系统既节省了人力物力，又提高了工作效率。

【关键词】变电站；直流监控系统

电力系统中的直流电源是否能够正常运行直接关系着电力系统能否安全可靠的运行。传统的变电站管理，需要值班人员对直流设备运行状态进行定期检查，才能及时发现并解决问题。但是，这种方式存在的弊端就是，只有当异常情况引起故障时才能被发现，而不是在系统刚启动时就发现异常。而直流在线监控系统就可以做到提前发现异常情况，避免更大故障的发生。该系统能够及时上传各变电站直流设备的信息，方便调度中心查询并及时向各变电站发送控制命令。该系统有利于维护人员尽早发现设备异常并及时处理，以防事故的出现。既节省了人力物力，又能够提高设备的维护效率。本文对直流监控系统通道的选择、系统的结构、监控系统及调控系统的设计等做了简要陈述。

1 通道选择

目前，变电站通过远动通道向调控中心传输各种信息，包括：遥测、遥信、遥控、主要设备状态和报警信息等，调控中心对信息的要求是具有实时性，而且信息传输通道要流畅，以保证调控中心的正常运行。所以直流设备的运行信息必须从另一个通道进行远方传送。目前，变电站中除远动通道之外，还有一个电话通道，这个通道一般是作为工作人员现场工作时使用，以及其它辅助系统如安全报警系统必要时使用。通常此通道是处于闲置状态，但又是必设的，所以可以用它作为直流监控系统的信息通道。

直流监控系统的数据信息量少，发送时占用通道时间短。这样，可以在工作时拨通，占用通道，结束后挂掉，和其它系统分时地使用通道，从而保证各个系统的正常运行。

2 系统构成

调控中心计算机和监控器都是通过交换机与电话网相连。双方交换机都可以相互呼叫对方，通过双方交换机和电话网建立通信链路，互传信息。通过这个通信链路，各站监控器的信息可以及时传送到调控中心计算机中心，也也可把每日定时运行数据和异常情况信息上报中心，便于中心及时发送控制命令。系统包括3部分：监控器是前置机系统，负责设备数据的采集、运行状态的控制和信息的上送；调控中心是后台机系统，是基于 PC 机上运行的，它负责对所有变电站的监控器发送命令，接收其运行数据以及对数据进行处理和分析；两者之间的数据通信依靠交换机和电话网建立。调控中心和监控器是一对多系统。

3 监控器设计

3.1 监控器原理

各变电站都会配有一套监控器系统。该系统负责采集各直流设备的运行状态信息，对其进行控制，把各数据信息上送调控中心和其它监控单元。

监控器用工控机设计，利用 I/O 端口输入和输出数据，它可直接从直流设备上采得测量量、状态量以及蓄电池绝缘状态等信息，还可以控制和调节直流设备，如充电机的开关机动作、均充浮充改变、均浮充电压的改变以及馈线的合断等。另外，微机控制器通过 RS232 或交换机方式把四遥信号上送到 RTU 或调控中心，通过交换机经电话网把所有直流设备的运行信息送到设备监控维护人员所在的调控中心。

3.2 监控器软件设计

监控器软件包括以下4个模块：通信模块，数据收发模块，I/O 模块和数据处理模块。

通信模块是为数据的传输作好通信的准备，包括打开、关闭交换机以及自动拨号的功能。在设置软件时，打开或关闭交换机，就可以分时与其它系统（如：报警系统）使用电话通道。自动拨号是在直流设备发生异常事件时，自动拨通调控中心的交换机，向其发送相应报警信息。

数据收发模块的主要作用是收发通信链路建立后的数据。发送的数据包括：各直流设备当时的运行信息；本监控器存贮的24 h内固定时间历史数据；24 h内所有报警信息。接收调控中心的控制和调节命令等数据。

I/O模块的主要功能有：提供监控器的人机输入界面，监控器对各直流设备量的采集以及对其进行的控制。

数据处理模块是监控器的核心模块，它既需要处理 I/O 模块取得的数据，按照设定的时间间隔把每日的数据存入库中，为数据收发模块上送调控中心做好准备。这些数据每日更新。另外，它将收发模块接收到的调控命令分析后，提供控制信息给 I/O 模块使用。

4 调控中心设计

调控中心是一台微机，其上运行调控中心后台软件。

调控中心软件包括：通信模块，数据库形成模块，主控模块以及报表打印模块。

通信模块和监控器的通信模块具有相同的作用，都是拨通变电站的监控器交换机，建立通信链路，向下发送控制命令信息，此外它也可以接受交换机的呼叫，接收其上传的信息。此模块用 Visual Basic 5.0 开发，它仅仅根据通信的要求，拨通交换机，从而建立通信链路。可送具体数据则与其无关，由主控软件部分负责处理。

数据处理模块的两个作用分别为：一是建立各站的直流设备的信息库；二是整理每日采集来的各站的日数据并将其存入数据库，为所有变电站直流设备提供历史数据。用户可以根据实际情况，灵活地建立各个变电站及站内所有直流设备的数据库，灵活地变电运维所有站内信息，变电运维后此系统自动存库，灵活性强并且操作简单方便。除此以外，各变电站监控器每天会按时将日数据上传到调控中心，调控中心根据各站名将数据存入各自数据库中，形成历史库，供报表打印系统查询时使用。

主控软件是系统的核心，它提供人机界面，是基于 Windows XP 操作系统的操作界面，用鼠标和键盘对屏幕上的图形进行操作。将设备元件与图元相链接，用鼠标点击图元就可以查询和控制设备，也可以用键盘输入设备的参数对设备运行参数进行远方调节。变电运维人员对运行站内设备的查询和控制可以通过鼠标和键盘实现。建立通信链路后，通信模块可以打开远方送来的数据信息，将其显示在屏幕上，并把这些数据交数据处理模块处理。它还可以将操作者的控制命令以数据包的形式向远方发送。

报表打印模块根据工作的需要，查询数据处理模块保存的历史数据，制作日报表、月报表和其它报表以及作出相应的数据曲线，便于分析和查询。

5 结束语

直流监控系统便于监控人员在调控中心远方监控各变电站直流设备运行状态，不需要变电运维人员对各个变电站的现场定检。尤其是在直流设备发生运行异常时，监控人员能及时收到报警信号，及时处理。总之，直流监控系统的使用既减少了工作量又提高了工作效率，达到了减员增效的目的。