变电站远程自动监控系统技术分析

陈　坚

摘要:企业变电站安装微机监控系统后,可以利用计算机对变电站的各种动态参量加以组织分析,再以数据,图表,色彩及音响等形式形象直观地呈现在值班人员面前。借助于该系统,值班人员能提前发现事故隐患,作到防患于未然。万一发生事故也能迅速找出事故原因,及时处理缩短停电时间减少经济损失。还可对有限的电力资源合理分配使用,为科学管理,经济调度提供理论依据和现代化手段。文章着重介绍了计算机技术在监控系统中的应用。

关键词:变电站 监控系统 遥测 遥信 遥控 微机 监控系统

0 引言

在现代化社会里,电能已成为最重要的能源。对电能的精确计量、供电控制和管理也越来越受到用电供需双方和有关部门的高度重视。现代用电管理强调自动化、智能化,要求以高技术手段确保电能的合理使用,提高用电效率。

一些用电群体需要共同使用电能,但由于观念、经济等多种因素给用电管理带来新的问题。造成这种不合理现象的出现的原因之一是供电方没有有效的控制装置。因而研制一种智能化的用电控制装置,可根据需要随时对供电情况进行控制而不受人为因素的干扰,是很有必要的。

远程管理计算机是通过控制软件发出远动命令,经公用电话网传输到指定的通讯控制器,并由通讯控制器将远动信息转发给远动控制终端,控制用户供电的送或停,达到按需控制供电的目的。

为了设计远程供电控制系统我们可以用PC与多台单片机构成的小型的分布式测控系统,这种测控系统在工业控制和生产管理中得到了广泛的应用。在这类应用系统中PC多作为直接查询控制各从机,因为PC本身还要进行动态数据显示、数据库实时录入、报表打印等任务。当从机数目过多时,上位机频繁的响应从机的中断,并在一定时间内等待,接收数据,极大地影响了PC 的工作效率。为了提高上位机的工作效率,我们在PC与各个智能模块间增加了一块用AT89C51 作为微控制器的通信控制卡。整个系统构成一个3级分级控制系统,通信控制位于中间层,是系统控制、管理的中枢。

1 变电站监控系统的几个发展阶段

变电站是企业的动力心脏,其监控系统的发展经历了几个不同阶段。

在早期,变电站没有办法及时地了解和监视各个车间或线路的运行情况,更谈不上对各个车间和线路进行直接控制。全厂供电系统的设备运行情况,各个生产车间,各条线路的电流,电压,功率等情况调度中心都不能及时掌握,调度员和各个车间的联系主要是电话,每天由各车间值班人员定时打电话向调度员报告本车间的电流,电压,功率等数据,调度员需根据情况汇总,分析,花费很长时间才能掌握全厂供电系统运行状态的有限信息。严格说来,这些信息已经属于“历史”了。调度员只能根据事前通过大量人工手算得到的各种系统运行方式,结合这些有限的“历史”性信息,加上个人的经验,选择某种运行方式,再用电话通知各个车间值班人员进行调整控制。一旦发生事故,也不能及时了解事故现场情况,及时进行事故处理。需要较长的时间,才能恢复正常运行。显然,这种落后的状况直接影响企业的安全运行。

监控系统的第二个发展阶段,是远动技术的采用。安装于各个车间的远动装置,采集各车间的负荷情况,各线路电流,电压,功率等实时数据,以及各开关的实时状态,然后通过控制电缆传给调度中心并直接显示在调度台的仪表和模拟屏上。调度员可以随时看到这些运行参数和全系统运行方式,还可以立刻“看到”开关等设备的事故跳闸(模拟屏上相应的图形闪光)。调度中心可以有效地对全厂供电系统的运行状态进行实时的监控。调度员还可以在调度中心直接对某些开关进行投入和切除的操作。这种布线逻辑式的装置的采用,使变电站的监控系统可以实现遥测,遥信,遥控的功能。

监控系统的第三个发展阶段,是电子计算机在工业控制系统中的应用。现代企业生产规模越来越大,对电能质量及供电可靠性的要求越来越高,由于能源紧张,人们对系统运行的经济性也越来越重视。全面解决这些问题,就需要对大量数据进行复杂的分析和计算。监控系统需要装备类似人的“大脑”的设备,这就是电子计算机。

2 变电站微机监控系统的应用

这是一套面向企业变电站的微机监控系统。系统结构图:

主显示屏显示屏主站RTU1

系统主机前置机辅站RTU2

辅显示屏

主机和前置机采用CPU586,主机采用一机双屏显示。RTU采用CPU8098单片机,交流同步采样技术,RTU与前置机采用有线通信。

系统软件结构框图。

动态图形

系统状态配置

图表打印

历史数据

报警

网络软件——实时数据库——数据处理软件包——控制软件包

该系统采用先进的窗口管理平台。系统软件提供良好的人机交互界面,操作简单易用,几乎所有的功能只需使用鼠标移动或单击即可完成。系统信息量大,主机采用一机双屏方式。系统配置灵活。作为分散型控制系能统的性,该系统是开放式的,可以实现在线编辑。在不退出实时系统的情况下,用户可编辑,修改,建立各种实时数据,图表报表,并可随时打印或实时观察所修改的内容。遥信各开关的状态,事故信号,电能脉冲的计量的等。可对任意一条线路的负荷进行控制和分析。系统设有事件浏览和系统日志功能,主要将整点数据存盘记录,对系统内发生的故障事件进行分类存档,对各项操作记录在案。画面管理功能由专人进行对模拟图、报表、操作票,数据显示的定义和生成。全厂的供电系统图,平面图以及各种操作票,管理图表均可在系统内生成并随时打印输出。该系统可对关键设备的负荷情况进行监控以便对设备运行情况和工艺执行进行分析。

3 结束语

企业变电站安装微机监控系统后,可以利用计算机对变电站的各种动态参量加以组织分析,再以数据,图表,色彩及音响等形式形象直观地呈现在值班人员面前。借助于该系统,值班人员能提前发现事故隐患,作到防患于未然。万一发生事故也能迅速找出事故原因,及时处理缩短停电时间减少经济损失。还可对有限的电力资源合理分配使用,为科学管理,经济调度提供理论依据和现代化手段。