论文部分内容阅读
摘 要：变电站分布范围广、距离较远，通过计算机监控系统能实现不同位置变电站真正意义上的无人值守，然而无人值守变电站还存在着设备发现、捕捉信息不足的缺陷、监控系统的运用不足、系统管理效率低等问题。本文分析了无人值守变电站系统运行的原理、工作过程及存在的问题，详细说明了利用计算机对变电站进行监控的功能实现，设计了利用计算机对变电站进行监控的主要结构，特别是数据传输过程、控制中心、图像显示等子系统，实现了实现了变电站中的计算机监控系统，系统具有可靠性、安全性及可维护性，并通过实例分析，提高了无人值守变电站远程设备工作的运行效率。
关键词：变电站 计算机监控系统 无人值守 远程集控
一、引言
我国是用电量大国，随着经济的发展，各省用电量剧增，变电站建设的速度不断加快，数量逐渐增多。变电站搭建范围较为广泛、覆盖地理位置较广，如采用人工看守和管理的方法已不能适应急速发展的变电站需要。因此，如何将人工管理改进为计算机监控的无人值守管理是目前研究的重点问题。无人值守计算机自动运行过程中，能按照远程工作人员预先设置好的工作模式，对变电站工作数据及工作现场进行自动记录、传输和显示，相关工作人员可以在远程利用电脑和联网手机随时查看运行过程和实时数据，一旦变电站出现故障和运行效率低下，系统可通过自动报警装置及时通知工作人员，有利于及时处理、发现和解决变电站工作问题，极大地减轻了工作强度和工作压力。
本文主要对目前计算机监控系统工作的特点、运用于变电站的优势进行介绍，针对已存在的问题，设计了变电站远程计算机监控系统实现流程，对原有的计算机监控系统设计方案进行优化，说明了设计过程中的关键和难点所在，分析了系统实现的可行性。
二、无人值守变电站中的计算机监控系统概述
变电站的监控系统对于变电站的正常运行、保护意义重大，因为它关系到不同位置、不同区域电力系统的运行稳定性。变电站工作时，计算机监控系统在无人值守工作环境中发挥着重要的作用，该系统与电力设备相结合，主要以网络技术和计算机系统为核心，在新建及扩建的变电站中得到迅速发展和应用。
1.计算机监控系统在变电站存在的问题。已有变电站的计算机监控系统中，存在着需求和实际应用不一致的情况，应用层的功能被忽视，如硬件系统功能强大，然而軟件的运行速度和应用功能不强；此外，也存在系统功能较强，然而与实际功能需求不一致的情况，因此计算机监控系统在变电站中的应用效果并不十分理想。其次，实际运行中，系统功能的强大导致闭锁功能过于突出，使得防误操作时有发生，影响了系统的正常运行，该防误操作数据可根据需要实时查询。变电站监控系统数据较多，如何有效地管理和利用监控数据，培训计算机监控系统的工作人员和管理者，加强数据的整合、测试，提高数据的准确率，是计算机监控系统需要研究的另一个问题。
2.计算机监控系统的特点。变电站计算机监控系统，能在无人值守的工作模式下，有效自动地对系统的监控数据进行记录、存储。分析系统运行的负荷、电压、电流等，对系统运行过程中的安全性具有主动响应功能，能有效地避免或者减小系统的误操作、误判断，有效减小故障时的停电和停工时间，通过现代化的运行和管理模式，提高变电站的工作效率。
2.1安装施工过程简化。对于工作人员，如何方便查找到监控系统有利的数据和信息是较为关注的问题，而不必关心系统内部的部件。因此，实际安装时，数据采集和设备控制部件放置于开关机柜内部，通过交流电流或电压互感器运行，有效采集电压、电流、压力数据，减少了变送器的安装，同时减小了测量仪表的安装，同时减小了电缆数量，因此简化了安装和施工过程，方便使用。
2.2可靠性高。采用可靠性较高的硬件和软件设计计算机监控系统，保证监控记录数据的及时、准确性，减少硬件和软件繁琐的操作过程，并且随着信息技术的不断完善和发展，可利用断路器、控制元件升级提高设备运行的可靠性，有效地减少了设备运行时的故障，以及维护和修理工作。
2.3故障响应快。人为观察变电站，能及时发现和解决系统运行故障和错误，然而增加了人力、物力成本。采用无人值守工作时，往往存在着误操作，导致系统的安全性、可靠性降低。因此，可通过设置阈值、增加传感器辨识方法减小误操作的随机性和偶然性，有效预防和控制。
三、计算机监控系统在变电站中的应用
1.计算机监控系统的功能。目前建设的变电站大多都安装了计算机监控系统，该系统主要实现了变电站的自动化监控和管理，有效地将监控画面、视频场景、警告和声音等信息公告远程集控中心进行汇聚、传输，在正常情况下，监控系统记录数据，当有故障发生时，将报警信息实时传输给远程值班工作人员。
2.远程计算机监控系统的构成及设计。变电站计算机监控系统主要由网络系统、图像视频监控系统、远程集控中心、传输系统等部分组成，针对已有系统存在的问题，主要考虑以下因素：监控系统应具有较强的可靠性，设计时采用分布式系统结构，完善功能；系统安装简单，操作灵活方便、合理布局，在长时间工作时应较为稳定；信息系统变化发展迅速，监控系统要分模块设计、分层设计，并能集成化，同时应具有可扩展性、开放性和可维护性。
3.无人值守变电站的实现。
3.1传输网络实现。无人值守变电站中的计算机监控系统利用网络通信技术传输数据，基于通信系统中的TCP/IP协议，保证数据传输的可靠性和稳定性，数据传输时具有数字视频的切换内核。设计传输系统时，可通过链路连接远程集控中心和远程变电站系统端，采用互联的方式，数据可在城域网、FRN、DDN等公共数据网传输和交换，可采用第三层路由器隔离数据；数据传输时主要通过光缆介质进行连接。
3.2远程集控中心的设计实现。通过软件实现系统的远程集控中心，负责对不同变电站视频场景、静态图像、声音信息等数据的搜集和存储，完成画面的实时监控和显示。工作人员可预先设定时间间隔，监控系统采用巡检的方式进行监控；为了方便和快速查找需要的变电站，可采用多级电子地图，并可通过远程操作进入第二级变电站的器件分布图；可远程控制变电站的监控设备，实现全天候监视；此外，报警信息发送时，在地图中可通过光标闪烁，值班工作人员可及时处理故障信息。
关键词：变电站 计算机监控系统 无人值守 远程集控
一、引言
我国是用电量大国，随着经济的发展，各省用电量剧增，变电站建设的速度不断加快，数量逐渐增多。变电站搭建范围较为广泛、覆盖地理位置较广，如采用人工看守和管理的方法已不能适应急速发展的变电站需要。因此，如何将人工管理改进为计算机监控的无人值守管理是目前研究的重点问题。无人值守计算机自动运行过程中，能按照远程工作人员预先设置好的工作模式，对变电站工作数据及工作现场进行自动记录、传输和显示，相关工作人员可以在远程利用电脑和联网手机随时查看运行过程和实时数据，一旦变电站出现故障和运行效率低下，系统可通过自动报警装置及时通知工作人员，有利于及时处理、发现和解决变电站工作问题，极大地减轻了工作强度和工作压力。
本文主要对目前计算机监控系统工作的特点、运用于变电站的优势进行介绍，针对已存在的问题，设计了变电站远程计算机监控系统实现流程，对原有的计算机监控系统设计方案进行优化，说明了设计过程中的关键和难点所在，分析了系统实现的可行性。
二、无人值守变电站中的计算机监控系统概述
变电站的监控系统对于变电站的正常运行、保护意义重大，因为它关系到不同位置、不同区域电力系统的运行稳定性。变电站工作时，计算机监控系统在无人值守工作环境中发挥着重要的作用，该系统与电力设备相结合，主要以网络技术和计算机系统为核心，在新建及扩建的变电站中得到迅速发展和应用。
1.计算机监控系统在变电站存在的问题。已有变电站的计算机监控系统中，存在着需求和实际应用不一致的情况，应用层的功能被忽视，如硬件系统功能强大，然而軟件的运行速度和应用功能不强；此外，也存在系统功能较强，然而与实际功能需求不一致的情况，因此计算机监控系统在变电站中的应用效果并不十分理想。其次，实际运行中，系统功能的强大导致闭锁功能过于突出，使得防误操作时有发生，影响了系统的正常运行，该防误操作数据可根据需要实时查询。变电站监控系统数据较多，如何有效地管理和利用监控数据，培训计算机监控系统的工作人员和管理者，加强数据的整合、测试，提高数据的准确率，是计算机监控系统需要研究的另一个问题。
2.计算机监控系统的特点。变电站计算机监控系统，能在无人值守的工作模式下，有效自动地对系统的监控数据进行记录、存储。分析系统运行的负荷、电压、电流等，对系统运行过程中的安全性具有主动响应功能，能有效地避免或者减小系统的误操作、误判断，有效减小故障时的停电和停工时间，通过现代化的运行和管理模式，提高变电站的工作效率。
2.1安装施工过程简化。对于工作人员，如何方便查找到监控系统有利的数据和信息是较为关注的问题，而不必关心系统内部的部件。因此，实际安装时，数据采集和设备控制部件放置于开关机柜内部，通过交流电流或电压互感器运行，有效采集电压、电流、压力数据，减少了变送器的安装，同时减小了测量仪表的安装，同时减小了电缆数量，因此简化了安装和施工过程，方便使用。
2.2可靠性高。采用可靠性较高的硬件和软件设计计算机监控系统，保证监控记录数据的及时、准确性，减少硬件和软件繁琐的操作过程，并且随着信息技术的不断完善和发展，可利用断路器、控制元件升级提高设备运行的可靠性，有效地减少了设备运行时的故障，以及维护和修理工作。
2.3故障响应快。人为观察变电站，能及时发现和解决系统运行故障和错误，然而增加了人力、物力成本。采用无人值守工作时，往往存在着误操作，导致系统的安全性、可靠性降低。因此，可通过设置阈值、增加传感器辨识方法减小误操作的随机性和偶然性，有效预防和控制。
三、计算机监控系统在变电站中的应用
1.计算机监控系统的功能。目前建设的变电站大多都安装了计算机监控系统，该系统主要实现了变电站的自动化监控和管理，有效地将监控画面、视频场景、警告和声音等信息公告远程集控中心进行汇聚、传输，在正常情况下，监控系统记录数据，当有故障发生时，将报警信息实时传输给远程值班工作人员。
2.远程计算机监控系统的构成及设计。变电站计算机监控系统主要由网络系统、图像视频监控系统、远程集控中心、传输系统等部分组成，针对已有系统存在的问题，主要考虑以下因素：监控系统应具有较强的可靠性，设计时采用分布式系统结构，完善功能；系统安装简单，操作灵活方便、合理布局，在长时间工作时应较为稳定；信息系统变化发展迅速，监控系统要分模块设计、分层设计，并能集成化，同时应具有可扩展性、开放性和可维护性。
3.无人值守变电站的实现。
3.1传输网络实现。无人值守变电站中的计算机监控系统利用网络通信技术传输数据，基于通信系统中的TCP/IP协议，保证数据传输的可靠性和稳定性，数据传输时具有数字视频的切换内核。设计传输系统时，可通过链路连接远程集控中心和远程变电站系统端，采用互联的方式，数据可在城域网、FRN、DDN等公共数据网传输和交换，可采用第三层路由器隔离数据；数据传输时主要通过光缆介质进行连接。
3.2远程集控中心的设计实现。通过软件实现系统的远程集控中心，负责对不同变电站视频场景、静态图像、声音信息等数据的搜集和存储，完成画面的实时监控和显示。工作人员可预先设定时间间隔，监控系统采用巡检的方式进行监控；为了方便和快速查找需要的变电站，可采用多级电子地图，并可通过远程操作进入第二级变电站的器件分布图；可远程控制变电站的监控设备，实现全天候监视；此外，报警信息发送时，在地图中可通过光标闪烁，值班工作人员可及时处理故障信息。