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变电站监控范文1
变电站综合监控系统是将先进的计算机网络技术、电动化技术、智能化技术有效融入到视频监控系统当中而形成的变电站综合体系，从而实现变电站监控系统的自动化、高效化、智能化。综合监控系统具有数据收集、处理以及查询，设备运行状态监视及故障预警，人机对话，机组以及线路操作与保护，自动变电及电压控制等多项功能。在国家电网大力发展智能电网的背景下，为此对综合监控系统提出了更高的要求，同时也需要我们电力人员做好其运行维护工作。
1 变电站综合监控系统的概述
1.1 重要意义
多种先进技术的融入为此系统的保护技术和控制技术提供强有力的技术方面支撑，可以发挥出变电站监视与控制功用，使得变电站各技术人员能够在技术与管理方面相互配合，增加了我国电网的自动化程度，确保变电站安全、可靠、稳定地运行。
1.2 任务目标
采取这项系统，能够收集、传输、处理以及保存变电站电气设备的电流、电压、频率等运行参数，进而生成实时动态监控图，如果出现系统运行故障，就能够在第一时间启动报警装置以及应急处理方案。检修人员在充分利用人机联系功能的基础上，完成设备实时动态监控，通过对历史记录数据的查询，可以及时认识设备参数特征，根据结果来判断是否出现运行故障。变电运行出现故障时，综合监控系统可以对故障开展自行检测，并启动相应的保护动作，还能显示和记录故障出现故障，更能够对设备故障进行研究分析。总之，综合监控系统能够显著提升变电站运行事故以及故障的预防和处理能力，在降低工作人员劳动强度的同时，还能增强变电站自动化水准。
2 当前变电站综合监控系统的现状
在对变电站监控系统的维护过程中，我们发现有些运行中的变电站监控计算机出现运行缓慢，监控网络频繁中断等现象，一些新建变电站的监控系统甚至在投运前出现无法正常运行的状况，还有一些变电站的监控网络出现异常，导致变电站丧失监控。在无法监控的情况下如果发生开关跳闸等突发事件的话，调度人员无法及时掌握站内设备的运行状况、处理故障和异常，延误最佳的送电时机，对无人职守变电站来说，这将导致长时间停电事故的发生。
不久前伊朗核电站监控系统遭受到震网病毒，使监控系统遭到严重破坏，通过了解我们知道这起事故的起因是维护人员在监控系统内部的计算机上使用移动设备造成的。这次事故凸显出的问题有两个：即便是物理隔离的专用局域网，也并非牢不可破；专用的网络系统，包括工业控制系统，也有可能被攻击的。
3 变电站综合监控系统存在的一些问题
这种系统在实际运行中，往往会受到多种因素的限制，并不能对变电站各种设施的运行故障开展正确无误的监控，这就需要对综合系统在运行过程中可能出现的问题进行分析，为其维护工作做好充分的准备。
（1）监控软件问题。因软件生产厂家通讯规约的不同和开发能力问题，造成监控软件适应能力较差、稳定性以及可靠性较低，很可能导致系统死机、软件失效、相关数据资料丢失等现象的产生。
（2）系统快速反应能力不强。综合监控系统采用不同的信息通讯方式和记录方法，这就使得通讯时间就变得更加重要，进而对变电站综合监控系统的快速响应能力有了更高的标准。
（3）接口容量不足。这种问题有可能引发刀闸等开关量并未录入综合监控系统中，从而影响了接线图的直观性能。
（4）通信网络不合理。这种不适当的通信网络设计和安装形式，使得综合监控系统内容留有不少安全隐患，造成系统前置机接口容量耗尽，从而降低相关数据信息的传输速率。
4 变电站综合监控系统的运行维护
监控系统是一个实时运行的控制系统，如果系统受到攻击，其后果严重，为此，建议建立独立的综合自动化通信网络，并在监控系统与其他网络联接处，装加防火墙，强化变电站综合监控系统的运行维护工作。
（1）强化系统状态监测工作。所谓变电站状态监测工作，就是将设备实际运行情况当作前提，按照现行技术手段，综合应用人工巡视、带点检查、针对性试验等多个措施，达到预防设备运行状态的检修工作。状态监测能够很好低处理定期电气设备检修工作中存在的设备过修以及失修的问题，确保电气设备安全可靠地运行；其实质就是对设备的运行情况、故障诊断、运行趋势进行检测，找出电气设备可能存在的运行隐患，从根本杜绝故障的产生。
（2）对综合监控系统进行升级改造。变电站工作人员应该实时认识监控软件、设备的研发信息，在充分考虑变电站具体情形的基础上，采用实用、经济、完善的计算机网络技术和监控装置，实行动态的综合监控系统升级改造计划方案，提升系统收集数据信息质量，适度增加监控目标数量和系统覆盖规模，进一步降低人工劳动量。
（3）改善综合监控系统的运行环境。变电站综合监控系统所用的监控设施、软件、装置等应要有适当的运行环境，这就使得工作人员在遵循相关规定内容的基础上，对系统的运行环境进行合理调整，例如，可定期开启空调进行降温、对设备上的杂物进行清理等。
（4）开展缺陷统计的分析工作。这项工作能够有效指导维护工作的开展方向，在充分分析综合监控系统各项统计数据的基础上，总结引发缺陷的各种因素，便于采取对应的预防以及修正手段，能够避免相似故障的发生概率。
5 开展综合监控系统运行维护工作的注意要点
（1）静电防护。变电站综合监控系统通常包括计算机监控和视频监控两个方面的内容，系统当中包含不少集成电路，维护工作产生的静电就有可能对集成电路的模板造成击穿作用，这就需要检修人员在更换以及修理电气设备时，应采取有效手段来避免静电的出现。
（2）定期开展全面维护检查。变电站综合监控系统所用的设备会在长期持续的应用过程中变得破旧老化，出现腐蚀、运行疲劳等现象，给系统的正常运行带了一些安全隐患。在定期全面维护检查工作的过程中，在第一时间找出综合监控系统中设备所存在隐患基础上，就可运用针对性的处理手段来消解隐患，从源头做好系统的运行维护工作，降低系统故障的发生概率。维护检查工作内容有：综合监控系统、设备、连线以及信息控制单元等等。
（3）做好系统软件的维护工作。变电站综合监控系统由硬件系统和软件系统组成，对软件的维护工作往往是不少工作人员所忽视的方面。系统软件维护工作内容有监控系统、数据库、资料备份保存等等方面。在对软件进行更改的时，就应该开展备份，且要对备份好的数据包进行保存。相关备选最好存放在异地，禁止仅在主机进行保存与备份。
（4）处理异常情况。对综合监控系统所出现的异常情况进行处理是变电站维护工作人工所面临的常见问题之一。即使当前的监控系统具有较高的自动化、智能化水平，其在运行中仍会出现异常，如监测位置异常、数据通信异常等。在解决系统异常前，应把和异常状况相关的控制以及调节功能退出，在消除异常之后，经重新启动开展现场就地控制工作。
5 结束语
变电站作为整个电网系统的运行中心，是维持整个电网正常运转的核心部件。所以变电站综合监控系统运行维护始终是我们变电人员的工作重点，以此保证社会生产生活的正常用电，为经济发展提供保障。
变电站监控范文2
【关键词】变电站;监控系统;优化分析
变电站具有完成电压变换、电能传输和分配等功能，是电力系统运行的一个关键节点，而对变电站的安全监视和控制管理成为一项重要课题。随着钢铁企业的不断发展，电力系统容量也在不断发展变化，变电站的可靠性越来越重要，这就对变电站的监控系统提出了越来越高的要求。
为确保变电站安全正常运行，变电站的监控系统就需要进一步改造完善。本文针对以往的变电站监控系统存在的问题，探讨了变电站监控系统采用新技术改造处理情况。
一、变电站监控系统的组成与功能
1.变电站监控系统的组成
变电站的监控系统主要分为监控前端控制器、监控数据传输网络、客户端应用程序三部分。监控前端控制器通常使用ARM9芯片作为主处理器，再加上烟雾火灾报警设备电路、红外线防盗报警设备电路、摄像头等。而监控数据传输网络则通过网线将监控前端控制器互相连接组成一个局域网。
2.变电站监控系统功能
变电站安装监控系统的目的是将各监视点的报警信息传输到监控中心，使监控人员通过实时传输的监控信息，及时了解和分析变电站的运行情况。其功能是：通过视频实时监视变电站的运行状态，实现防火、防盗等。当发生安全报警时，变电站监控系统的录像设备能自动进行录像并保存资料，联动相关其他设备。其控制功能可对所有摄像机进行自动控制，实现全面细致的视频监控。并且通过红外、烟雾等感应探测传感器，对监控现场进行全面监测。
二、传统变电站监控系统的问题
传统变电站的监控系统存在一些问题，如设备的实时数据因驱动程序问题而难以实现共享。当多个应用同时访问设备时，由于对设备的访问不能相互协调，就难以做到有效控制，容易导致系统的崩溃，甚至可能对硬件设备造成损坏。
在一个就是硬件与软件之间高度依赖。监控系统每增加1个需要访问设备的应用软件，就需要再开发所有硬件设备数量的驱动程序;每增加1个新的硬件设备，就需要开发新的所有硬件设备的驱动程序。一个软件升级了就需要重新开发该软件所使用的设备驱动程序，一个设备升级了就需要更新所有使用该设备的应用程序。
三、变电站监控系统的改造优化技术
1.数字化技术
随着科学技术的快速发展，近几年来，数字化方面的高新技术已在诸多领域推广应用，为使用者带来了前所未有的便捷。数字技术与智能监控系统相结合，给传统的视频监控领域带来了巨大的变革。数字技术具有在模拟信号处理技术中很难实现的一些便捷功能，该技术的应用大大提高了现代视频安全监控系统的自动化和智能化程度，基于数字图像处理与模式识别技术的人像识别、人体行为特征识别的应用系统也已开始应用到实际领域，在有指纹或虹膜识别的控制系统中，可以进一步结合视频人像复核技术来确认出入口人员的身份情况。
2.行为和步态识别技术
行为识别技术以软件为主导，在系统设备安装方面非常灵活便利，除了对摄像机的设置点要求严格外，仅需要在布防区域设置好摄像机就可以了。行为识别技术是自动化人工智能监控的典型技术，该技术能够实现自动化人工智能监控技术可以实现的很多方面的功能。行为识别技术的缺点是以照片的形式而不是视频形式来提供报警信息的，且只能探测到可疑物体而无法对可疑物体进行具体识别。行为识别技术存在的这些缺陷就不能满足用户对安全监控的更高要求。而步态识别技术是一种新兴的智能监控技术，该技术在视频监控的硬件要求、采集区域的光线要求、被识别人的不可伪装性、采集识别信息的距离等方面都要比面像识别技术具有更多更大的优处。
3.多媒体信号的数字化处理和远距离传输技术
变电站的自动化运行水平随着电子信息技术、网络传输技术、电力系统保护及自控技术的发展不断提高，极大地减少了人为操作事故的发生。目前变电站的自动化技术已经可以将现场的设备运行数据传送到较远距离的调度中心，而调度中心也能够对较远距离的现场设备进行调节控制。随着科学技术的进一步发展，将音像等多媒体信号进行数字化处理并实现远距离传输的技术也更加成熟，把这项技术引入变电站监控系统，就可以对变电站进行实时监视和遥控，实现无人化安全管理。
4.核心主机个性化
数字矩阵主机是监控管理的核心设备，也是智能监控发展的必然产物，以前很多开发生产模拟矩阵设备的制造商如今都改为对数字化监控主机进行开发生产，除了实现原有的矩阵功能之外，还合并了DVR功能，非常适用于大型监控系统工程中。DVR的产品模式对其他的监控管理主机发展具有很好的借鉴参考意义。
四、结语
为进一步加强钢铁企业变电站在安全运行、防火防盗等方面的监控和管理，实现自动化、智能化、简单化、便捷化的目标水平，很多的钢厂都在考虑建设集中式远程图像视频监控系统，对变电站的主控室、高压室、断电器、室外场地等所有监视点的现场进行实时监控，将图像信息实时传输到集控站或调度中心，还能够按照多种方式进行录象并保存视频资料。
变电站监控系统的智能识别和自动跟踪等新技术改变了传统监控系统过于依赖人的状况，并提高了监控的效果。
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变电站监控范文3
【关键词】变电站 自动化监控系统 设计
在经济社会快速发展过程中，社会各行各业对电力需求量逐渐增大，对供电安全可靠性也提出了更高的要求。变电站是电力系统中的关键环节，加强对其有效的监控，能够提升电力系统运行安全。基于此，加强对变电站自动化监控系统设计的研究具有十分现实的意义。
1 变电站自动化监控系统概述
在国家电力建设改革过程中，对电力系统改造提出了两点要求，第一，尽可能减少投资，提升建设效益，保证电力系统整体的运行水平；第二，确保电力系统运行的安全可靠性。变电站作为电力系统中关键的环节，与电力经济效益、安全运行息息相关。计算机技术、电子技术、通信技术等不断的发展，为变电站实现自动化监控提供了技术基础。变电站自动化监控系统就是运用这些技术，通过有效的设计，在硬件设备以及软件程序的共同支撑下，对变电站运行情况进行实时监控，保证变电站运行的安全性，对电网综合自动化发展做出巨大的贡献。
2 变电站自动化监控软件开发
现阶段，程序设计方法多种多样，但以模块化程序设计与面向对象的程序设计为主，将两者有效地结合起来，形成一套完整的变电站自动化监控系统开发模式。变电站自动化监控系统一般使用后台软件，结合模块化和面向对象的程序设计方式，基本上确定了后台软件应有的功能，由这些基本功能构成系统的主要特征。采用模块化程序设计的方式，将后台软件分为若干个子系统，包括数据库管理系统、报表系统、通讯系统、主控程序等等，每一个子系统由简单的数据关系构成，容易建立模型。因此，在具体的软件开发设计中，一般采用分层分析设计以及线程技术方法。
2.1 分层分析设计方法
根据变电站业务处理、控制流图以及数据流图等，明确后台监控软件的主要层次，即数据处理层、通信层、应用层、数据存储层等，利用分层分析设计方法，逐层进行分析与设计，对层与层之间的接口进行明确规定，降低开发的难度，提高数据接口的兼容性以及移植性。
2.2 线程技术方法
以线程技术为主的变电站监控主站，能够利用不同的线程完成不同的任务，合理区分线程的优先级别，就能够完成实时性不同的任务，提高了变电站监控系统中数据处理效率，保证各项紧急任务发生后系统的响应速度。
3 变电站自动化监控软件的构成
变电站自动化监控软件的构成分为三个部分，即底层数据服务器、中间层数据库以及高层应用程序。
3.1 底层数据服务器
该层具有数据处理以及通讯两种功能，能够接收到RTU采集的实时数据信息，包括变电站运行的状态量、模拟量以及时间顺序等等，同时还能够向高层程序层的RTU发送控制命令，并显示源码数据。对原始的数据进行有效的处理，形成实时数据，并及时传输到中间层数据库中，提供给应用软件使用，确保信息的实时性。
3.2 中间层数据库
中间层数据库主要是面向应用程序，具有系统功能分析，是整个数据信息结构的核心，能够为高层应用功能模块提供各种有用的数据信息。根据系统性能的不同，将数据库分为实时数据库、参数数据库、历史数据库以及辅助数据库几类。
3.3 高层应用程序
高层应用程序具有多个功能，包括监视功能、遥控遥调功能、数据采样计算处理功能、打印功能、接线图编辑显示功能、报表功能、参数管理功能、人机接口功能以及系统安全维护功能。该层的应用程序，能够将变电站运行的实时数据信息进行处理，并对数据库信息进行监测，发现异常情况就会发出警报，并做好备份工作。对相关的数据信息、报表等还能够进行打印，为系统设置、维护等提供配套的参数管理，根据用户操作内容的不同，设置有效的权限管理。
4 变电站自动化监控系统软件结构设计
在变电站自动化监控系统后台软件设计过程中，考虑到数据功能的组合与分散，系统通讯以及数据处理功能都是为高层应用程序提供有效的数据，如果将两者分开，必会影响数据处理的时间，也会增多数据传递时间，将处理过程复杂化。所以，一般需要将通讯与数据处理功能进行组合，形成一个独立的功能模块，我们称之为数据服务器，两者的组合能够节约数据处理时间，提高系统整体的效率。同时，数据库管理、报表功能、数据存储功能、远动功能等功能之间数据联系较少，独立性较强，可以实行分散，尽可能使其与应用数据发生联系，形成以数据为中心的功能结构，便于系统操作和维护。
值得注意的是，在变电站巡检操作人员操作设备过程中，在主控室操作后，又必须到现场查看并验证一次设备的实际位置，如果操作项目多的话，过程反复又浪费时间，自动化的程度还有待提高。假如操作人员在主控室或调度室就能查看一次设备的运行工况，则会大大减少操作人员的劳动量和时间。所以，未来的趋向将是在一次设备附近装设视频和声控系统，通过远动和通信系统进行数据采样和传输，运行操作人员在远方就能对设备的运行工况及状态变化情况了如指掌，同时又减少与高压设备危险接触的不定因素。但就目前而言，大部分人员计算机技术能力有待提高，只能进行简单分合闸操作以及线路改命名等简单的数据库编译工作等，遇到复杂问题仍需向厂家求助，这一问题需要后续解决。
5 总结
通过上述分析可知，随着社会经济快速发展，电力事业改革工作正如火如荼地进行中，各行各业对电能的需求量不断提升，给电力系统运行的质量提出了更高的要求。变电站是电力系统中关键的组成部分，是输电系统中关键环节，在信息技术、通信技术、计算机技术等的发展过程中，我们要通过合理的设计，建立变电站自动化监控系统，对其运行进行有效的监控，保证变电站运行的安全与稳定。
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变电站监控范文4
【关键词】智能电网；变电站；监控系统；远程控制
0 引言
变电网安全稳定运行水平。随着用电负荷的快速增长和负荷密度的加大，变电站的电压等级和变电容量不断提高，对供电可靠性的要求也越来越高。因此，必须提高变电站的远程监控系统智能化水平。传统变电站监控系统采用的是传统的模拟的监控方案，施工困难，维护困难，视频监看模糊，数据采集困难等。本次方案设计采用全网络智能高清化解决方案，相对于传统监控解决方案来讲全网络智能高清化解决方案战略，结合网络嵌入式解码设备，迎合数字化、高清趋势，增强整体解决方案能力，数字化、网络化，为用户提供更加先进更加合理的方案。
1 设计方案
1.1 系统构成
整个变电所监控系统由变电所站端系统设备，监控中心系统设备及网络客户端三个部分组成。系统结构如图1所示：
1.1.1 站端系统
站端系统主要指变电所的图像、报警、消防采集与处理，设备主要包括摄像机系统（摄像头及其辅助设备如护罩、云台、解码器等）、红外/烟雾报警器、网络视频编码服务器等。
站端从摄像机到网络视频编码服务器间采用的是传统的模拟信号处理方式，即根据监控场所环境和安装位置要求，有室内安装和室外安装两种形式，以及摄像头的控制类型包括固定（不可控）式和云台/镜头可控式两种形式。前端摄像头的视频（音频）信号通过模拟音视频线、光纤集中传输到站内机房的嵌入式网络视频编码服务器，由网络视频编码服务器对模拟信号进行编码压缩（采用MPEG 4）后编码为数字方式的IP信号，并通过TCP/IP网络向远端的监控中心传输。对可控的云台/镜头的控制，通过从网络视频编码服务器接出的RS485的控制线来实现，发出控制信号命令的可以是由远端的分控或主控中心通过TCP/IP网络发出的控制命令。
另外也可以在网络视频编码服务器上接入驻极体话筒和喇叭（或有源音响），用于语音对讲；接入红外报警探头以及门磁等设备，用于入侵检测报警；接入声光报警器，一旦发现有非法入侵，即予发出声光报警信号。同时，可以将报警信号与摄像机的预置位关联，联动控制摄像机的云台/镜头到相应位置，自动捕捉需要的画面。
1.1.2 监控中心系统
监控中心为系统的维护和管理中心，是整个系统的核心，主要负责视音频信息的处理，包括远程监视、录像、回放等；系统的控制，包括对站端的云台、镜头控制等；系统的管理，包括系统设置/配置等。
监控中心系统的设备主要包括中心服务器、视频工作站以及控制软件、存储设备和介质、电子地图/报警管理主机、图像显示电视墙等，对下属所有变电站的站端设备（信号）进行集中监控录像和报警管理。
1.1.3 网络客户端
网络客户端用户必须登陆监控中心的服务器，输入用户名和密码，完成身份验证后方可实现远程监控。
1.2 系统功能的实现
1.2.1 视频监控部分
采用智能跟踪网络高清云台，用于监看变电站站内和站外的视频监控，其中远距离传输用光纤高速球。同时前端还配置了网络硬盘录像机，用于采集、上传实时视频。当产生报警时，网络硬盘录像机联动对应的球机，球机将视角自动转到报警点位，使工作人员可以第一时间清楚的监看到现场的情况。网络硬盘录像机具备移动监测报警和外部报警，即当有人在开闭所走动时和外部报警信号触发时，都会产生报警并且在中心平台上联动视频监看。
1.2.2 环境量监测
采用灯光控制器、电子围栏、红外双鉴、门禁、烟感探测器、风速探测器、温湿度探测器和水浸探测器，这些探测器通过无线传感网将探测到的数据上传，最终传送到智能变电站视频监控中心系统，系统平台对这些数据进行处理和响应。
当电子围栏、门禁、红外双鉴、烟感探测器产生报警时，这些设备产生报警信号上传到网络硬盘录像机，网络硬盘录像机联动球机自动追踪到产生报警的设备上，同时网络硬盘录像机上传报警信号到智能变电站综合监控平台，平台自动跳转到报警视频上。假设烟感探测器检测到烟雾浓度超过正常值，产生报警后，平台可以直接监看到球机已经转到烟感探测器的位置，直接清楚的监看到现场的情况。
当风速探测器、温湿度探测器、水浸探测器产生报警时，这些设备产生的报警信号通过无线网络传输到智能变电站综合监控平台，平台自动联动到前端球机，用户可以直接监看到前端视频。假设水浸探测器检测到有水超过正常值，它将触发报警信号，通过无线网络传输到平台上。平台可以直接监看到球机已经转到水浸探测器的位置，直接清楚的监看到现场的情况。
1.2.3 中心服务器部分
中心服务器是整个系统的核心。其主要功能如下：
①对所有前端主控设备（PC-DVR、EM-DVR、DVS）远程管理和维护；
②管理包括视频工作站、电子地图/数字矩阵/报警管理主机在内的指挥中心设备；
③集中管理用户和用户权限；
④显示所有设备工作状态。
1.2.4 电子地图/报警管理主机部分
①递进式的二级电子地图功能；
②远程接收和管理报警功能；
③日志管理功能；
④方便快捷的图像调取和云台控制功能。
1.2.5 监控中心系统
监控中心系统是集控中心部分，主要由图像监控服务器，监控管理系统和监控客户终端组成。主要完成图像接收，图像解码，用户登陆管理，优先权的分配，控制信号的协调，图像的实时监控，录像的存储、检索、回放、备份、恢复等。具体是监控中心负责管理各远端或近端的监控现场设备，监控中心与变电所一一对应设置的解码设备将图像及报警信号还原后送到主控计算机，通过主控计算机显示图像和记录变电所的各设备、仪器仪表的情况，同时图像也可以在单独配置的大屏幕上显示。监控中心能够随意切换控制各变电所所有摄像机，当某变电所发生告警时，通过前端的网络服务器就可产生联动控制，如联动声光报警，并自动将摄像机切换到告警现场，监控中心可以自动启动录像。在电力局本部局域网内，可以通过安装客户端，根据权限的不同供局本部其它网络用户操作或浏览。
2 总结
目前，虽有对各专业的运行归口协调职能，但不能及时掌握运行状况和指挥处理运行障碍。各种运行管理联系松散，依靠原始的人工方式已不能满足电力系统安全生产的需要。要跟上发展步伐，必须在健全和完善电力网络的同时建立电力综合监控系统。电力综合监控系统将变电站的视频数据和监控数据由变电站前端的设备采集编码，并将编码后的数据通过网络传输到监控中心，实现对前端变电站“立体式”监管。
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变电站监控范文5
500千伏梅里变是华东电网的重要结点，是无锡地区的主要电源点及负荷交换中心之一，采用综合自动化站的典型设计。一次部分500千伏采用一又二分之一接线、220千伏采用双母双分段接线，主变采用单相容量334兆伏安的三相分体式ABB主变共两台。全站为分层分布式布局，设500千伏、220千伏继保小室。现场采用南瑞中德公司的6MD系列测控装置、后台监控后台采用RD800系统，具体界面由南瑞电网公司设计。由于后台系统原为调度使用，因此在实际运行过程中出现了一些问题。其中监控界面的问题较为突出。经过总结，笔者认为在类似梅里变设计的综自站，其监控界面设计主要应注意以下几个方面。
一、主界面和分界面的布局问题
传统站运行人员监控工作主要通过中央信号屏进行。其主要采用单一平面布局——将各种仪表、信号灯、光字牌、一次接线图及相关操作开关并列布置在中央信号屏上。
由于综合自动化站采用了以计算机应用技术、自动化监控后台技术和网络通信技术为核心的综合自动化技术。因此改由监控后台机（工程师站）担负起传统站中央信号屏的监控作用。同时监控后台机（工程师站）还可以为运行人员提供“实时主接线图、模拟操作图、后锁、变电站日常报表”等多种集成功能。虽然监控后台机（工程师站）多采用大尺寸电脑屏幕，但是如此众多的监控界面是无法像中央信号屏那样采用单一平面的布置方式的。因此如何设计好监控主界面和分界面的布局对于充分利用变电站综合自动化技术是十分重要的。
根据各监控界面的功能不同，可采用分层布局将“主接线图”、“500千伏接线图”、“220千伏接线图”、“所用电接线图”、“光字牌图”、“监控系统工况”、“变电站日常报表”、“监控数据检索”等做成按钮并列布置在主界面上。各按钮对应相应分界面。
该布局的主要好处是：
1、主界面简洁明了，便于运行人员监盘；
2、各按钮分工明确，便于运行人员操作；
3、采用树状分层布局、便于维护，添加新模块。
在各界面的具体设计时应充分考虑相关规程规定和现场运行人员的习惯。如一次系统图布局应与现场实际布局相对应；母线应与连接线有明显粗细区别；开关（断路器）和闸刀（隔离开关）的分合状况显示应清楚明了，并带有相关声响等信号；各种负荷实时数据应以图格的形式清晰地显示于各对应的接线界面等。以上种种细节可视各站具体情况有所注意。
二、光字牌布局及设计问题
在传统站中光字牌是运行人员监视站内设备运行状况、保护动作情况等的重要的信号。其主要由现场继电器等硬件接点触发，通过中央信号屏上的小灯照亮对应的字牌而反映。随着中央信号屏的取消，在综自站，传统光字牌也被监控后台机（工程师站）的虚拟光字牌取代，由于虚拟光字牌的信号即可取自现场硬件接点，又可通过监控系统内部软件判断逻辑触发。因此其提供给运行人员的信息内容比传统光字牌丰富的多。如何对监控信息进行取舍，设计对应的光字牌，同时对光字牌进行准确命名、分别归类？这对于运行人员监控现场设备，及时发现和处理异常及事故情况是尤为重要的。
1、在光字牌布局上，可以按“500千伏部分”、“220千伏部分”、“35千伏部分”、“公共部分（如站内水泵光字牌、UPS电源情况、交直流光字牌等）”进行分类。各自设计主光字牌（主光字牌数量应少，便于监盘），采用分层布局（分层不应过多以3层为宜）对应各分光字牌。其中500千伏部分还可分为各线路光字牌（包括线路保护）、各开关光字牌（包括开关保护）、母线光字牌（包括母差保护）等。220千伏部分可分为各线路光字牌（包括相应线路、开关保护）、母线光字牌（包括母差保护）等。35千伏部分可分为各电抗器、各电容器光字牌等。
2、在光字牌内容上，对于二次设备应该有反映保护工作状态、保护动作状态、保护电源状态等的光字牌。一次设备应该有反映设备工作状态（如开关漏氮闭锁）的光字牌。
3、在光字牌的命名上，应力求准确、简洁、明了。如在梅里变投运初始，曾有过“开关同期同期”的光字牌（实为开关同期满足）。给运行人员的实际工作造成了一定的困惑。
4、在光字牌的设计上，应使光字牌在设备正常时不亮。如在梅里变投运初始，曾有线路PT有电的分光字牌常亮，从而使相应的光字牌也常亮，使光字牌主界面失去了对事故、异常的警示作用。
三、操作界面设计问题
除了监视现场设备外，监控界面一般还是变电站运行人员进行倒闸操作等工作的主要平台。因此，如何正确设计操作界面，是保证变电站运行人员正确进行操作的重要基础之一。
根据现场运行实践，操作界面的设计应做到以下几点：
1、操作界面中有关设备及其运行状态应清晰可靠，并显示相关运行编号，大小应适于操作；
2、各操作界面应设计统一的线条，开关、刀闸的比例应合适；
3、操作菜单应该可靠定位，菜单内容应符合现场运行实际情况，并且简洁明了；
4、操作菜单各项内容排列不宜过分紧密；
5、在操作界面中应可以进行实时操作界面和模拟操作界面的快速切换。
其中以下两点要特别注意：
1、各操作内容名称应符合各站实际操作习惯。操作子菜单的内容可只包含：“遥信对位”、“所有遥信对位”（以上两项起到信号复位操作功能）；“遥控”、“无压遥控”（以上两项起到遥控操作功能）；“预操作分”、“预操作合”（以上两项起到模拟预操作功能）。因为在实际操作时若菜单内容过多，操作时很容易点错内容。轻则影响操作过程、增加操作人员心理压力，重则引发不必要的误操作。
2、要形成独立的或与主接线图明显区别的一次操作模拟图，如可用不同的屏底色及明显的文字标识。同时模拟操作界面应包括现场需要手动操作的实际设备（如现场PT次级空气开关、有关手动地刀等）的模拟操作。否则在模拟预演时会出现模拟作无法正常进行的情况。
四、界面细节美工设计的问题
由于运行人员需要长时间监视监控界面。因此该界面细节美工设计就显得较为重要了。若界面细节美工设计得当则可以避免或延缓运行人员视觉疲劳，提高安全运行效率。否则会使运行人员对界面产生抵触情绪，减少监盘时间，从而带来一定的安全隐患。
界面细节美工设计应注意以下几点：
1、颜色、形状、字体一致。即一方面界面颜色、形状、字体与国家、国际或行业通用标准相一致。另一方面界面颜色、形状、字体自成一体，各同设备及其相同设计状态的颜色应保持一致。
界面细节美工设计的一致性使运行人员看画面时感到舒适，从而不分散他的注意力。对于新运行人员，或紧急情况下处理问题的运行人员来说，一致性还能减少他们的操作失误。
2、颜色、形状、字体分明。即各设备的不同状态应用易于分别的不同的颜色或相同颜色的不同形状显示。同时各颜色、形状的含义简洁明了。如选择红色的实心小长方形和空心小长方形分别代表开关的合闸和分闸状态。用灰色的小长方形代表开关中间状态。
易于分辨的细节设计，对于运行人员来讲。可以更容易、及时的发现设备的变位情况，及实时运行方式。使正常操作和事故异常处理准确性提高。
3、背景颜色设计不宜过分鲜艳。报警信号应颜色醒目（如组操作界面可采用浅蓝色调，光字牌应采用红色等）。
变电站监控范文6
关键词：一体化电源；变电站；认知；自适应
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.142
0 引言
常规的变电站站用电源分为交流电源监控、直流电源监控、电力用交流不间断电源监控、通信电源监控等，各个子系统采用分散设计，独立组屏，设备由不同的供应商生产、安装、调试，供电系统也分配不同的专业人员进行维护管理。这种设计方式会带来很多局限性例如：自动化、信息化程度不高；经济性差；安装、服务协调较难；运行维护不方便等。
由于不同厂家的电源装置存在技术上的脱节不协调，在运行调试时遇到很多问题，有时甚至影响设备的正常运行，特别是对于智能变电站和无人值班电站，影响更大。如果系统软件的需求增加、数据的增减，可能会导致一体化电源系统的与直流、交流等电源系统软件版本不匹配，设备无法正常运行。
基于此我们将按照层次化、模块化的设计方式，采用基于认知的自适应匹配的通信机制，涉及了一套智能变电站一体化电源系统。本系统将全站交流、直流、UPS、通信电源装置统一管理，实现一体化配置、一体化监控，系统结构简单，对上对下的接口丰富，将各子站用电源装置通信网络化，实时监测一体化电源系统与上位机的软件版本是否匹配，无需手动修改配置，使用时灵活方便，提高了配置维护效率。
此系统投运后，可以对整个电源系统的信息采集、状态检测、故障预警、过程控制进行统一的集中管理。从技术上保证了系统的准确及时预警、故障的及时发现和处理。一体化电源总监控装置，可以作为变电站电源系统的集中控制平台，实现对整个变电站电源系统的集中监控，由专门的一体化电源运行人员来监测和维护。
1 智能变电站一体化电源监控系统架构
一体化电源监控系统采用分层次设计，每个电源子系统可以有独立的分监控，保证了电源运行的独立性，不会因为某一部分电源故障导致整个一体化电源系统瘫痪。同时，设置一体化电源总监控装置对各子监控进行统一、集中管理，使整个一体化电源系统形成一个有机的整体。
系统采用分层分布式设计共分三层，分别为总监控、分监控层、采集模块层。具体系统架构如下图1所示。
一体化电源总监控系统为总监控，相当于数据采集装置，负责对下采集各个分监控的数据，并负责对上转发采集数据，处理上级数据处理中心的控制命令并下发到装置中。监控装置通信方式多样，与后台进行通信时支持CAN，RS-232，RS-485，网线等通信方式；并且支持多种通信规约，通信电力常用的RTU-MODBUS规约，CDT规约、IEC101规约，IEC103规约，IEC104规约，IEC61850等。
直流电源监控、交流电源监控、通信电源监控、逆变电源监控为分监控，负责对下各个智能采集模块的数据采集和控制操作，对上（总监控）数据传输和命令响应。同总监控一样可以支持多种接线方式和规约。可以根据各个变电站的实际应用灵活配置。
采集模块层主要负责变电站各个基础单元的数据采集与控制执行。采集模块的数量、有无可以通过在各个分监控装置内灵活配置。因为总监控可以适应多种通信方式和规约。所以无需重新添购装置和设备，直接将现有变电站的各种模块接入分监控即可。对于新建站，可以采用图1一体化电源监控系统架构框图种列出的各种模块。其中，采样模块主要采集各个系统的母线电压、电流等重要信息。开入模块主要采集各个系统的开关状态、馈线状态、馈线接地报警等信息。开出模块实现控制开关的实时控制和报警动作的开出等。绝缘检测装置、电池巡检模块、充电机、UPS、ATS等模块可以根据各变电站的实际需求接入相应的设备。
2 智能变电站一体化电源监控系统
2.1 分层式设计
现有的电源监控装置，多使用工控机（电脑）或者插板式（多个模块集合式）装置。这种一体化电源监控装置存在以下缺陷：
（1）造价高、成本投入大；
（2）体积大、安装配置不方便；
（3）一体化装置显示形式单一、界面不够丰富。
（4）功能比较固定，配置不够灵活。
鉴于以上情况，将一体化电源监控系统采用分体式电源监控设计。电源监控由三部分组成，包括信息管理模块、人机交互装置、电源模块。如图2所示。
电源模块负责给信息管理模块和人机交互模块供电。信息管理模块负责系统所有数据信息的采集、保存、处理、传输等工作。人机交互模块负责数据展示和与人交互等工作，与信息管理模块通过串口进行通信和数据的交互。
2.1.1 信息管理模块
通信管理模块为以高性能的32位ARM芯片为核心使用linux系统的信息综合处理平台，提供了多种接口（16路串口、2路CAN通讯口、2路USB口、2路网口、1路B码对时口等），支持多种规约。
通信管理模块应用软件采用模块化、层次化的设计方式，方便以后代码的移植以及升级维护。本软件设计可分为三层，数据采集层、通讯控制层、业务逻辑层。数据采集层主要负责完成数据的采集功能，与智能采集模块进行通信；通讯控制层是本系统的基础层，它衔接数据采集层与业务逻辑层，实现整个系统的数据管理及信息的上传下达。逻辑业务层是针对一体化监控的逻辑控制功能整合，其中包括充放电管理、开出管理、报警管理、事件管理、自动硅链控制等。
2.1.2 人机交互模块
人机交互模块采用MCGS触摸屏。该触摸屏造型小巧，结构简单，便于安装。具有耐高低温、防电磁干扰，运行稳定等特点，能够适应变电站对设备的工业级要求。
人机交互模块的软件采用图形化设计，可直观展示变电站的系统结构图、系统接线图，并且可以显示各个单元的实时开关状态，电压电流等模拟量数据和报警提示。根据需要可以产生充放电曲线，电池电压电流等数据的报表。
2.1.3 电源模块
电源模块使用AC220V/110V转DC24V开关电源作为监控电源模块给监控信息管理模块和监控人机交互模块供电。
2.2 基于认知的自适应的通信方法
智能电网是电网技术发展的必然趋势。通讯、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用，并与传统电力技术有机融合，极大地提升了电网的智能化水平。目前电力设备的通信机制是先人工手动配置端口信息，然后保存参数重启生效。如果下位机更换其他类型的设备需要重新修改配置，然后保存参数重启生效。这种配置修改-保存-重启的机制对操作人员的技术要求高，灵活性、兼容性差。
基于上述问题我们将认知的自适应的通信机制应用到一体化电源监控系统中。从通信系统的角度认知包含的基本功能：观察、学习、记忆、决策，即对获取的信息以及当前观察结果做出响应。本方法满足了用户需求的灵活可靠通信。
基于认知的自适应的通信系统，包括：智能系统和外部环境。智能系统通过接口与外部环境通信；外部环境包括下位机模块和后台。
智能系统包括观察模块、自学习模块和行为模块。观察模块与自学习模块通信，自学习模块与行为模块通信。
观察模块包括消息单元和系统内部状态单元，根据系统的内部状态从自学习模块获取信息向下位机发送消息，并将收到的消息给自学习模块。消息单元指系统与下位机通信的数据，模块之间交互的数据。系统内部状态单元包括端口未配置、配置中、配置完成和启动异常。
自学习模块包括依次连接的推理单元、信息库、学习单元和策略库。自学习模块接收观察模块的消息，通过学习和推理制定发送策略，在信息库中查找相应的发送信息。对收发的信息进行学习和推理，制定相应的配置策略。推理单元指对接收到的已知消息进行处理，推断出下位机的类型。信息库指所有系统支持的下位机的消息集合。学习单元指对消息的观察、推理。策略库包含未配置的发送策略、配置成功后的发送策略、配置策略、转发策略、分组策略。
行为模块包括自适应配置单元、数据转发单元和分组调度单元。根据学习模块的配置策略对设备进行配置，系统将接收到的测点数据根据不同类型分组向后台转发。自适应配置单元根据系统端口下接设备的不同自动匹配，无需用户手动修改配置文件。数据转发单元用于将测点数据对后台转发。分组调度单元根据数据类型的不同、测点数据的个数分类型分组的发送。
本方法具有自动识别下位机，方便操作，灵活性、兼容性强的优点。
3 现场应用及优势
本项目开发完成的智能变电站一体化电源系统，已通过了电力工业电力系统自动化设备质量检验测试中心的型式试验；目前，本项目已通过有关专家的鉴定，并在全国多个省市供电公司推广应用，得到一致好评。
与我公司及行业内现有产品相比具有以下优势：
（1）整个系统的网络化、智能化、数字化水平更高；一体化设计，多套系统可共用蓄电池组，经济性更好；一体化设计，分布式实现，更注重故障隔离；
（2）一体化电源对内统一设计，对外统一通信接口，依据行业推荐标准进行模型及通信接口，兼容性更好；
（3）整个系统安装装配方便，不占用单独的屏体。布局方便，节省成本；
（4）本系统自动识别下位机，降低了维护人员的技术要求，操作方便，灵活性、兼容性强 提高了施工效率，减少了维护成本。
