基于inms的電源監控系統的設計與實現

田野

南方電網公司河池供電局

基于inms的電源監控系統的設計與實現

田野

南方電網公司河池供電局

為了減少維護人員工作量、提高通信電源的運行維護效率，本文以南瑞電力通信綜合網管系統（ECM-INMS）為平臺，結合串口服務器、PCM4線E&M信令對電力通信電源監控系統進行設計改造，實現了電力系統通信網的空閑資源的合理利用，完成變電站通信電源24小時不間斷實時監視及信息反饋功能。通過該系統的現場運行記錄表明，電源監控系統工作穩定，自動化程度高，有力的保證了電力系統的安全穩定運行，具有很強的工程應用價值。

ECM-INMS；E&M信令；電源監控；串口服務器

ECM-INMS；E&M信令；電源監控；串口服務器

前言

近幾年來，隨著電網規模不斷擴大，電力系統對通信網絡提出了更高的要求[1]。通信電源作為通信系統核心組成部分，一旦發生故障，輕者會影響通信設備的安全穩定，重則導致通信系統癱瘓，引發電力系統重大安全事故[2]。

然而，與通信網絡飛速發展不對應卻是通信人員的極大短缺。以河池供電局為例，截止2012年8月，河池供電局所屬變電站總數43座，無人值守站高達35個。其中單程耗時超過3.5小時變電站6處；各個變電站單程平均耗時為2.5小時左右。通信維護人員總數12人，不計運行人員，檢修人員數共8人的。這樣通信人員的維護量十分巨大。根據每月的定期巡檢或不定期報告，以及變電站巡維中心的巡視報告判斷電源運行狀態無法及時有效的發現、處理電源故障，為電力系統的安全穩定運行埋下很大的隱患。因此，實現電源運行狀態的實時檢測就成了迫在眉睫的問題。

1 技術現狀

目前，電源監控的方式大致分為如下幾種：串口通信[2][3]，web通信[4]、GSM通信[6]。串口通信速度比較慢，傳輸距離受限制；web通信方式不適合數據直采的監控方式；GSM通信需要額外加裝GSM模塊，技術要求較高、成本大，不利于技術更新與大范圍的推廣。電力系統中運用的調度自動化系統（OPEN2000）功能復雜、無法兼容其它平臺、改造升級難于實現，無法滿足電源監控的要求。本文以南瑞電力通信綜合網管系統（ECM-INMS）為平臺，利用電力通信網的空閑資源改造電源監控系統，實現了對變電站通信電源24小時不間斷的實時監視及事故報警，提高了工作效率，減輕了運行維護人員的工作量[7]。

2 監控系統結構

本次搭建的監控系統屬于地市級監控系統，系統大致分為三大部分：網管系統、變電站遠程監控子站以及變電站采集單元如圖1所示。

圖1 監控系統網絡構成

2.1 網管系統

網管系統作為電源設備的操作維護管理點，用于對局站內所有設備進行監控管理。它主要向各個子站發送檢測命令，匯集子站采集的監控數據并進行存儲和處理，按要求向監控人員傳送實時數據、歷史數據、告警信息、設備狀態信息等狀態信息。

2.2 變電站監控子站

變電站監控子站分為兩種，一種為南瑞通信專用DQU系列數據采集設備。該設備的功能就是直接采集遠端通信站機房的環境量、電源和各種相關設備的遙信、遙測數據，并將采集到的數據上傳，以實現遠程監控的目的。數據采集組成如圖2所示。

圖2 數據采集設備組成框圖

為節約成本，根據網管數據采集要求，本文設計利用串口服務器作為監控子站，將變電站電源運行數據利用虛擬串口通信模式傳輸到數據庫服務器中，為網管做分析提供相關參數。該模式適用于串口設備由電腦控制的485 總線或者232 設備連接。

專用DQU系列數據采集設備、成本相對較低的串口服務器成本過高，適合于220kV以上變電站的采集，不適合變電站數量較多且分散的應用環境，而且對于需要監控信息較少的變電站，子站監控模式出現了功能浪費。

2.3 基于四線E&M的變電站數據采集方式

為充分利用通信資源及實現110kV以下變電站全覆蓋，利用E&M信令線的控制功能實現電源失壓和直流掉電監控功能。

M線：空閑時，開關斷開。占用時，開關合上。等效電路如圖3所示。本端狀態與對端E線電流有關。

圖3 M線接口等效電路

E線：空閑時，b點電壓為-48V。占用時，等效電路如圖4所示。

圖4 E線接口等效電路

3 應用效果及分析

該系統在河池供電局試運行，效果顯著，主要表現在以下方面。

3.1 減少了故障處理時間。電源監控系統實時監視及準確快速報告電源工作狀況，有利于故障點的查找及故障排除，減少了故障反應時間，有利于業務的快速恢復。以東蘭變電站為例，故障處理時間比較如表1所示：

表1 故障耗時表

根據表中數據顯示，由于監控系統反饋信息準確，大幅度減少了檢修人員的工作量，極大的提高了檢修人員的工作效率。

3.2 該系統試運行50天，系統告警統計如表2所示。

表2 系統告警統計表

由表2所示，與系統運行前相比，故障信息獲取由220kV到包括110kV，從被動報告到主動收集，提高了運行維護工作的效率。

與上年同期故障數比較如表3所示。

如表3所示，系統投運前無法第一時間明確故障原因，同時，由于缺乏有效的監控手段，無人值守站的故障難以及時發現處理。投運后發生故障15處，系統報告15處，故障告警準確率100%，避免設備停運導致的業務中斷。

表3 故障和故障報告統計表

3.3 該系統通過自動短信平臺實現24小時報告，有效提高了運行維護的水平。故障報告統計表如表4所示。

表4 故障報告統計表

如表4所示，應用前監控手段比較落后,被動的等待難以及時發現并處理故障，容易造成嚴重后果，通過自動短信平臺實現了24小時監測報告，有利于事故發生后的快速反應處理，為電力系統安全穩定運行提供了有力的技術保證。

4 結語

通過利用南瑞的imns綜合網管系統對通信電源監控系統進行升級改造，特別是利用E&M通信模式實現110kV變電站以下變電站全覆蓋，極大的減輕了通信人員的工作量，同時也提高了通信專業快速判斷和定位故障點的能力，有力的保證了電力系統的安全穩定運行能力。同時由于實現了串口服務器以及E&M接入方式，最大限度的降低了系統建設及運行維護成本，以及網管系統的運行維護和技術改造簡單易行，適合應用于各種環境中，有利于大規模的推廣應用，具有很高的實用價值。

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[2]楊寧,殷雷.智能化變電站站用電源監控系統的設計與實現.安徽電力,2010(2):41-44

[3]錢志根,王紅傳.區域級通信電源監控系統的實現及發展.通信電源技術,2008(3):56-58

[4]陳文輝 高遠.基于CAN總線的電力直流電源監控系統的設計李克儉.工礦自動化,2008(1):93-95

[5]周新中,李月.基于TCP／IP協議的電源監控系統.吉林大學學報：信息科學版,2004(6):583-586

[6]王洪霞,孟麗囡.基于GSM短消息的通信電源監控系統的設計.通信電源技術,2010(1):60-62

[7]江琳,李宏.基于PLC的電解電源監控系統設計.電子設計工程,2009(2):75-7

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.051

2010年茂名職業技術學院教科研項目“茂名職業技術學院圖書館文獻資源的建設及利用研究”成果之一