地區變電所消防集中監控管理系統應用研究

石 浩 ，孫文華 ，張 劍

(1.常州供電公司，江蘇常州213000；2.江蘇省電力公司電力科學研究院，江蘇南京211103)

隨著綜合自動化變電站改造工作步伐的不斷推進，變電站供區范圍越來越大，覆蓋用戶越來越廣，為保護電力生產的安全和避免國家財產的損失，防火救災逐漸成為電力生產中重要的課題。同時隨著城市電網的發展，變電所逐漸技術升級，部分變電所開始實行無人值班模式[1-5]。傳統的有人值班變電所安裝了消防自動報警系統，可以起到火災預警作用。變電所實行無人值班后，這些消防系統失去了功用。因此，對于無人值班的變電所需要探索建立新的消防模式。文中提出的地區變電所消防監控管理系統，基于電力局域網，實現了變電所消防集中監控。并進一步的提出了利用物聯網技術，通過對外界的感知，構建傳感網測控網絡，將火災報警接入智能變電站的輔助決策系統的方案。

1系統整體結構

地區變電所消防監控管理系統系統整體結構如圖1所示，整個消防集中監控管理系統由監控計算機、以太網、監控終端、火災報警控制器組成。火災報警控制器主機通過監控終端串口轉以太網設備接入局域網，每個監控終端串口轉以太網設備需要設定一個固定的IP地址，監控中心的監控計算機通過局域網與監控終端進行網絡通信，從而得到火災報警控制器主機的各類數據。網絡通信采用TCP/IP協議，監控計算機與每個監控終端建立TCP連接，保證數據可靠傳輸。以太網可以利用目前的局域網，只需將各變電所內的監控終端就近接入局域網接入端口，施工方便，投資省，便于擴充。

2系統各組成部分的功能

2.1監控終端

監控終端接收火災自動報警裝置發出的火警告警信息并將其發送至監控中心。監控終端能接受來自監控中心的命令，對自身的狀態進行調整。監控終端的通信口通過光電隔離后與火災自動報警裝置相連，能夠實現各種火災報警控制器協議的分析，通信協議符合公安部《火災自動報警系統監控網絡通信協議》。

1臺監控終端有6個通用通信口，3個可用于與3臺不同型號的火災自動報警裝置連接，2個可用于與監控中心通信，1個用于備用兼調試。

監控終端還具有如下功能：對時功能，通過接收火災報警信息中心的對時命令，使終端時間與監控中心時間一致；手動報警功能，能將告警信息記錄在本機內，確保在掉電情況下不丟失記錄信息；主備電源自動切換功能；自檢功能；聲、光提醒功能，提示監控終端的工作狀態，使變電所運維人員在巡視過程中對設備工作狀態一目了然，及時發現設備或系統的異常情況[6]。

2.2監控管理系統

監控管理系統用于對火災報警控制器進行集中監控。監控中心計算機與火災報警控制器之間的通信采用主動上報和定時輪詢的方式，當火災報警控制器監測到告警信息時，主動發送到監控中心；平時，監控中心按照設置的時間間隔輪詢各個火災報警控制器。為了火災報警控制器的安全運行，監控中心目前只是實時采集各火災報警控制器的運行情況，而不對火災報警控制器進行控制。如果設備不頻繁告警，每天的通信次數較少，每次通信的數據量較少，小于1k字節，所以局域網的通信負擔較小。

（1）報警功能。監控計算機收到報警信息后，通過聲光告警提示監控人員，并對報警點進行定位，在變電所地理位置圖、樓層圖形以及探測器布局圖中顯示具體的報警對象。監控人員根據不同類型的告警信息進行相應的處理。根據預先設定的告警信息類別，對火災報警、設備故障報警、網絡中斷等發出不同的告警音響；根據預先設定的告警信息的優先級別，先提示優先級較高的信息，例如對于火災報警，優先級為最高的緊急告警；報警信息提供多種提示的手段，包括信息提示窗、自動彈出相關的樓層圖形和文字信息、聲音、語音提示等；根據需要，可以通過發送手機短信方式自動向相關管理人員通告。

（2）安全管理功能。該系統的功能包括操作人員的權限管理和系統的防病毒能力。操作員的權限管理是指系統對操作人員設置登錄密碼和權限，共分三級，第一級為一般查詢，第二級為操作員，能對系統進行操作，但不能修改系統，第三級為系統管理員，可以對系統修改、擴充。系統對操作員的操作過程都記錄在數據庫中，以備日后查詢和分析。系統的防病毒能力主要是采用防病毒軟件，并進行定期的病毒數據的升級。

（3）系統自身運行狀況監控功能。系統自身運行狀況監控功能包括：對監控終端工作狀態的監測；對通信線路工作狀態的監測；對計算機工作狀態的監測。

（4）數據庫管理功能。采用標準的商用數據庫系統為數據庫平臺，系統數據庫用于存儲該系統運行的實時數據、歷史記錄數據、分析結果數據、運行日志、監控人員的操作日志以及設備資料數據等。并能根據信息分類生成各種專用數據庫，具有在線查詢、修改、處理、打印等功能。數據庫系統除了向該系統提供數據庫服務之外，還向外界提供標準的數據庫查詢接口，便于信息共享。

2.3系統的性能指標

（1）從火災報警主機發出火警信號到監控中心得到火警信息的時間小于15 s。

（2）監控中心內部計算機設備的時差不大于2 s，監控中心與監控終端的時差不大于10 s。

（3）系統可接入的監控終端數量不少于1 000個，并可擴充。

（4）每個終端的告警點數量不少于65 000個。

3消防集中監控管理系統運行維護

該系統的日常運行維護主要由變電所運維人員、調度監控人員以及維保單位三方共同承擔。變電所運維人員將監控終端以及站端探測器的運行狀況作為日常的巡視內容之一，一旦發生故障，立即聯系維修，確保站端設備的運行正常。調度監控人員負責整個監控管理系統的監控，對系統發出的告警信息進行及時處理，包括火警信息、網絡中斷信息、監控終端異常信息等。維保單位每月一次對系統告警信息進行分析整理，對運維和監控人員的故障請求快速響應。該系統在常州地區投入運行以來，從根本上促進了地區變電所的消防設備管理，并對多起火警及時進行了預警，為將火災消滅在初期贏得了時間，避免了重大火災的發生。

4智能變電站的接入方案

隨著智能變電站技術的發展，將火災報警系統接入智能變電站監控后臺，實現與變電站電網運行信息的融合是發展的趨勢，火災報警可利用物聯網技術，通過對外界的感知，構建傳感網測控網絡。在傳感網測控平臺基礎上建立智能監測與輔助控制系統，實現圖像監視、安全警衛、火災報警、主變消防，全面實現變電站智能運行管理，具備“智能監測、智能判斷、智能管理、智能驗證”功能。

智能監測與輔助控制系統主要由以下部分組成，如圖2所示。系統主要完成以下功能：與集控站控制主機完成自動數據交換，接受集控站的命令，完善與變電站綜合自動化設備的IEC 61850協議通道；在線監測輸變電設備的運行溫度，如主變套管、穿墻套管等接頭的運行溫度，為狀態檢修提供數據支撐。

傳感網測控網絡系統包括傳感器節點和匯聚節點。傳感器節點包含了溫濕度傳感節點、煙霧傳感節點、水浸傳感節點等設備。各傳感節點監測的數據經匯聚節點匯聚后上傳至主機。

5結束語

地區變電所消防監控管理系統超越了傳統的火災自動報警系統的概念，用網絡管理使分散多處的單獨火災自動報警設備采用計算機技術和現代網絡通信技術有機地融為一體，進行遠程監視，及早發現火災險情，對火災自動報警系統進行更科學的管理，使之達到一個新的應用水平。該系統在常州供電公司已經全面建成，現在所轄地區所有變電所納入該系統監控范圍，

在安全生產中發揮著重要作用。隨著城市消防遠程監控系統的建成，未來將考慮該系統與城市消防遠程監控系統的連接，達成與城市消防接出警中心、城市應急指揮中心更加高效的聯動。

[1]柳建國，孫 偉，胡 青.水布埡電廠的消防監控系統[J].水電與新能源，2010(5)：30-31.

[2]吳道倉，辛劍軍，李光勇.清江梯級水電站大壩巡檢系統建立[J].湖北水力發電，2007(2)：28-30.

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[6]陳偉男，胡文綱，彭橙廉.城市火災自動報警信息系統的設計與實現[J].計算機輔助設計與圖形學學報，2005(8)：1867-1872.