變電站通信機房動力環境監控系統建設研究

摘要：文章通過對惠州電網變電站通信機房內需要重點監測的設備、環境量、動力量的分析，提出搭建基于TCP/IP網絡結構的動力環境監控系統，通過分站控制單元、電池采集器、溫濕度傳感器、煙霧傳感器、水浸傳感器、空調控制器將機房的動力和環境量上傳至服務器，實現實時監控通信機房狀態。

關鍵詞：惠州電網；變電站；通信機房；動力環境；監控系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP274 文章編號：1009-2374（2015）36-0012-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.36.005

隨著惠州電網的不斷發展，變電站通信機房越來越多，絕大部分機房均無人值守。由于缺乏監控，已經多次發生因未及時發現變電站內交流中斷且蓄電池電量耗盡導致全站通信設備中斷的事故；通信機房斷電后空調未重新啟動，導致機房溫度過高，從而使通信設備產生誤碼的情況也時有發生。變電站通信機房分布地域廣泛，站點多且分散，單純依靠人力定期巡視的傳統方法不但維護效率不高，且耗時費力，對于地處偏遠的通信機房更是顯得力不從心，無法及時發現和處理通信機房的異常情況。因此，有必要引入變電站通信機房動力環境監控系統來改變這種被動的局面。

1 變電站通信機房動力環境監控系統的意義

變電站通信機房的各項參數，如交直流電源狀態、電池、溫濕度、水浸等，對通信網的穩定運行有重大影響，在維護人員緊缺、設備維護量大的情況下，對機房配電、空調等進行現代化監視、控制和管理顯得尤為必要。具體來說，變電站通信機房動力環境監控系統對實現通信機房的監管和維護有以下意義：（1）為電力通信系統提供一個穩定、可靠的監控平臺，提高設備的管理和維護水平；（2）實時掌控設備的運行狀況，提高設備運維的針對性、及時性；（3）維護模式實現從人工巡視到智能監控的轉變，提高電力通信系統的運行穩定性，降低人力資源成本，減少維護費用。

2 惠州電網變電站通信機房動力環境量監控需求分析

惠州電網目前共有通信站點135個，其中獨立通信機房76個，獨立通信蓄電池室53個，需要在獨立通信機房及獨立通信蓄電池室中實現監控電源狀態、機房溫濕度、煙感、水浸、空調遙控等功能。

2.1 電源監控

通信電源監控包括通信電源交直流的運行狀態及告警等信息監控，具體包括：監測輸入交流電壓、電流的數值；監控直流過壓、欠壓、過流告警等狀態；監控電源模塊故障；監測直流負載、各電源模塊電流、蓄電池電壓、充放電電流、空氣開關跳斷告警、熔斷絲狀

態等。

2.2 溫濕度監控

根據《廣東電網有限責任公司通信機房技術標準》的要求，變電站通信機房要求溫度為18℃～28℃，相對濕度為35%～75%；通信主機房內溫度變化率低于5℃/h，不得凝露。機房動力環境量監控系統需監控獨立機房的溫濕度，當監測到溫濕度不符合上述條件時，系統需產生告警，及時通知運維人員。

2.3 煙感監控

根據參考文獻[2]的要求，通信機房灰塵粒子濃度直徑大于0.5μm的灰塵粒子濃度不可多于3500粒/升，直徑大于5μm的灰塵粒子濃度不可多于30粒/升。機房動力環境量監控系統需根據上述閾值設立煙感控制，一旦發生異常情況及時報警。

2.4 水浸監控

在雨季，通信機房天花、窗戶可能有滲水現象；空調排水管堵塞、空調故障等原因也會造成空調漏水。若不能及時發現，可能造成機房內通信設備短路、損壞。有必要在機房動力環境監控系統中增加水浸監控功能，在空調附近、窗戶旁等位置設置水浸傳感器，發生水浸時及時告警。

2.5 空調遙控

變電站內通信設備運行時發熱量較大，空調意外停運時機房溫度能達到40℃以上，嚴重威脅通信設備的穩定運行。機房動力環境監控系統需設立空調控制，實現機房溫度的遠程調節。

3 惠州電網通信機房動力環境監控系統建設方案

根據上述需求分析，惠州電網變電站通信機房動力環境監控系統建設需要對通信機房電源設備、溫濕度、水浸、空調等各項參數進行監測及控制，并提供對應接口協議的動力環境設備進行數據監控接入。通信機房動力環境監控系統通過搭建基于TCP/IP網絡結構的統一監控平臺，系統具有開放性、可靠高效的兼容性，后續擴容只需安裝相應設備，接入原有系統，即可實現對機房環境及設備的監控。

因此，在惠州電網建設通信機房動力環境監控系統，首先在惠州局電力調度大樓安裝一套通信機房動力環境監控系統前置服務器，在各變電站獨立通信機房分別配置一套動力環境監控設備。每個站點安裝機柜、分站監控單元、數據采集器、電池采集器、通信電源接入、溫度傳感器、濕度傳感器、水浸傳感器、空調遙控單元等。各站點動力環境監控設備通過綜合數據網傳送至服務器。

3.1 動力環境監控系統服務器

動力與環境集中監控系統的服務器是整個監控系統的核心，所有站點通信機房的監控系統均上傳到服務器，中心服務器安裝操作系統、數據庫和數據庫軟件。惠州電網通信機房動力環境監控系統服務器采用SCSI總線，RAID磁盤陣列。服務器操作系統使用Windows 2003 Server，數據庫為Sybase SQL Server（ASE）。

3.2 分站控制單元

連接各采集器，調用各設備相應的動態庫采集數據，對數據進行處理后上報監控中心數據庫服務器，監控主機處理信號為本地配置庫，監控主機通過相應設備的驅動程序與采集器或智能設備進行通信。

3.3 電源監控

將電源監控器連接到分站控制單元上，分站控制單元再通過協議轉換器將RS485/RS232信號轉換成TCP/IP信號，通過上層軟件協議匹配進行遠程監控。

3.4 溫濕度監測

檢測機房重要部位的溫濕度分布，通過溫濕度傳感器連接到動力環境采集主機上，通過采集主機的分析處理完成溫濕度監控功能。

3.5 煙感報警

通過煙霧傳感器，能夠準確地檢測煙霧，當煙霧濃度超過限量時，傳感器向采集模塊輸出告警信號。通過采集模塊，將干接點變化信號經過數字處理后送到監控主機發出報警，即可實時監測機房內的火災情況。

3.6 水浸檢測

通過漏水感應器緊貼在窗戶邊或空調旁的地板上，傳感器檢測報警信號接入通用數據采集單元的遙信端子中，然后在系統中配置相應的名稱和告警閾值，完成水浸檢測。

3.7 空調遙控

在空調內安裝控制單元，通過通用數據采集單元實現空調的遠程控制，在監測到空調由于交流斷電恢復后無法自啟動時，實現遠程重啟空調和調節溫度的功能。

3.8 惠州電網通信機房動力環境監控系統應用情況

惠州電網通信機房動力環境監控系統于2013年12月正式建成，自2014年1月投入使用以來，運行情況良好，各項數據采集準確迅速，為運維人員判斷設備故障提供了重要依據。截至2014年年底，變電站通信設備中斷的事故發生率為0，由于機房溫度過高而使通信設備產生誤碼的情況也從未發生，運維人員到現場處理水浸、溫濕度異常的及時率同比提高了80%。變電站通信機房動力環境監控系統的應用情況表明，系統的使用及時掌握了各無人值守站點機房設備的運行狀況，節約了運行維護的人力資源成本，為變電站通信機房現場維護帶來了極大的便利。

4 結語

變電站通信機房動力穩定、各項環境參數正常是電力通信系統安全運行的基礎。惠州電網變電站通信機房動力環境監控系統實現了對通信機房動力環境量的實時監控，為運維人員判斷設備故障提供了重要依據，在一定程度上節約了運行維護的人力資源成本，減輕了運維管理的負擔。尤為重要的是，及時、準確地定位故障發生的位置能有效縮短故障時延，大大提高了運行維護效率，降低了通信設備發生故障的概率，保障了電力通信系統的安全穩定運行，為電網運行提供了有力支撐。

參考文獻

[1] 劉玉剛.電力通信機房設備網絡化集中監控系統[J].電力系統通信，2009，（10）.

[2] 廣東電網有限責任公司.廣東電網有限責任公司通信機房技術標準[S].2010.

[3] 范春萍.動力及環境監控系統的實現[D].華南理工大學，2008.

作者簡介：駱宇平（1984-），男，廣東博羅人，廣東電網有限責任公司惠州供電局工程師，工程碩士，研究方向：電力通信運行維護。

（責任編輯：周 瓊）