時間：2023-01-13 22:07:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】蓄電池；在線監(jiān)測；意義；功能
一、引言
在電力變電站、電信機(jī)房、移動基站還是在UPS系統(tǒng)中，蓄電池組是重要的儲能設(shè)備，它可保證通信設(shè)備及動力設(shè)備的不間斷供電。但如果不能妥善地管理使用蓄電池組，發(fā)生過充電、過放電及電池老化等現(xiàn)象，都會導(dǎo)致電池?fù)p壞或電池容量急劇下降，從而影響設(shè)備的正常供電。電池組的巡回檢測，對于維護(hù)通信系統(tǒng)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)具有十分重要的意義。
二、蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)概述
隨著近年來我國電力和電信事業(yè)的快速發(fā)展，變電站和蓄電池組的數(shù)量每年以超過10%的速度增長，同時變電站與供電公司管理單位的距離越來越遠(yuǎn)，因此如何管理和及時維護(hù)蓄電池組已成為電力和電信系統(tǒng)的棘手問題。一種新型的基于移動公網(wǎng)傳輸?shù)男铍姵亟M遠(yuǎn)程在線監(jiān)測系統(tǒng)，在滿足蓄電池組日常運行維護(hù)要求的同時，大大提高了運行維護(hù)的質(zhì)量和效率。
三、蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)意義
如何管理和及時維護(hù)蓄電池組已經(jīng)成為我們工作中進(jìn)場要面對的問題，首先，我們要對蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)意義給予一定的探討。①組網(wǎng)簡單，維護(hù)簡單、快捷、安全、可靠，提高直流系統(tǒng)的安全性和可靠性系統(tǒng)時刻監(jiān)測著每節(jié)蓄電池的內(nèi)阻、電壓、充放電電流、溫度等參數(shù)，時刻判斷電池的狀況，維護(hù)管理人員隨時隨地可以在計算機(jī)上看到蓄電池的各項數(shù)據(jù)，全面掌握蓄電池的狀況。一旦有危險隱患出現(xiàn)，系統(tǒng)將以聲光形式發(fā)出預(yù)警，提醒維護(hù)管理人員及時處理，避免事故的發(fā)生，極大地提高了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。②延長蓄電池的使用壽命，蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的投入使用，減小了因個別蓄電池劣化而造成整組蓄電池?fù)p壞的可能，相應(yīng)延長了蓄電池的使用壽命。③節(jié)約成本，蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的投入使用，維護(hù)管理人員可以隨時隨地掌握各變電站蓄電池的狀態(tài)，大大減少了現(xiàn)場檢測工作量，人工費用和車輛費用大大減少。④減少人員傷害事故，蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的投入使用，使蓄電池參數(shù)的檢測可以自動完成，不用人工到現(xiàn)場測量和接線，減少了人員傷害事故的可能性，同時也避免了由于現(xiàn)場由于檢測造成設(shè)備損壞的可能性。⑤社會經(jīng)濟(jì)效益，通過使用蓄電池在線監(jiān)測，蓄電池的檢測可以自動并且高效準(zhǔn)確的完成，將給社會帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。
同時蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)可以幫助實現(xiàn)電壓測量、電流測量、電池環(huán)境溫度監(jiān)測以及遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊，這些對整個工程將有很大的意義。①電壓測量，對于損壞的單體電池，充電時通常表現(xiàn)為電壓過高或過低，嚴(yán)重影響整組電池的容量及壽命，蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)可以監(jiān)測4-24節(jié)單體電池電壓，并適用于不同電壓類型的蓄電池。②電流測量，充放電電流測量：監(jiān)測電池組的充放電電流，根據(jù)充放電電流的大小可準(zhǔn)確判斷故障。③電池環(huán)境溫度監(jiān)測，電池浮充電壓隨環(huán)境溫度變化應(yīng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，因此，監(jiān)測電池房環(huán)境溫度對于合理調(diào)節(jié)浮充電壓具有參考意義。④遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊，配備MODEM完成遠(yuǎn)程通信，所有數(shù)據(jù)可在遠(yuǎn)端監(jiān)控中心軟件上，顯示并記錄，繪成曲線或打印形成報表。可實現(xiàn)多臺主機(jī)與監(jiān)控中心相聯(lián)，組成監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)控中心上可顯示多組電池參數(shù)。最多可掛接999臺電池監(jiān)測主機(jī)，也可以根據(jù)要求定制。
四、蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)功能與實現(xiàn)
這一部分將對蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)功能與實現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的論述：第一、蓄電池狀況時刻全面掌握：系統(tǒng)時刻監(jiān)測著每節(jié)蓄電池的內(nèi)阻、電壓、充放電電流、溫度等參數(shù)，時刻判斷電池的狀況，維護(hù)管理人員隨時隨地可以在計算機(jī)上看到蓄電池的各項數(shù)據(jù)，全面掌握蓄電池的狀況。第二、危險提前預(yù)警功能：時刻判斷電池的狀況，一旦有危險隱患出現(xiàn)，系統(tǒng)將以聲光形式發(fā)出預(yù)警，提醒維護(hù)管理人員及時處理，避免事故的發(fā)生。第三，管理決策功能：利用其功能強(qiáng)大的管理數(shù)據(jù)庫，可以實現(xiàn)對蓄電池狀態(tài)隨時隨地進(jìn)行查詢統(tǒng)計，幫助管理者極大地提高了管理效率和決策質(zhì)量。第四，蓄電池內(nèi)阻檢測功能：系統(tǒng)可設(shè)定對全部蓄電池的單體內(nèi)阻的自動定時或人工命令隨時檢測全部蓄電池的單體電池內(nèi)阻。第五、充放電過程全過程記錄功能：可以對蓄電池組自動均充過程、放電過程、及核容過程進(jìn)行過程記錄。電池監(jiān)測儀自動進(jìn)行容量測試。可測試各電池和電池組和放電容量和充電容量。可以在遠(yuǎn)程觀察充電和放電過程。可配合每年的核容放電，全過程監(jiān)測放電時電池組電壓和放電電流以及各電池的電壓變化。
蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)整體框架圖如圖1所示，蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)包括兩個部分，一是蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)終端，負(fù)責(zé)實現(xiàn)現(xiàn)場蓄電池組實時數(shù)據(jù)采集和傳輸；二蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的中心軟件，實現(xiàn)遠(yuǎn)程實時數(shù)據(jù)的管理和分析，在運行監(jiān)測狀態(tài)下，對每節(jié)電池電壓、電池組充放電電流、溫度進(jìn)行判斷，對超出設(shè)定的電壓，溫度閥值的電池予以報警。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)測界面如圖2所示，主界面采用基于簡易GIS(地理信息系統(tǒng))的管理方式，有如下特色：簡潔性：界面簡潔，沒有繁瑣的數(shù)據(jù)堆積；操作簡潔，甚至不需要操作即可了解電池組的運行狀況。當(dāng)監(jiān)測的電池組數(shù)量較多時候，本系統(tǒng)采用的管理方式相對于樹狀的資源管理器操作更加簡潔。一覽性：在每一級的監(jiān)測界面中，不需要繁瑣的點擊查詢就可以總覽所有電池組的運行狀況。直觀性：采用圖例，，，標(biāo)識電池組的運行狀況，不需要查詢詳細(xì)數(shù)據(jù)就可以了解當(dāng)前電池組的運行狀況。定位性：迅速定位有報警信息的電池組，方便工作人員的管理。實時性：實時監(jiān)控模塊可以監(jiān)測電池組總電流、總電壓、正負(fù)極溫度、各節(jié)電池的單體電壓、單體內(nèi)阻、單體電壓最大、最小的電池編號及相應(yīng)電壓。
蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)有：主要技術(shù)參數(shù)，工作電壓、功率、通信方式、溫度測量、適用電壓、系統(tǒng)容量、端電壓和電池組總電壓測量、總電流測量、平均無故障時間以及工作溫度范圍，表一為一蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的各個參數(shù)的典型值。
五、結(jié)束語
本文通過對蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)的意義、功能以及實現(xiàn)方面進(jìn)行了詳細(xì)的探討，讓大家對其有一定的了解。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：蓄電池組 監(jiān)控管理 遠(yuǎn)程放電 維護(hù)
中圖分類號：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）02-0084-01
在變電站中，直流系統(tǒng)為控制、信號、測量和繼電保護(hù)、自動裝置、操作機(jī)構(gòu)直流電動機(jī)、斷路器電磁操動機(jī)構(gòu)、遠(yuǎn)動和事故照明等提供可靠的直流電源。直流系統(tǒng)的可靠與否，對變電站的安全運行起著至關(guān)重要的作用，是變電站安全運行的保證。
隨著無人值守變電站的普及，各地對直流電源智能監(jiān)控的研究陸續(xù)開展起來。然而，無人看守只能監(jiān)控中心得到的信息量有限，特別是系統(tǒng)出現(xiàn)異常初期的信息無法及時反饋到監(jiān)控中心，導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，監(jiān)控中心才能得到信息。直流系統(tǒng)設(shè)備由運維人員對其進(jìn)行定期檢查和現(xiàn)場控制操作，由檢修人員對其核對性充放電等定期狀態(tài)檢修。隨著電網(wǎng)的高速發(fā)展，變電站的數(shù)量呈快速增長，運維人員和檢修人員擴(kuò)充跟不上，工作量相當(dāng)大，顯然無法按期保質(zhì)保量完成正常的運維和檢修工作。
通過本項目的研究可實時智能監(jiān)測各個變電站直流系統(tǒng)全部狀態(tài)信息，把定期檢修變?yōu)檫h(yuǎn)程狀態(tài)檢修，可遠(yuǎn)程實現(xiàn)蓄電池核對性充放電，解放勞動力，提高生產(chǎn)效率。
1 遠(yuǎn)程放電維護(hù)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計
這一設(shè)計系統(tǒng)包括蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和遠(yuǎn)程放電維護(hù)的設(shè)計，蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)是為了實現(xiàn)現(xiàn)場蓄電池組實時在線監(jiān)測和內(nèi)阻測試功能。
1.1 蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計
蓄電池組在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計理念是模塊化操作，這一系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)模塊、蓄電池監(jiān)護(hù)模塊、處理器模塊和放電模塊四部分組成。
（1）監(jiān)控主機(jī)：這一模塊的基本構(gòu)架為下行串口通道 + 數(shù)據(jù)處理器 + 大屏幕LCD全中文顯示器 + 上行串口通道。下行串口通道的主要功能是管理電壓模塊，并采集個電壓模塊的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。數(shù)據(jù)處理器對下行串口通道采集的信息進(jìn)行相關(guān)處理，并將部分處理過的數(shù)據(jù)送達(dá)大屏幕LCD全中文顯示器，部分由上行串口通道發(fā)送至協(xié)議處理器進(jìn)行處理。
（2）蓄電池監(jiān)護(hù)模塊：這一模塊的功能是檢測電池的電壓、電阻、電流和溫度，還具備在線自動均衡維護(hù)功能，降低蓄電池組離散型，提高各蓄電池組各單體浮充電壓的一致性；采用四線制內(nèi)阻測試法，有效避免因蓄電池組連接條壓降等原因引起的測量誤差。每一個模塊可對27節(jié)電池進(jìn)行組端電壓、單體電池電壓采集、每一節(jié)電池內(nèi)阻、電池性能、充放電電流、溫度等進(jìn)行檢測，連接電流傳感器和溫度傳感器，各模塊之間、監(jiān)控主機(jī)之間用RS485連接，監(jiān)控電池的電阻、電流和溫度，及時將信息反饋給監(jiān)控主機(jī)。
（3）協(xié)議處理器模塊：協(xié)議處理器是為了處理各種通訊協(xié)議而設(shè)置的。它是一含有TCP/IP協(xié)議處理程序的接口板，置于監(jiān)控主機(jī)內(nèi)部，主要實現(xiàn)監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn)程計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞。
（4）放電模塊：放電模塊具有動態(tài)放電和靜態(tài)放電兩種功能。動態(tài)放電是一種標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)阻測量方法，是給電池加一個較大負(fù)載，使得電池通過負(fù)載放電，通過動態(tài)放電可以測出電池電壓，并通過電壓和電流計算出電池內(nèi)阻。這種放電法因為測量的準(zhǔn)確度高，因此廣泛應(yīng)用于電力和電信部門。大功率放電模塊，能瞬間承受高達(dá)100A（或200A）的沖擊電流，加上由于模塊化設(shè)計，允許用戶并聯(lián)放電，達(dá)到提高放電電流的目的。大功率模塊具有三重保護(hù)，用以保證設(shè)備使用安全可靠：第一級是一個能瞬時分?jǐn)郖A級電流的空氣開關(guān)，第二級為大電流熔絲，第三級為帶延時的保護(hù)繼電器組。靜態(tài)放電：采用3小時放電率，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，由于3小時放電率的放電電流大小等于2.5I10，而I10大小等于0.1C10，所以3小時放電率電流大小為0.25 C10進(jìn)行核對性放電。
1.2 遠(yuǎn)程放電維護(hù)的設(shè)計
蓄電池遠(yuǎn)程放電流程：（1）斷開直流接觸器J1-4；（2）延時3秒，通過DJX（蓄電池監(jiān)測系統(tǒng)主機(jī)接收遠(yuǎn)程的放電命令）向FD-B發(fā)靜態(tài)放電命令，開始放電；（3）放電結(jié)束時，F(xiàn)D-B接收到DJX的放電終止命令；（4）判斷蓄電池組電壓上升到（2.05V*電池節(jié)數(shù)），吸合直流接觸器J1-4，對蓄電池組進(jìn)行充電。
2 結(jié)語
此種蓄電池組遠(yuǎn)程放電維護(hù)管理系統(tǒng)具有模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的特點，不僅實現(xiàn)了蓄電池組信息的實時在線監(jiān)測，同時也具備了核對性容量測試和內(nèi)阻測試功能，提供了蓄電池組監(jiān)測維護(hù)的必要和可靠的手段。同時實現(xiàn)了對以上操作的遠(yuǎn)程控制和管理，體現(xiàn)了先進(jìn)的設(shè)計思想，為無人值守變電站的建設(shè)提供了直流系統(tǒng)蓄電池運行維護(hù)的方案，提高了系統(tǒng)的自動化程度和可靠性，具有較強(qiáng)的實際推廣意義。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】無線；視頻；監(jiān)控；輸電線路
1、引言
隨著寧夏回族自治區(qū)經(jīng)濟(jì)快速增長，電網(wǎng)的安全性越來越受到重視，這其中750kV超高壓輸電線路的安全性是不容忽視的重要環(huán)節(jié)。寧夏電力公司檢修公司肩負(fù)著將寧夏資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的歷史使命，目前主要承擔(dān)寧夏交流750千伏及直流660千伏超高壓輸變電設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)備管理、運行、維護(hù)任務(wù)，負(fù)責(zé)運維10條750千伏輸電線路，共計1134基桿塔，553.774km；1條±660千伏輸電線路及其接地極線路，其中直流線路105.896km，共226基桿塔，接地極線路63km，共160基桿塔。
隨著通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，對輸電線路實行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為了可能，由于輸電線路固有的分布范圍廣的特點，實施遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控有其獨到的優(yōu)勢，更是得到越來越廣泛的應(yīng)用。
2、系統(tǒng)原理
750kV超高壓輸電線路無線視頻監(jiān)控技術(shù)工作原理是：利用先進(jìn)的圖像數(shù)據(jù)采集壓縮編解碼技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、太陽能轉(zhuǎn)換蓄電池供電技術(shù)、監(jiān)控中心服務(wù)器軟件管理技術(shù)，對惡劣環(huán)境中運行的高壓輸電線路的運行狀況進(jìn)行全天候、實時監(jiān)測，減少由于線路周圍建筑施工（危險點）、導(dǎo)線覆冰、風(fēng)偏舞動、線路大跨越、導(dǎo)線懸掛異物、塔材被盜等因素引起的電力事故。通過24小時全天候監(jiān)測，大大減輕巡視人員的勞動強(qiáng)度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。
3、電力線路在線視頻監(jiān)測
輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)包括覆冰、氣象、圖像（視頻）、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線微風(fēng)振動、舞動、反外力破壞等產(chǎn)品，上述功能模塊可單獨使用也可任意組合使用。
該系統(tǒng)不僅可以通過各種探測器，探測到輸電線的溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、泄漏電流、覆冰狀況，而且還能處理視頻圖像和圖片等數(shù)字化信息。探測器將采集的信息通過GPRS/CDMA或無線局域網(wǎng)等通道手段，上傳到輸電線路狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)視中心，同時可通過內(nèi)部網(wǎng)登錄各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)。監(jiān)控中心設(shè)有LCD拼接大屏幕系統(tǒng)，各種在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、圖像、視頻和搶修車輛位置等信息能直觀顯示在大屏幕上，使監(jiān)控人員能及時監(jiān)視設(shè)備運行情況，準(zhǔn)確判斷設(shè)備狀態(tài)和現(xiàn)場情況，指揮車輛和專業(yè)人員處理各種輸電線路的檢修和搶修工作。
它包括了10個子系統(tǒng)：輸電線路圖像視頻監(jiān)控系統(tǒng)、輸電線路氣象監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路風(fēng)偏監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路等值覆冰厚度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路桿塔傾斜監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線溫度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路現(xiàn)場污穢度監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路微風(fēng)振動監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線舞動監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路導(dǎo)線弧垂監(jiān)測系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)之間相互獨立，但又能夠彼此協(xié)作，為電力的安全運行保駕護(hù)航。
根據(jù)監(jiān)控需要選擇指定輸電鐵塔作為監(jiān)控鐵塔，并安裝無線通信基站，監(jiān)控前端設(shè)備（監(jiān)控攝像頭+視頻服務(wù)器）通過網(wǎng)線接入到無線基站。大部分的基站為子站，采用雙模塊無線MESH路由器。一個無線模塊用于回傳，連接到匯聚站；另外一個無線模塊用于接入，巡線員可以使用標(biāo)準(zhǔn)的WiFi終端或筆記本電腦通過該站點與控制中心通信。每5—10Km左右設(shè)置一個匯聚站，采用四模塊無線MESH路由器，將該距離范圍內(nèi)所有的子站接入到該匯聚站點。為提高系統(tǒng)可靠性還可使用兩個互為主備的基站。
匯聚站下的所有基站屬于一個子網(wǎng)，構(gòu)建一個獨立的子網(wǎng)，所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的IP地址在此子網(wǎng)內(nèi)分配。匯聚站可從輸電線路中間位置分成兩個方向，通過多點跳接分別與線路兩端的變電站有線局域網(wǎng)連接，最終接入到監(jiān)控中心網(wǎng)絡(luò)。
基于無線局域網(wǎng)無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，加上視頻監(jiān)控前端設(shè)備（攝像頭、視頻服務(wù)器等）、監(jiān)控中心設(shè)備（監(jiān)控平臺、錄像存儲磁盤陣列等）以及供電系統(tǒng)（監(jiān)控鐵塔上設(shè)備的供電建議采用太陽能供電），構(gòu)成完整的輸電線路無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)的無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，最大可提供60Mbps的業(yè)務(wù)帶寬，最大跳數(shù)支持10跳，誤碼率小于0.001%，時延小于50ms，完全可保障實時監(jiān)控視頻的流暢傳輸。此外，該系統(tǒng)還可同時實現(xiàn)智能巡查：巡查人員在每個鐵塔下可無線接入到系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，將所有的數(shù)據(jù)通過智能終端傳輸?shù)娇刂浦行模煌ㄟ^無線定位和圖像監(jiān)控，控制中心可以實時準(zhǔn)確的了解巡查人員的當(dāng)前位置和情況，增加巡查人員的安全性。
4、系統(tǒng)供電
由于無線視頻監(jiān)控裝置一般安裝在野外的桿塔上，現(xiàn)場無交流電源供給，所以都采用太陽能供電。選擇合適功率的太陽能電板以及合適容量的蓄電池，對于保證系統(tǒng)全天候正常工作，同時，又兼顧安裝施工、設(shè)備維護(hù)的方便性非常重要。
太陽電池方陣在晴朗的白天把太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，給負(fù)載供電的同時，也給蓄電池組充電；在無光照時，由蓄電池給負(fù)載供電。太陽能供電系統(tǒng)由太陽電池組件構(gòu)成的太陽電池方陣、太陽能充電控制裝置、逆變器、蓄電池組構(gòu)成。
這其中，設(shè)備的低功耗模式工作是關(guān)鍵。低功耗設(shè)計在本系統(tǒng)中十分關(guān)鍵。由于采用太陽能供電，如果設(shè)備功耗過大，勢必造成太陽能電板、蓄電池體積、重量變得龐大，給設(shè)備在桿塔上的安裝帶來不便，甚至無法安裝、使用。
采用太陽能獨立供電，無線傳輸，徹底無線化；組件靈活，小巧，方便安裝與組網(wǎng)；交直流供電方式，滿足多種負(fù)載用電的需要；安全性好，維護(hù)費用少，造價低。
5、結(jié)語
作為實時監(jiān)控線路運行狀態(tài)的技術(shù)手段，無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)隨著通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，對遠(yuǎn)距離超高壓輸電線路實行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控成為了可能，降低由于西北地區(qū)750kV超高壓輸電線路具有海拔高、風(fēng)沙大、污染重、分布范圍廣等特點帶來的設(shè)備風(fēng)險，提高設(shè)備的壽命周期，使管理人員第一時間了解監(jiān)測點的現(xiàn)場信息，可針對突發(fā)的異常情況采取適當(dāng)?shù)氖侄斡枰匀斯じ深A(yù)，將事故的發(fā)生率或事故危害降至最低，同時大大減輕巡視人員的勞動強(qiáng)度，提高線路安全運行水平，為線路運行單位提供直觀可靠的線路安全信息。遠(yuǎn)程無線視頻監(jiān)控有其獨到的優(yōu)勢，將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞:電源; 優(yōu)化配置
前言
多年以來，人們在直流電源可靠性方面做了大量的理論研究和實踐工作，廢除了一些落后設(shè)備和元器件，改善了系統(tǒng)接線，提高了自動化水平，擁有了先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)，以及長壽命和少維護(hù)的原則，可靠性已大大提高。目前，高頻開關(guān)電源、電池在線監(jiān)測、絕緣在線監(jiān)測在發(fā)電廠、變電站中獲得了廣泛應(yīng)用。但是在蓄電池選擇、充放電設(shè)備選擇、監(jiān)控裝置設(shè)置、系統(tǒng)接線和操作保護(hù)設(shè)備選擇等方面仍然存在一些影響直流電源可靠性的問題。除了設(shè)備技術(shù)質(zhì)量方面的問題之外，本文將從設(shè)計選型方面對直流電源可靠性方面提出一些問題和解決辦法。
。
1雙充電機(jī)雙電池直流系統(tǒng)簡介
1.1充電系統(tǒng)
過去 ,應(yīng)用較多的充電機(jī)為磁放大型整流器和由分立元件或集成電路控制的可控硅型充電機(jī)。目前 ,普遍采用的充電機(jī)為由微機(jī)控制的可控硅型整流器和高頻開關(guān)模塊型整流器 ,直流電源具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化 ,能夠和變電站綜合自動化網(wǎng)絡(luò)連接 ,具有遙測、遙信、遙控、遙調(diào)四遙功能。
充電裝置一般采用兩臺相同的充電、浮充電裝置 ,一臺工作 ,另一臺備用 ,每臺均能進(jìn)行充電、浮充電和均衡充電 ,做到一機(jī)多功能 ,兩臺充電裝置互為備用。充電過程既恒流充電 - 均衡充電 - 浮充電 ,全由自動裝置或微機(jī)控制來處理。在任何情況下 ,當(dāng)電網(wǎng)解列或交流電源失電時 ,蓄電池組都能無間斷地向控制母線供電 ,確保繼電保護(hù)、自動裝置、高壓開關(guān)均有控制和操作電源。
1.1.1微機(jī)控制的可控硅整流器
微機(jī)控制的可控硅整流器主回路采用三相全控橋 ,將交流整流形成脈動直流 ,再通過電抗器 ,電容濾波器形成紋波小于 2 %的直流。采樣用傳感器 ,控制回路以 TC787為核心 ,采用雙環(huán)反饋 ,控制移相觸發(fā)器 ,來實現(xiàn)穩(wěn)流和穩(wěn)壓。全自動兼容手動功能 ,從開機(jī)到主充、均充、浮充 ,全自動化切換。整機(jī)按編制好的主充電、均充電、浮充電、正常運行、電網(wǎng)解列、恢復(fù)送電等程序 ,實行自控制、自診斷、自報警 ,無需人員干預(yù)。帶有謠信、遙測、遙控、遙調(diào)接口 ,與調(diào)度中心聯(lián)網(wǎng) ,受調(diào)度中心控制和操作 ,全面實現(xiàn)了直流電源的無人值班。按鍵和顯示面板直觀顯示 ,可設(shè)定電壓、電流值 ,可隨時修改充電裝置工作參數(shù)。
1.1.2高頻開關(guān)電源模塊(充電模塊)與監(jiān)控裝置
充電模塊具有體積小 ,重量輕 ,容量大等特點 ,采用 N + 1 備份 ,經(jīng)濟(jì)性好 ,可靠性高等特點。充電模塊工作原理如圖2 所示。
圖2 充電模塊原理圖
三相交流電源經(jīng)過 EMI濾波器輸入到整流電路 ,將交流整流為脈動的直流輸出 ,通過無功率因素校正(PFC)電路 ,將脈動的直流轉(zhuǎn)換為平直的直流電源 ,DC／AC高頻逆變器將直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電源 ,通過高頻整流電路將高頻的 AC轉(zhuǎn)換為高頻脈動的直流 ,此直流通過高頻濾波輸出。其中DC／AC高頻變換電路在脈寬調(diào)制(PWM)電路的控制下通過調(diào)整變換電路的脈沖寬度 ,以實現(xiàn)電壓調(diào)整(包括穩(wěn)壓和電壓整定) 。整個充電模塊在微機(jī)系統(tǒng)的監(jiān)控下工作 ,包括模塊的保護(hù)、電壓調(diào)整等 ,同時微機(jī)實現(xiàn)將充電模塊的運行數(shù)據(jù)上報到監(jiān)控模塊和接受監(jiān)控模塊的控制命令。充電模塊的主要功能是實現(xiàn) AC／DC 變換。充電模塊可以在自動(監(jiān)控模塊控制)和手動(人為控制)兩種工作方式下工作。高頻開關(guān)電源模塊的通用技術(shù)指標(biāo)如表 1～3 所示
監(jiān)控裝置配有標(biāo)準(zhǔn) RS- 485或 RS- 232接口 ,微機(jī)監(jiān)控接口能和發(fā)電廠、變電站綜合自動化連接 ,使直流電源的運行狀況及時方便的傳輸?shù)郊刂行?,具有遙測、遙信、遙控和遙調(diào)功能。具體指標(biāo)如表4 所示。
2直流電源的配置
2.1 整流器交流輸入回路的數(shù)量
直流電源的交流電源一般由交流站用電屏提供 ,如果有兩臺站用變 ,兩路交流電源的切換一般在交流站用電屏內(nèi)完成 ,這樣給直流電源屏輸入一回交流進(jìn)線即可。如果交流站用電屏不具備自動投切功能 ,這樣直流電源屏就需輸入兩回交流進(jìn)線 ,在直流電源屏內(nèi)實現(xiàn)自動切換。
2.2 高頻開關(guān)整流模塊和充電設(shè)備數(shù)量的選擇原則
對于相控整流電源 ,一般要求有兩套獨立的整流系統(tǒng) ,一套工作 ,一套備用 ,并能自動切換。對于高頻開關(guān)電源 ,采用 N + 1 模塊冗余設(shè)置方式 ,這是因為一個模塊故障不影響整組充電設(shè)備的正常工作 ,這與單機(jī)工作的相控充電設(shè)備有著質(zhì)的不同。同時 ,高頻開關(guān)整流模塊可帶電插拔 ,使得故障更換沒有時間限制。
根據(jù)《火力發(fā)電廠、變電站直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)范》(DL／T5044 - 95) ,充電設(shè)備的額定電流應(yīng)為:
Is=0.1C10 + If
式中:Is―充電設(shè)備的額定電流
If ―直流系統(tǒng)經(jīng)常負(fù)荷電流
C10 ―蓄電池10 小時放電電流
2.3 直流母線硅堆降壓回路的設(shè)置
過去變電站的斷路器多為電磁機(jī)構(gòu) ,合閘電流較大 ,另外 ,蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用 108 只)在充放電過程中的電壓變化較大 ,為滿足對直流母線電壓水平的要求(220V ±5) ,一般在合閘母線與控制母線之間設(shè)置硅堆降壓裝置。目前 ,變電站的斷路器多采用彈簧和液壓機(jī)構(gòu) ,合閘電流較小 ,采用閥控式鉛酸免維護(hù)蓄電池(220V 系統(tǒng)電池多采用104 只) ,在充放電時電壓變化范圍小 ,可以不設(shè)硅堆降壓裝置 ,把合閘母線與控制母線合二為一。
2.4 直流配電開關(guān)的選擇
過去的直流配電系統(tǒng)一般都采用負(fù)荷開關(guān)加熔斷器的形式 ,存在著防護(hù)等級低 ,占用空間大 ,維護(hù)不便等問題。現(xiàn)在 ,隨著國內(nèi)外直流專用斷路器的出現(xiàn) ,直流系統(tǒng)的配電可以集中布置 ,節(jié)省空間和屏位 ,而且也容易接線 ,如采用正面開啟式結(jié)構(gòu) ,更容易進(jìn)行更換和維護(hù)。目前 ,國外生產(chǎn)的小型直流斷路器 ,直流分?jǐn)嗄芰蛇_(dá) DC250V/10kA ,完全可以滿足控制負(fù)荷饋電用 ,大容量的直流斷路器 ,直流分?jǐn)嗄芰蛇_(dá) DC250V/50kA , 可以滿足動力負(fù)荷饋電用。另外 ,這些直流斷路器可以方便地加裝輔助觸點和故障報警觸點。國內(nèi)個別廠家 ,將小型交流斷路器用在直流 220V 的線路中 ,由于其分?jǐn)嗄芰_(dá)不到要求 ,在過負(fù)荷或短路的情況下 ,造成開關(guān)燒毀或越級跳閘的情況時有發(fā)生 ,嚴(yán)重影響直流供電的可靠性。
3 蓄電池系統(tǒng)
3.1 蓄電池容量的選擇
選擇蓄電池容量的方法有電壓控制法和階梯負(fù)荷法 ,一般常用電壓控制法 ,按照滿足事故全停電狀態(tài)下的持續(xù)放電容量和事故全停電狀態(tài)下的沖擊電流值來選擇蓄電池容量。但是應(yīng)注意在有人值班變電站的設(shè)計規(guī)范規(guī)定全站事故所用電停電時間按 1h 計算 ,而無人值班變電站的設(shè)計規(guī)范規(guī)定全站事故所用電停電時間按 2h 計算 ,這是考慮事故停電后增加維修人員前往變電站的路途時間1 小時。
3.2 蓄電池系統(tǒng)的監(jiān)控
蓄電池是電源系統(tǒng)的重要組成部分 ,是重要場合供電的“最后一道防線”,因電池問題造成的事故或停機(jī)損失遠(yuǎn)比電池本身價值要高昂得多 ,因此直流電源應(yīng)配有蓄電池實時監(jiān)控裝置 ,且監(jiān)控裝置能實現(xiàn)和變電站的綜合自動化設(shè)備連網(wǎng)。蓄電池監(jiān)控裝置應(yīng)具有電池組電壓監(jiān)測、單電池電壓監(jiān)測電池內(nèi)阻監(jiān)測、環(huán)境溫度監(jiān)測、充電電流和放電電流監(jiān)測 ,還同時實現(xiàn)浮充電壓報警、內(nèi)阻事件報警、過放電報警、充電/放電電流過大報警、電池開路報警、電池短路報警等。
4 直流絕緣監(jiān)測系統(tǒng)
變電站直流系統(tǒng)是一個十分龐大的多分支供電系統(tǒng) ,其常見的故障是一點接地故障。在一般情況下 ,一點接地并不影響直流系統(tǒng)的運行。但如不能迅速找到接地故障點并予以修復(fù) ,又發(fā)生另一點接地故障時 ,就可能造成繼電器或保護(hù)裝置的誤動作 ,釀成重大事故。過去 ,變電站直流系統(tǒng)一般選用電磁型繼電器構(gòu)成的絕緣監(jiān)測裝置 ,它是利用電橋平衡的原理 ,主要存在以下問題∶當(dāng)直流系統(tǒng)正負(fù)極絕緣電阻同等下降時 ,電橋未失去平衡 , 絕緣監(jiān)測裝置不能發(fā)出報警信號; 絕緣監(jiān)測裝置發(fā)出報警信號后 ,運行人員需要通過拉路的方法確定接地支路 ,費時費力且存在安全隱患。
如今 ,直流系統(tǒng)配置微機(jī)型直流絕緣監(jiān)測裝置。直流監(jiān)測系統(tǒng)采用平衡橋及不平衡橋相結(jié)合的原理 ,檢測母線對地絕緣狀態(tài)。不向直流系統(tǒng)輸入信號 ,不受直流饋線對地電容影響。支路檢測使用差值計算 ,準(zhǔn)確計算出正、負(fù)母線接地阻抗及各支路正、負(fù)端接地阻抗 ,當(dāng)檢測到接地阻抗值小于設(shè)定報警阻抗值時 ,設(shè)備給出報警信號及其阻抗值 ,直到報警信號消除為止。該系統(tǒng)具有三種檢測方式:自動巡檢、平衡巡檢、不平衡巡檢。用戶可根據(jù)實際需要設(shè)定設(shè)備的工作狀態(tài)。平衡檢測是利用平衡電橋及各支路的傳感器檢測母線及支路的接地情況;不平衡檢測是利用不平衡電橋檢測;而自動檢測主要是利用平衡電橋進(jìn)行檢測 ,當(dāng)有接地發(fā)生時 ,平衡電橋被破壞 ,系統(tǒng)將自動啟動不平衡檢測 ,以準(zhǔn)確檢測出接地支路及其接地阻抗值。其基本功能應(yīng)能完成在線監(jiān)測直流系統(tǒng)的母線電壓和對地絕緣電阻 ,顯示母線電壓值和正負(fù)母線對地絕緣電阻值。當(dāng)母線電壓過高過低或?qū)Φ亟^緣電阻過低時發(fā)出相應(yīng)的告警信號 ,告警門限參數(shù)可手工設(shè)置。另外 ,監(jiān)測裝置具有支路巡檢功能 ,可以在線檢測各饋線支路的絕緣電阻 ,通過 RS485 或RS422串口 ,監(jiān)測裝置可以將直流系統(tǒng)正負(fù)母線及各支路對地的絕緣電阻值上送至系統(tǒng)監(jiān)控單元。
關(guān)鍵詞：蓄電池；智能視頻；分析
1 概述
在當(dāng)前的生產(chǎn)生活中，為保證重要設(shè)備和應(yīng)急使用時的不間斷供電和可靠安全運行，蓄電池組作為交流失電或事故應(yīng)急時的唯一能量供給設(shè)備已廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)的大型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，承擔(dān)了越來越重要的緊急電力備份任務(wù)。蓄電池組作為整個直流系統(tǒng)的后備電源，是整個電源系統(tǒng)的最后一道供電保障，當(dāng)交流電失電時蓄電池組一旦不能正常工作，整個直流系統(tǒng)將停運，會造成比較大的運行事故。
當(dāng)前對于蓄電池管理和運維的技術(shù)手段比較有限，變電站多分布于比較便遠(yuǎn)的地區(qū)，且數(shù)量較多，現(xiàn)場巡檢人員成本較高。對于蓄電池的維護(hù)，如在線核容實驗要求步驟較多，一擔(dān)工作人員操作失敗，就會造成不可挽回的災(zāi)難。
現(xiàn)如今，模式識別和計算機(jī)視頻為基礎(chǔ)的視頻分析技術(shù)是比較成熟的，能夠做到在非人工分析的情況下準(zhǔn)確分辨、識別以及獲取重要目標(biāo)的有價值信息，并且這一技術(shù)在復(fù)雜繁多的視頻圖像中也能夠有效的運用。根據(jù)目前視頻分析技術(shù)的優(yōu)點，把這一技術(shù)應(yīng)用于蓄電池在線監(jiān)測系統(tǒng)。使其可以連續(xù)不斷的非人工分析監(jiān)控畫面，及時的向監(jiān)控人員反饋有價值的信息。對于現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)的作用與能力，不但可以更加有效的發(fā)揮而且極容易拓展，使得智能化無人值守變電站蓄電池遠(yuǎn)程巡檢變?yōu)楝F(xiàn)實。
2 相關(guān)背景研究
智能視頻分析技術(shù)：智能視頻分析是以計算機(jī)視覺技術(shù)為基礎(chǔ)的，是人工智能研究領(lǐng)域的重要分支。這一技術(shù)可以有效的建立圖像和圖像描述之間的一一對應(yīng)關(guān)系，故其數(shù)學(xué)映射關(guān)系能夠使計算機(jī)簡單有效地把復(fù)雜視頻畫面翻譯成數(shù)字圖像，然后進(jìn)行處理和分析。基于計算機(jī)圖像視覺分析技術(shù)的智能視頻分析技術(shù)，可以將場景中背景和目標(biāo)分離進(jìn)而分析并追蹤在攝像機(jī)場景內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)。根據(jù)智能視頻分析技術(shù)的原理，用戶想要充分利用視頻的內(nèi)容分析功能，就可以在每個攝像機(jī)的場景中預(yù)先設(shè)定一種報警規(guī)則，當(dāng)攝像機(jī)場景內(nèi)出現(xiàn)的目標(biāo)違反了預(yù)定義規(guī)則，系統(tǒng)會機(jī)械地發(fā)出報警，監(jiān)控工作站自動收到報警信息并且發(fā)出警示信號，反饋給監(jiān)控人員。用戶可以通過查看報警信息，實現(xiàn)報警的場景重組并采取相關(guān)措施。
視頻監(jiān)控中所提到的智能視頻內(nèi)容分析主要指的是非人工的分析和抽取視頻源中的有價值信息。假如把攝像機(jī)比喻為人的眼睛，而人的大腦就是智能視頻系統(tǒng)或設(shè)備。智能視頻技術(shù)有效的利用計算機(jī)可以高效處理數(shù)據(jù)，高速分析視頻畫面中的海量數(shù)據(jù)，把用戶不關(guān)心的信息剪裁掉，只把監(jiān)控人員所需要的有價值的信息反饋給監(jiān)控人員。
智能視頻分析主要目的是主動監(jiān)控而不是被動監(jiān)控――事前預(yù)警；實時監(jiān)視的任務(wù)交給計算機(jī)完成而不是人工――事中處理；目標(biāo)與事件可以在大量的視頻數(shù)據(jù)中實現(xiàn)快速搜索――事后取證。
3 技術(shù)要求及設(shè)計
3.1 技術(shù)要求
站端硬件部署主要實現(xiàn)以視頻智能算法的任務(wù)計算負(fù)荷，承擔(dān)系統(tǒng)整體運行的穩(wěn)定性和實時傳輸性。因變電站現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，為防止事故發(fā)生需要站端系統(tǒng)硬件處理能力和計算能力滿足視頻智能算法的所需資源負(fù)荷，針對智能算法的幾種數(shù)學(xué)模型類型如下。
3.1.1 單高斯背景模型法
對于室內(nèi)環(huán)境和沒有復(fù)雜背景的室外環(huán)境可以使用單高斯背景法。該模型的使用主要由兩大步驟組成：初始化背景圖像；更新背景圖像。
初始化背景圖像。讀取一段時間內(nèi)視頻序列圖像中每一像素的灰度值，計算其平均灰度值以及平均灰度值及像素灰度值的方差，然后構(gòu)成初始背景圖像的高斯分布圖，如式（1）所示：
（1）
簡化如下：
（2）
（3）
更新背景圖像。如果場景變化的情況發(fā)生，則背景模型需要根據(jù)背景圖像的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。實時信息是由視頻序列提供的，而背景模型進(jìn)行更新的算法就是利用這一實時信息，如式（4）所示。可以表示時刻的背景圖像和實時圖像，背景更新率是固定值，可以看出當(dāng)前對象對背景圖像的更新速率。
Bt（x，y）=？籽Bt-1（x，y）+？籽F（x，y） （4）
3.1.2 基于區(qū)域法跟蹤
模板匹配的目標(biāo)跟蹤算法，通過距離加權(quán)、模板更新及局部匹配的方法來提高不同光照條件及變形情況下的魯棒性，不再采用簡單的平方差度量、相關(guān)匹配度量和相關(guān)系數(shù)度量，而是采用如式（5）所示的相似性度量函數(shù)：
硬件平臺的技術(shù)與設(shè)備都應(yīng)當(dāng)使用目前國際上比較前沿而且成熟的技術(shù)和設(shè)備，這是考慮到了網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展日新月異，所以硬件平臺技術(shù)與設(shè)備應(yīng)當(dāng)使得網(wǎng)絡(luò)環(huán)境非常開放，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)非常豐富，升級潛力大，擴(kuò)展性好。采用主干1000Mbps的以太網(wǎng)作為信息傳遞和數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿襟w以及相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、接口設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器、工作站和計算機(jī)終端設(shè)備等。
3.2 系統(tǒng)設(shè)計
本系統(tǒng)基于原有蓄電池在線監(jiān)測裝置總站系統(tǒng)，把智能視頻圖像分析服務(wù)器添加在前端變電站，把報警管理平臺添加在中心運行管理所。智能視頻圖像分析服務(wù)器不間斷的檢測前端變電站的視頻，報警管理平臺反饋報警信息給運行管理所監(jiān)控人員，然后由監(jiān)控人員處理報警信息和現(xiàn)場證據(jù)收集。這樣組成的系統(tǒng)主要功能和實現(xiàn)方式如下：
變電站蓄電池室內(nèi)蓄電池運行狀況檢測。一旦確認(rèn)蓄電池出現(xiàn)運行故障時，如冒煙、著火、爆炸，及時報警并上傳到監(jiān)控中心。
在變電站現(xiàn)場對蓄電池進(jìn)行在線實驗時，一旦確認(rèn)操作人員操作有誤，變電站現(xiàn)場報警燈亮起，并觸發(fā)警鈴，并上傳到監(jiān)控中心。
遠(yuǎn)程進(jìn)行蓄電池在線實驗時，實驗過程中一旦確認(rèn)蓄電池出現(xiàn)運行故障，會及時報警并上傳到監(jiān)控中心，且將視頻信息進(jìn)行存儲，以備事后的故障追憶和事故分析。
本系統(tǒng)是建立在原有的電力變電站監(jiān)控系統(tǒng)基礎(chǔ)上的，只需要把原有的監(jiān)控攝像機(jī)信號源分出2路，智能視頻分析服務(wù)器接受其中一路視頻，就是以現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)實現(xiàn)迅速、平滑的升級為智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
在前端變電站，攝像機(jī)把視頻圖像輸入智能視頻分析服務(wù)器，使其可以根據(jù)人工設(shè)定的規(guī)則處理視頻圖像，并且對設(shè)定目標(biāo)完成非人工跟蹤和預(yù)告報警，當(dāng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)違反了預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，立刻通過電力專網(wǎng)發(fā)出告警信息到運行管理所。在管理所監(jiān)控人員收到報警信息的方式為：視頻彈出，聲音提示+文字提示。在原有平臺基礎(chǔ)上，新系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時視頻瀏覽，同時實現(xiàn)了人員入侵實時報警及抓拍，使得現(xiàn)有系統(tǒng)報警的誤報率和準(zhǔn)確率較高的問題得到有效的解決，并且由于報警發(fā)生時的實時抓圖所需要的存儲資源較小，從而使得監(jiān)控管理效率有了很大的提高。
本方案主要目的是提高變電站監(jiān)控系統(tǒng)的智能化水平，為蓄電池在線監(jiān)測提供準(zhǔn)確可靠的報警并盡量減少漏報，并及時提供和保留報警現(xiàn)場證據(jù)。
3.3 系統(tǒng)實現(xiàn)
系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下業(yè)務(wù)功能：
前端檢測規(guī)則設(shè)置：主要為報警區(qū)域、觸發(fā)方式。
系統(tǒng)管理：設(shè)備管理、用戶管理、地圖管理、系統(tǒng)設(shè)置、布防設(shè)置。
報警視圖：電子地圖、報警視頻、報警圖片、報警類型。
報警歷史信息查詢：報警圖片、報警視頻、報警類型、報警時間。
地圖查看：查看布置點位、點位報警狀態(tài)。
關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng) 故障 在線 快速 定位
一、背景
根據(jù)神朔鐵路分公司河西運輸段運行經(jīng)驗,接觸網(wǎng)接地故障時有發(fā)生, 接觸網(wǎng)本身具有跨區(qū)域多、范圍廣、沿途環(huán)境多樣、供電方式復(fù)雜等特點，出現(xiàn)故障查找起來非常困難，不僅浪費了大量的人力、物力，還會影響其它接觸網(wǎng)的正常運行，無形損失巨大。工作人員查找和排除故障會花費較多時間，由此帶來的損失大約為每停電一分鐘損失近萬元。特別是在發(fā)生停電故障后，人工查找故障點的時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于故障處理時間，如果巡檢人員能夠減少故障地點查找所耗費的時間，盡快趕到故障位置，排除故障恢復(fù)供電，就可以為企業(yè)挽回大量的經(jīng)濟(jì)損失。
面對以上難題，目前國內(nèi)的鐵路系統(tǒng)還沒有一套能夠準(zhǔn)確判斷故障位置的裝置，我希望研究建設(shè)一套能夠?qū)δ壳袄Ь秤兴鶐椭慕佑|網(wǎng)故障在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將通過對接觸網(wǎng)線路運行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測以獲取線路運行數(shù)據(jù)和故障信息，實現(xiàn)短路和接地故障的快速準(zhǔn)確定位，從而加快故障排除速度，縮短停電時間，減小停電損失，提高作業(yè)自動化、信息化水平。
二、研究內(nèi)容及預(yù)期目標(biāo)
1、研究內(nèi)容：
1)參考相關(guān)文獻(xiàn)資料等，研究現(xiàn)有接地故障檢測方法，取其精華去其糟粕，提煉出“綜合法”作為進(jìn)行接地故障判定方法，提高現(xiàn)有接地故障檢測方法判定的準(zhǔn)確度。
2)研制出可檢測線路故障檢測終端，實現(xiàn)線路故障檢測、方便工作人員查找故障位置，掌握線路的運行狀態(tài)。
3)研究通過太陽能電池板與蓄電池相結(jié)合的方式來為其供電的通信主機(jī)。經(jīng)過低功耗設(shè)計的太陽能通信主機(jī)將能夠在無光條件下正常工作30天以上。
4)研究終端裝置的自檢功能，確保終端裝置每天都在正常工作，防止因終端裝置損壞而無法確定故障位置情況的發(fā)生。
5)研究終端裝置的無線射頻通信功能，防止因為有線通信而造成安全距離縮短及線路絕緣等問題。
6)研究終端裝置盲區(qū)也可以正常使用。
7)研究采用GSM/GPRS方式進(jìn)行通信及報警信息轉(zhuǎn)發(fā)。此方式可應(yīng)用于各種復(fù)雜環(huán)境，同時該通信方法的采用將節(jié)省通信網(wǎng)絡(luò)基站等的建設(shè)費用，減少開銷。
8)設(shè)計合理的算法，編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的直觀顯示、報警、數(shù)據(jù)分析、報表生成等功能。
三、技術(shù)關(guān)鍵
1、故障檢測技術(shù)
現(xiàn)有各種故障檢測技術(shù)的準(zhǔn)確度都有限，擬采用“諧波法”和“首半波法”相結(jié)合形成“綜合法”來提高故障檢測的準(zhǔn)確度。這兩種理論技術(shù)的成果轉(zhuǎn)化將是我們研究的重點。
2、故障檢測電路及嵌入式軟件的設(shè)計
新型的故障檢測方法要求更高的采樣率，更快的運算速度。擬采用單片機(jī)作為內(nèi)核，使計算速度提升至每秒鐘500萬次，并進(jìn)行10位數(shù)字采樣，準(zhǔn)確測量電力線路電流。所有測量均采用數(shù)字方式，不用模擬電路作為判據(jù)，減少干擾，提高精度。
3、供電技術(shù)
本項目的接觸網(wǎng)線路故障檢測終端將采用感應(yīng)取電與備用電池相結(jié)合的新型供電方式，切實保障接觸網(wǎng)線路故障檢測終端的供電可靠性及設(shè)備壽命。
對于大功耗的通信主機(jī)將采用太陽能電池板與蓄電池相結(jié)合的方式來為其供電。經(jīng)過低功耗設(shè)計的太陽能通信主機(jī)將能夠在無光條件下正常工作30天以上。
4、通信技術(shù)
接觸網(wǎng)線路故障檢測終端與太陽能通信主機(jī)之間采用無線射頻進(jìn)行通信，免除了線路安全距離不足及線路絕緣等問題；另外，傳輸電路經(jīng)過抗干擾設(shè)計，不受電磁干擾及勵磁涌流的影響。
太陽能通信主機(jī)與系統(tǒng)主站之間利用無線GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)加無線射頻網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。我們將采用進(jìn)口通信模塊及更合理的通信協(xié)議以便提供通信準(zhǔn)確率。針對無GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的地方,我們將采用大功率射頻傳輸技術(shù),在接觸網(wǎng)上將信息采用無線傳輸終端中繼的方式傳輸，直到檢測到GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)后再遠(yuǎn)傳到系統(tǒng)主站，解決了在無GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的通信問題。
5、自檢設(shè)計
終端裝置每天都將進(jìn)行一次自檢，檢查自身的通訊及供電等是否正常。自檢完畢后將發(fā)送相關(guān)信息到系統(tǒng)主站。主站若持續(xù)24h未接受到相應(yīng)終端的自檢信息則將發(fā)出提示信息，提醒工作人員進(jìn)行處理。
6、安裝設(shè)計
故障檢測終端采用固定彈簧卡具的方式進(jìn)行安裝,在卡具下加有防滑橡膠，不會對接觸網(wǎng)造成損壞或檢測終端在線上滑動的現(xiàn)象。系統(tǒng)主站的軟件設(shè)計及開發(fā)
監(jiān)測中心由系統(tǒng)監(jiān)控主站及監(jiān)測系統(tǒng)軟件構(gòu)成，主要是通過收集、記錄、處理由終端檢測單元回傳的數(shù)據(jù)，按照各類故障的不同處理流程進(jìn)行故障的事件記錄數(shù)據(jù)自動告警日志、聲光報警、短信報警等工作。
7、預(yù)期目標(biāo)：
該項目實施后，對運行接觸網(wǎng)的故障點能進(jìn)行有效定位，不再需要安排人工巡線查找故障點， 而故障報警短信轉(zhuǎn)發(fā)功能及WEB功能將大大提高線路自動化水平。系統(tǒng)的完成將可以大量減少人力、物力費用，提高工作效率及供電可靠性，達(dá)到減員增效的目的。
四、系統(tǒng)介紹
研制出的接觸網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)將主要由以下幾部分組成：
1）接觸網(wǎng)故障檢測終端
2）太陽能通信主機(jī)
3）通信交換機(jī)
4）服務(wù)器
5）系統(tǒng)軟件
本系統(tǒng)將故障信息通過無線射頻傳輸至太陽能通信主機(jī)，由其通GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至通信交換機(jī)并最終進(jìn)入服務(wù)器。服務(wù)器相關(guān)軟件在運算處理后進(jìn)行信息的顯示、報警、報警短信轉(zhuǎn)發(fā)、生成報警記錄及日報等。與此同時，相關(guān)人員也將通過通信交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的報警短信迅速到達(dá)故障現(xiàn)場進(jìn)行處理，避免事故擴(kuò)大，減少用電損失，減輕工作人員勞動強(qiáng)度，提高線路現(xiàn)代化水平。
五、效益預(yù)測
“接觸網(wǎng)故障在線監(jiān)測系統(tǒng)”是利用GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，在調(diào)度室建立GPRS數(shù)據(jù)處理平臺，能夠?qū)崟r監(jiān)測接觸網(wǎng)故障信息。
1、減少故障查找時間及人工成本
假如以前接觸網(wǎng)出現(xiàn)故障后需要派出5個巡線工人查找故障，需要2小時的巡線查找故障時間，假若一年發(fā)生5起故障，則每年需要耗費50小時用于查找故障。采用接觸網(wǎng)線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)后，可在出現(xiàn)故障出現(xiàn)后3分鐘內(nèi)在主站軟件頁面上顯示出具體故障位置，并將故障位置通過短信發(fā)送到相關(guān)工作人員的手機(jī)上，一年的5起故障只需15分鐘就可明確故障位置。
2、降低運營成本
該項目實施后，對運行中線路的故障點能進(jìn)行有效定位，不再需要安排人工巡線查找故障點，而故障報警短信轉(zhuǎn)發(fā)功能及WEB功能將大大提高線路自動化水平。系統(tǒng)的完成將可以大量減少人力、物力費用，提高工作效率及供電可靠性，達(dá)到減員增效的目的，也大大提高了接觸網(wǎng)運行維護(hù)的自動化水平。
[參考文獻(xiàn)]：
《電子器件雜志》2014年第三期
1系統(tǒng)設(shè)計
1．1預(yù)警系統(tǒng)終端機(jī)山體滑坡預(yù)警監(jiān)測系統(tǒng)的終端機(jī)由各種水文、氣象傳感器模塊(三軸加數(shù)度陀螺儀，GPS模塊)、無線通信模塊、電源模塊和主控制器模塊組成。圖2為線、角加速度采集傳輸模塊連接框圖，圖3為位移采集傳輸模塊連接框圖。
1．1．1線、角加速度采集傳輸模塊主要用到的模塊有:主控制模塊(STC12C5A60S2)、三軸加速度陀螺儀模塊(MPU－6050)、無線傳輸模塊(SIM300)。(1)主控制模塊所采用的主控制芯片是STC12C5A60S2。它是高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾的新一代8051單片機(jī)［7］，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8倍～12倍。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，2路PWM，8路高速10bitA/D轉(zhuǎn)換(250ksample/s，即25萬次/s)，兩個串口。在對線、角加速度采集傳輸設(shè)計中只是把它作為普通的51單片機(jī)來使用(單串口)。(2)三軸加數(shù)度陀螺儀模塊采用的芯片是MPU－6050，MPU－60X0系列是全球首例9軸運動處理傳感器。它集成了3軸MEMS陀螺儀，3軸MEMS加速度計，以及一個可擴(kuò)展的數(shù)字運動處理器DMP(DigitalMotionProcessor)。為了精確跟蹤快速和慢速的運動，傳感器的測量范圍都是用戶可控的，陀螺儀可測范圍為±250°/s、±500°/s、±1000°/s、±2000°/s(%dps)，加速度計可測范圍為±2，±4，±8，±16gn(重力加速度)。(3)無線傳輸模塊本設(shè)計采用的GPRS通信模塊為SIM300。SIM300是SIMCOM公司推出的GSM/GPRS雙頻模塊，支持TCP/IP協(xié)議、三頻/四頻/GSM/GPRS，支持PDU模式和文本模式的短消息傳送，支持?jǐn)?shù)據(jù)和傳真信息的高速傳輸，使用時更加方便靈活。GPRS通訊適用于間斷的、突發(fā)性的或少量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸，且具有實時在線，按量收費等優(yōu)點［8］。在該設(shè)計中，GPRS模塊的接口信號端GRX、GXD分別與STC12C5A60S2的RxD、TxD連接，如圖2所示。當(dāng)主控制模塊和GPRS模塊啟動后，MCU通過串口直接向GPRS模塊發(fā)送AT指令使其接入GPRS網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。其內(nèi)容包括波特率、網(wǎng)關(guān)、GPRS模塊的類別、測試GPRS服務(wù)是否開通等。
1．1．2位移采集傳輸模塊主要用到的模塊有主控制模塊(STC12C5A60S2)、全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊、無線傳輸模塊(SIM300)。在對位移采集傳輸設(shè)計中使用了STC12C5A60S2的雙串口功能。MCU將從串口1傳輸?shù)腉PS數(shù)據(jù)解析后，經(jīng)過串口2數(shù)據(jù)傳給SIM300。該設(shè)計中，GPRS模塊的接口信號端GRX、GXD分別與STC12C5A60S2的RxD(2)、TxD(2)連接。全球定位系統(tǒng)(GPS)模塊采用的芯片為u－blox公司生產(chǎn)的NEO－6M－0－001。捕獲冷啟動29s，溫啟動27s，輔助啟動＜3s，熱啟動＜1s，靈敏度:捕獲－162dBm，跟蹤－147dBm，冷啟動－146dBm。GPS模塊的Tx、Rx端分別與STC12C5A60S2的RxD、TxD相連，如圖3所示。
1．1．3電源模塊由于監(jiān)測系統(tǒng)終端機(jī)分布在野外，供電較困難，終端機(jī)采用蓄電池供電，蓄電池容量大、自放電率低，并采用太陽能板對其進(jìn)行涓流充電，可以保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定地工作。本設(shè)計中采用的是9V\2．3W的太陽能板，6V\4A的蓄電池，以及AMS1117－5．0電源穩(wěn)壓模塊，連接圖如圖4所示。圖中的二極管是防止蓄電池對太陽能板進(jìn)行反充電。蓄電池的實際電壓為6．7V，經(jīng)過AMS1117－5．0電源穩(wěn)壓模塊后在OUT+\－端輸出5V電壓，可以為單片機(jī)、GPRS模塊、GPS模塊供電1．2預(yù)警平臺本設(shè)計中，預(yù)警平臺是通過短信和報警器的播報方式通知相關(guān)人員的。用到的硬件有:單片機(jī)STC89C52、無線傳輸模塊(SIM300)、報警器ES－626、手機(jī)。其中STC89C52與SIM300模塊的連接方式與圖2一樣。選用的報警器可工作在6V～12V之間，在12V時，可達(dá)到120dB的聲音。它是由繼電器對其進(jìn)行控制的，繼電器是通過達(dá)林頓管(ULN2003)來驅(qū)動的。繼電器的‘1’為常開端口，‘3’為常閉端口。原理圖如圖5所示。通過MCU(STC89C52)對LED1、LED2、繼電器進(jìn)行控制。在報警前，LED2(綠燈)亮，LED1(紅燈)滅，繼電器處于常閉狀態(tài)，報警器不工作;當(dāng)接收到監(jiān)控系統(tǒng)控制站的報警指令后，LED2滅，LED1亮，繼電器處于常開狀態(tài)，報警器工作，且手機(jī)會收到一條預(yù)警短信。本設(shè)計選擇的實驗滑坡采集點有三處，標(biāo)記為1、2、3號地區(qū)。短信內(nèi)容如圖6所示，提醒相關(guān)人員做好防范。
1．3監(jiān)控系統(tǒng)控制站監(jiān)控系統(tǒng)控制站，主要負(fù)責(zé)將終端機(jī)傳送過來的加速度、位移數(shù)據(jù)存儲、顯示，判斷數(shù)據(jù)是否達(dá)到預(yù)警門限值，如果達(dá)到門限值時就會發(fā)送一條指令給預(yù)警平臺，預(yù)警平臺將會啟動報警裝置。本設(shè)計的上位機(jī)軟件是借助于網(wǎng)絡(luò)調(diào)試助手這款軟件。它支持UDP，TCP協(xié)議，集成TCP服務(wù)器和客戶端;可以自動發(fā)送校驗位，支持多種校驗格式;支持間隔發(fā)送，循環(huán)發(fā)送，批處理發(fā)送等功能。圖7為監(jiān)控終端接收到的放大256倍的線、角加速度數(shù)據(jù)。其中A后面的3個數(shù)據(jù)分別表示X、Y、Z軸的線加速度，單位為gn(重力加速度)，G后面的3個數(shù)據(jù)分別表示X、Y、Z三軸旋轉(zhuǎn)方向的角加速度，單位為°/s。圖8為監(jiān)控終端收到的GPS位移數(shù)據(jù)。例如圖8中第1行數(shù)據(jù)，設(shè)為A點“h:36．6N:325249E:1194821t:33”，它表示該滑坡采集地處于高度36．6，北緯32°52''''49″，東經(jīng)119°48''''21″的位置。t為北京時間的秒，前后t相減就得到了采集間隔時間Δt=21s。如果數(shù)據(jù)變?yōu)锽點，處于高度5．2，北緯32°52''''51″，東經(jīng)119°48''''19″的位置。那么A、B兩處距離將通過下面方法進(jìn)行計算。
2結(jié)論
本設(shè)計對山移、加速度信息進(jìn)行監(jiān)測，確保了預(yù)警的準(zhǔn)確性;預(yù)警平臺的設(shè)計大大方便了預(yù)警的播報;采用GPRS無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)保證了監(jiān)控站可以在無限遠(yuǎn)處設(shè)立，利于遠(yuǎn)程監(jiān)控。本設(shè)計在經(jīng)過實地驗證后，能夠及時、可靠地對滑坡災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行預(yù)警，有效地解決了有線傳輸及人工播報方式的缺陷。
作者：陳煒峰席萬強(qiáng)周峰劉云平單位：南京信息工程大學(xué)信息與控制學(xué)院南京易周能源科技有限公司
關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；基站；傳感器；功能；原理
作者簡介：王德海（1982-），男，遼寧綏中人，江蘇省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心，講師；管瑞忠（1958-），男，江蘇常熟人，江蘇省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心，一級指導(dǎo)教師。（江蘇 蘇州 215004）
中圖分類號：G726 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）30-0144-02
2009年5月，國家電網(wǎng)公司正式提出“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”的概念：以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)，以通信信息平臺為支撐，具有信息化、自動化、互動化特征，包含發(fā)電、輸電、變電、配電、用電和調(diào)度各個環(huán)節(jié)，覆蓋所有電壓等級，實現(xiàn)“電力流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化融合的現(xiàn)代電網(wǎng)。[2]中國智能電網(wǎng)研究和建設(shè)已拉開了序幕。
2011年，江蘇省電力公司為加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)和智能電網(wǎng)知識培訓(xùn)，在江蘇省電力公司生產(chǎn)技能培訓(xùn)中心尹山湖輸配電帶電作業(yè)培訓(xùn)基地建設(shè)了一套輸配電線路狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。通過該狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)對高壓輸電線路實時監(jiān)測，系統(tǒng)中監(jiān)測裝置通過無線傳感網(wǎng)技術(shù)與有線傳輸結(jié)合的方式，對輸電線路周邊狀況及環(huán)境參數(shù)進(jìn)行全天候監(jiān)測，并由基站通過RS-485總線方式將獲得的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸給系統(tǒng)控制主機(jī)，并響應(yīng)主機(jī)的各種預(yù)警命令，使輸電線路運行于可視、可控之中。系統(tǒng)對事故隱患提出預(yù)警，為生產(chǎn)管理提供決策信息支持，為調(diào)度提供輔助決策信息，有效減少由于各種因素引起的電力事故。學(xué)員通過現(xiàn)場參觀以及實際操作，可以真實的感受到智能電網(wǎng)“信息化、自動化、互動化”的智能要求以及狀態(tài)監(jiān)測裝置“測量數(shù)字化、輸出標(biāo)準(zhǔn)化、通信網(wǎng)絡(luò)化和狀態(tài)可視化”的基本特征。
一、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置的背景和意義
我國地域遼闊，電力線路和設(shè)備具有危險點分散性大、距離長、難以監(jiān)控維護(hù)等特點，而由氣象臺提供的對某個地區(qū)的定時定點監(jiān)測記錄并不能完全準(zhǔn)確地反映電力線路走廊和變電站等重要區(qū)域的氣象條件，其歷史氣象數(shù)據(jù)一片空白，給自然災(zāi)害預(yù)防及研究帶來了一定的困難。隨著全球氣候環(huán)境惡化的加劇，冰雪、洪澇、凍雨、大風(fēng)等災(zāi)害時有發(fā)生且越來越頻繁。輸電線路易受覆冰、舞動影響而出現(xiàn)大面積事故停電，給電力系統(tǒng)及人民生活造成了極大的直接與間接經(jīng)濟(jì)損失。
二、輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置的功能和作用
主要針對輸電線路走廊的微氣象環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行全天候?qū)崟r監(jiān)測，獲取當(dāng)?shù)貧庀髮崟r和歷史數(shù)據(jù)，如環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量等，既可作為輸電線路覆冰狀態(tài)分析和判決的依據(jù)，又可為災(zāi)害預(yù)測、狀態(tài)檢修等提供全面的信息。輸電線路（導(dǎo)線）溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用，符合目前所提倡的輸電線路信息化、智能化、安全化的全面要求，提高了電網(wǎng)安全運行的可靠性及生產(chǎn)效率，減輕了運行部門日常巡檢的工作量，對系統(tǒng)安全運行具有重要意義。在使用過程中，維護(hù)人員通過上傳至監(jiān)控中心的監(jiān)測數(shù)據(jù)不僅可以了解前端輸電線路導(dǎo)線的運行情況，還能全面收集和長期積累動態(tài)增容、過載性試驗及大負(fù)荷區(qū)段的帶電導(dǎo)線、重冰區(qū)進(jìn)行交直流融冰的重點區(qū)域的實時溫度等資料，為輸電線路在設(shè)計、運行維護(hù)等方面提供大量的真實的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
三、尹山湖輸配電帶電作業(yè)實訓(xùn)基地輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置的組成及原理
尹山湖輸配電帶電作業(yè)實訓(xùn)基地輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置由數(shù)據(jù)傳輸基站、無線溫度傳感器、無線溫濕度傳感器、無線雨量傳感器、風(fēng)速風(fēng)向傳感器、太陽能供電系統(tǒng)組成。
1.數(shù)據(jù)傳輸基站（見圖1）
數(shù)據(jù)傳輸基站用于收集各類傳感器（溫度、溫濕度、水浸、雨量、避雷器泄漏電流等）的無線信號，并通過RS-485總線將數(shù)據(jù)傳送給控制主機(jī)。采用雙天線設(shè)計，可以保證接收到的多徑信號的衰落特性不同，提高信號接收的可靠性。其工作原理是：2.4GHz RF收發(fā)器收到傳感器發(fā)來的數(shù)據(jù)會產(chǎn)生中斷信號，MCU立即讀取該數(shù)據(jù)，進(jìn)行分類處理并保存到內(nèi)存和FLASH ROM中。在主機(jī)通過RS-485（CAN、以太網(wǎng)）總線查詢時將收到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)街鳈C(jī)進(jìn)行處理。
2.無線溫度傳感器（見圖2）
無線溫度傳感器用于實時監(jiān)測輸（配）電線路及變電一次設(shè)備的運行溫度、溫升和相間溫差，是基于WSN（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)設(shè)計開發(fā)的，應(yīng)用先進(jìn)的一體化、微型化封裝技術(shù)和等電位安裝技術(shù)，可將其直接安裝在設(shè)備發(fā)熱處或線路之上，為電力網(wǎng)安全運行提供數(shù)據(jù)支持。其工作原理是：無線溫度傳感器定時測量并發(fā)送監(jiān)測點溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測點溫度超過預(yù)設(shè)值時立即報警并提高測溫頻率，這些數(shù)據(jù)通過2.4GHz無線信道傳輸?shù)交尽?/p>
3.無線溫濕度傳感器（見圖3）
無線溫濕度傳感器用于實時、準(zhǔn)確的測量環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度。它能使用戶對現(xiàn)場環(huán)境實現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測，具有體積小、易安裝、使用壽命長、實時在線等功能特點。其工作原理是：無線溫度傳感器定時測量并發(fā)送監(jiān)測點溫濕度數(shù)據(jù)，當(dāng)監(jiān)測點溫濕度超過預(yù)設(shè)值時發(fā)出告警，并將數(shù)據(jù)通過2.4GHz無線信道傳輸?shù)交尽?/p>
4.無線雨量傳感器（見圖4）
無線雨量傳感器用于實時測量自然界降雨量，同時融入WSN（無線傳感器網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)，將降雨量轉(zhuǎn)換為以開關(guān)量形式的數(shù)字信息量通過無線信道發(fā)射給基站。它為防洪、水庫水情管理提供了數(shù)據(jù)支持。其工作原理是：由承雨口采集到雨水，經(jīng)漏斗進(jìn)入上翻斗，上翻斗承積到一定水量時發(fā)生翻轉(zhuǎn)傾倒，經(jīng)匯集漏斗和節(jié)流管注入計量翻斗，把不同強(qiáng)度的自然降水調(diào)節(jié)為比較均勻的中等強(qiáng)度降水。計量翻斗承積到相當(dāng)于0.1mm降水時計量翻斗翻到。計量翻斗每翻倒一次，計數(shù)翻斗跟隨翻倒一次，通過安裝在計數(shù)翻斗的磁鋼對固定在機(jī)架上的干簧管掃描，使干簧接點因磁化而瞬間閉合一次，通過二心電纜送出一個電路導(dǎo)通信號，傳輸?shù)綗o線傳感計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)，并通過2.45GHz無線信道傳輸?shù)交尽?/p>
5.風(fēng)速風(fēng)向傳感器（見圖5）
用于實時監(jiān)測所在環(huán)境的風(fēng)速、風(fēng)向參數(shù)值。采用超聲波一體化風(fēng)速、風(fēng)向傳感器，全金屬外殼，一體化設(shè)計，可全天候工作，免維護(hù)。同時還具有測量精度高、穩(wěn)定性好等特點。其工作原理是：利用超聲波時差法來實現(xiàn)風(fēng)速的測量。聲音在空氣中的傳播速度匯和風(fēng)向上的氣流速度疊加，若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相同，它的速度會加快；反之，若超聲波的傳播方向與風(fēng)向相反，它的速度會變慢。因此，在固定的檢測條件下，超聲波在空氣中傳播的速度可以和風(fēng)速函數(shù)對應(yīng)。通過計算即可得到精確的風(fēng)速和風(fēng)向。
6.太陽能供電系統(tǒng)（見圖6）
太陽能供電系統(tǒng)簡稱太陽能電源，是一種將光能轉(zhuǎn)換成電能的供電設(shè)備。它有太陽能電池板（見圖6）、太陽能控制器、硅能蓄電池（見圖7）三部分組成。其工作原理是：白天利用太陽能電池方陣將光能轉(zhuǎn)換成不穩(wěn)定的電能，通過太陽能控制器再將不穩(wěn)定的電能變換成穩(wěn)定的直流電，以向蓄電池組充電，同時也給負(fù)載設(shè)備供電。夜間，蓄電池組再將存貯的電能向負(fù)載放出。如此往復(fù)，使負(fù)載設(shè)備始終有電力供應(yīng)。
7.紅外探測傳感器
采用2個紅外微波雙鑒探測器安裝于需要監(jiān)控的塔身關(guān)鍵位置，以覆蓋防護(hù)范圍為準(zhǔn)（可擴(kuò)展至4個）。每個紅外微波探測器的波束覆蓋區(qū)域為：X軸輻射角寬110度、Y軸輻射角寬85度。選擇合適的安裝高度，可以覆蓋桿塔本體周圍及安裝點10米左右范圍內(nèi)異物的入侵，感知安全范圍內(nèi)的外物靠近，對于違法人員的攀爬、盜材等可即時感知，并向主站發(fā)送報警信號。
四、在線監(jiān)測裝置在尹山湖輸配電帶電作業(yè)實訓(xùn)基地的應(yīng)用
未來電網(wǎng)將向智能化發(fā)展，智能電網(wǎng)知識的普及和應(yīng)用對于電網(wǎng)發(fā)展越來越重要。尹山湖輸配電帶電作業(yè)實訓(xùn)基地在線監(jiān)測裝置可以實現(xiàn)風(fēng)速、風(fēng)向、大氣溫濕度、照度、雨量等微氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)測；可以實現(xiàn)導(dǎo)線溫度的監(jiān)測；可以實現(xiàn)導(dǎo)線運行溫度、桿塔工作狀態(tài)、導(dǎo)線覆冰等狀態(tài)監(jiān)測；可以實現(xiàn)避雷器總泄漏電流、阻性電流、諧波電流等參數(shù)的監(jiān)測。這些監(jiān)測雖然僅僅是智能電網(wǎng)應(yīng)用的一小部分，但是它將智能電網(wǎng)“信息化、自動化、互動化”的智能要求以及狀態(tài)監(jiān)測裝置“測量數(shù)字化、輸出標(biāo)準(zhǔn)化、通信網(wǎng)絡(luò)化和狀態(tài)可視化”的基本特征傳遞給江蘇電力系統(tǒng)的電力員工，將智能電網(wǎng)的基本知識以實物的形式展示給培訓(xùn)學(xué)員，讓江蘇電網(wǎng)員工更深刻地理解智能電網(wǎng)知識，為智能電網(wǎng)的發(fā)展貢獻(xiàn)更大的力量。
參考文獻(xiàn)：
[1]輸電線路狀態(tài)監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范[S].北京：國家電網(wǎng)公司，
2010.
【關(guān)鍵詞】智能變電站；二次設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測
【中圖分類號】TM411+.4【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0403-01
1 引言
目前，智能變電站正在逐步取代傳統(tǒng)模式的變電場所，成為組建電力系統(tǒng)的新模式。其中，一次、二次設(shè)備同為智能變電站的核心部分，不過就目前的實際情況來看，部分變電站將主要精力放在一次設(shè)備的安全保護(hù)上，對二次設(shè)備的關(guān)注度不足。在智能變電站中，二次設(shè)備的作用是為一次設(shè)備的運行提供輔助，同時，也兼具監(jiān)測、觀察、告警等多項功能，極大的保障了變電站安全生產(chǎn)的順利進(jìn)行。所以，無論是在智能變電站的建設(shè)還是生產(chǎn)階段，我們都要對二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測工作給予足夠的重視，及時發(fā)現(xiàn)并處理可能存在的問題，以確保二次設(shè)備的積極作用能夠得到持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)揮。
2 二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的意義
相對于一次設(shè)備而言，二次設(shè)備并不會直接接觸電能，但是在作業(yè)高峰期，一次設(shè)備在二次設(shè)備的輔助下，能夠更好的完成電壓等級的變換任務(wù)，在更為安全的狀態(tài)下為用戶匹配所需等級的電壓。具體來說，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的意義包括三個方面：首先是有利于系統(tǒng)效率的保障。通過對二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，我們可以進(jìn)一步提升設(shè)備的運行效率，為電力系統(tǒng)操控質(zhì)量的整體提升做出局部的貢獻(xiàn)。其次是有利于減少各類故障。由于二次設(shè)備不會與電能發(fā)生直接的接觸，所以電能供應(yīng)不足并不會對其產(chǎn)生干擾。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有調(diào)節(jié)、保護(hù)、控制等多項功能，可以對變電站系統(tǒng)的操控狀態(tài)進(jìn)行多角度的跟蹤，從而有效降低了二次設(shè)備各類故障的發(fā)生概率。最后是有利于問題的及時發(fā)現(xiàn)與處理。通過二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測，工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的異常問題，并迅速完成故障判斷和排除任務(wù)。
3 二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)
3.1 計算機(jī)技術(shù)
計算機(jī)技術(shù)在二次設(shè)備監(jiān)測技術(shù)中占據(jù)著核心位置，有利于現(xiàn)場操作難度的降低。具體來說，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工作中的計算機(jī)技術(shù)主要涉及收集、處理、監(jiān)測、判斷四個模塊。
（1）收集模塊
數(shù)據(jù)的收集是狀態(tài)監(jiān)測工作的基礎(chǔ)，只有依靠準(zhǔn)確、真實的信息，才能對二次設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行有效判斷。基于計算機(jī)技術(shù)收集到的數(shù)據(jù)信息，具有結(jié)構(gòu)長、內(nèi)容多、區(qū)域廣等特點，基本完成了對二次設(shè)備各項數(shù)據(jù)的全面覆蓋。
（2）處理模塊
在二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測工作中，數(shù)據(jù)的處理同樣占據(jù)著重要位置，處理結(jié)果的整體水平直接決定著二次設(shè)備狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確率。例如在現(xiàn)階段的智能變電站中，設(shè)備電源供應(yīng)大多由蓄電池組完成，通過計算機(jī)技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)處理模塊，工作人員可以對蓄電池組的電壓、電流值進(jìn)行實時監(jiān)控，若相關(guān)數(shù)據(jù)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，系統(tǒng)會立即發(fā)出告警。
（3）監(jiān)測模塊
智能變電站二次設(shè)備傳輸信息的主要方式為數(shù)據(jù)通信，例如開關(guān)、母線、變壓器等的信息收發(fā)都是通過有線通訊技術(shù)完成的。基于計算機(jī)技術(shù)的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測的功能，幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)傳輸過程中的異常信號，以此實現(xiàn)對如誤動作等問題的迅速反應(yīng)和處理。
（4）判斷模塊
在對二次設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷之前，工作人員需要先進(jìn)行針對數(shù)據(jù)的一系列考評，并將其中的重要指數(shù)作為判斷的參考依據(jù)，以此提高狀態(tài)判斷的準(zhǔn)確性。在計算機(jī)技術(shù)的支持下，海量數(shù)據(jù)的存儲與共享成為了可能，同時，通過計算機(jī)服務(wù)器的預(yù)分析，還能幫助工作人員省去信息篩選的麻煩，在減少工作量的同時，為二次設(shè)備狀態(tài)判斷的迅速進(jìn)行提供更多保障。
3.2 在線監(jiān)測技術(shù)
就我國電力行業(yè)現(xiàn)階段的發(fā)展趨勢來看，智能控制系統(tǒng)的地位將會得到進(jìn)一步的凸顯。但是，變電站的智能化轉(zhuǎn)變并不是一成不變的，一次、二次設(shè)備的組成模式也會根據(jù)實際情況作出相應(yīng)的調(diào)整。在這樣的時代背景下，在線監(jiān)測技術(shù)在未來的發(fā)展中將會得到進(jìn)一步的推廣，并結(jié)合系統(tǒng)、設(shè)備、線路三個級別的改造，為狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)使用價值的提升起到積極的推動作用。
（1）系統(tǒng)檢測
如果變電站的信號傳輸出現(xiàn)了數(shù)據(jù)丟失問題，那么就容易導(dǎo)致日常運作的混亂，使二次設(shè)備無法發(fā)揮應(yīng)有的作用。通過智能化監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，可以使二次設(shè)備因各類干擾所受到的影響降到最低，其中，對異常、破壞現(xiàn)象的實時監(jiān)測是系統(tǒng)的核心功能，有利于技術(shù)人員及時發(fā)現(xiàn)和排除存在的故障和問題。
（2）設(shè)備檢測
生產(chǎn)、生活用電的逐年增加使得變電站設(shè)備的日常作業(yè)越來越多的處于高負(fù)荷狀態(tài)，而線路二次設(shè)備則是變電站電能傳輸?shù)闹匾d體。設(shè)備檢測的作用是對原始二次設(shè)備進(jìn)行全面監(jiān)測，無論是內(nèi)部元器件或線路，還是外部輔助設(shè)備，都可以在設(shè)備檢測及相關(guān)改造的支持下得到使用性能方面的顯著改善。
（3）線路檢測
變電站電能傳輸?shù)闹饕d體是線路，其狀態(tài)是否穩(wěn)定將會對智能變電站的運行效率產(chǎn)生直接影響。針對線路的監(jiān)測工作需要從測量、檢查兩個方面進(jìn)行。在具體操作時，應(yīng)從升、降壓兩個方面進(jìn)行推廣：首先是降壓。原始電能輸入智能變電站時需要進(jìn)行降壓處理，因此需要對線路連接的完整性以及實時電壓值進(jìn)行檢測。其次是升壓。在傳輸電能之前，智能變電站需要對電能進(jìn)行升壓處理，此時，監(jiān)測的重點項目變?yōu)殡妷骸㈦娏髦凳欠癯隽藰?biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)束語
總的來說，不與電能直接接觸的二次設(shè)備能夠發(fā)揮出保障一次設(shè)備安全運行的重要作用，在國內(nèi)變電站建設(shè)“智能化”的趨勢下，電力單位應(yīng)當(dāng)改變過度關(guān)注一次設(shè)備監(jiān)測與管理的做法，結(jié)合本單位二次設(shè)備的實際作業(yè)情況，針對性的制定監(jiān)測管理方案，將二次設(shè)備的故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】自動跟蹤 無線網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)采集
1 自動跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)及監(jiān)控通訊技術(shù)
在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計中保證太陽能電池板充分吸收太陽輻射的能量是提高太陽能發(fā)電效率的有效方式之一，實現(xiàn)的方法是設(shè)計自動跟蹤式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。自動跟蹤式獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計與應(yīng)用，能夠促使太陽能的發(fā)電成本得到有效降低，進(jìn)而推動太陽能在工業(yè)及民用生活中的的積極推廣和有效應(yīng)用。自 動跟蹤式光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)太陽一天內(nèi)不同時刻的高度角，對太陽電池板的偏轉(zhuǎn)角度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，用以保持太陽電池板與太陽入射光線之間的始終處于垂直狀態(tài)，要求設(shè)備具有始終能跟蹤太陽的運行軌跡的能力且具有高的精確度，關(guān)鍵技術(shù)在于對太陽光照強(qiáng)度的測定及機(jī)電控制轉(zhuǎn)動設(shè)備的研發(fā)。
光伏電站建設(shè)中完整的光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計要求對光伏電站的實際運行效果進(jìn)行監(jiān)控、評估，監(jiān)控和評估是是通過一些重要參數(shù)，如：光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、陣列電壓、蓄電池充電電流、電壓、組件功率，發(fā)電效率、每小時發(fā)電量等的顯示來反映電站運行狀況的，對系統(tǒng)的監(jiān)控和評估是保證光伏電站運行質(zhì)量的重要措施。目前大部分電站的運行監(jiān)控系統(tǒng)主要是由供電站維護(hù)人員通過控制室的液晶屏顯示獲取到相關(guān)參數(shù)，對系統(tǒng)的整體運行狀況進(jìn)行有效把握，并負(fù)責(zé)調(diào)整與維護(hù)系統(tǒng)，在一些野外光伏電站或遠(yuǎn)距離電站的監(jiān)控中，這種方式局限性明顯，維護(hù)人員必須到控制室現(xiàn)場才能得到數(shù)據(jù)，嚴(yán)重影響了電站的運行效率和質(zhì)量。而借助無線通訊網(wǎng)絡(luò)實行光伏電站運行數(shù)據(jù)的傳遞，并通過遠(yuǎn)程或網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，快速地分析與診斷每個站點的具體運行情況，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，制定相應(yīng)的處理方案，這有助于推動光伏電站的使用效率不斷提升。
光伏電站監(jiān)控?zé)o線通訊系統(tǒng)的設(shè)計，可以采用工業(yè)總線形式，如利用RS485 或 CAN 總線，推動下位機(jī)與監(jiān)控主PC機(jī)之間成功實現(xiàn)通訊；也可以借助調(diào)制解調(diào)器（Modem）或公用電話網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)；或者可以將互聯(lián)網(wǎng)與前兩種方式相結(jié)合來實現(xiàn)；還可以利用 GSM/GPRS 無線移動通訊網(wǎng)絡(luò)，成功實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。是借助中繼衛(wèi)星和地面移動基站網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的遠(yuǎn)程無線技術(shù)。它具備很多方面的特點，例如，數(shù)據(jù)傳輸率高，最高可達(dá)115 kbps；抗干擾性能強(qiáng)；信號覆蓋面廣；在線時間長；所以對于傳送監(jiān)控信號而言非常適用。本文即基于GSM/GPRS 無線移動通訊技術(shù)設(shè)計一種無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控光伏發(fā)電系統(tǒng)。由于以GSM/GPRS的數(shù)字信號為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)具備保真度高、不受時空影響等方面特征，因此以GSM/GPRS無線網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的光伏系統(tǒng)，能夠成功實現(xiàn)在線遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2 整體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
無線網(wǎng)絡(luò)光伏系統(tǒng)的組成部分有很多，包括：光伏發(fā)電裝置、GPRS 網(wǎng)關(guān)、電站中的數(shù)據(jù)采集等系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳感器收集發(fā)電裝置中的各種運行狀態(tài)參數(shù)，如：蓄電池電壓、蓄電池充電電流于電壓、日照強(qiáng)度、交流電壓于電壓輸出、溫度環(huán)境、光伏陣列電壓等，以TMS320F2812微處理器（單片機(jī)）的系統(tǒng)每隔五分鐘，對光伏電站的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行定時采樣，并將采樣過程所得模擬信號，通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化與存儲；在系統(tǒng)的存儲器中，當(dāng)總站控制機(jī)要求回傳存儲器中的數(shù)據(jù)時，單片機(jī)把存儲器中的數(shù)據(jù)通過集成了 Zigbee協(xié)調(diào)器模塊、GPRS模塊和串行通訊模塊的系統(tǒng)的通信樞紐GPRS網(wǎng)關(guān)（無線通信網(wǎng)絡(luò)）將數(shù)據(jù)傳回遠(yuǎn)程監(jiān)控中心，操作人員通過在中央控制室遠(yuǎn)程監(jiān)控中心中操控臺監(jiān)控設(shè)置以 GPRS 網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，同步設(shè)置了光伏發(fā)電站GPRS網(wǎng)關(guān)時鐘數(shù)據(jù)，同時操作并控制光伏發(fā)電。當(dāng)光伏電站出現(xiàn)運行故障時，管理人員可以發(fā)出切斷電源的命令，電站也可以進(jìn)行自動斷開，防止故障蔓延，維護(hù)發(fā)電系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。
系統(tǒng)采取三層結(jié)構(gòu)。第一層為數(shù)據(jù)采集層，現(xiàn)場的采樣設(shè)備將各種傳感器所獲取的系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集至現(xiàn)場單片機(jī)或PC機(jī)中，按照實際需求對信號進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換。第二層屬于網(wǎng)絡(luò)傳輸層，借助無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)向中央控制室數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳遞。第三層屬于狀態(tài)分析與控制層，工程師們在中央控制室中，借助現(xiàn)代計算機(jī)與數(shù)字信號相關(guān)技術(shù)，分析與處理所收集到的數(shù)字信號，并評估診斷設(shè)備的運行狀態(tài)，得出相應(yīng)結(jié)論。此外，借助遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)太陽能發(fā)電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，確保整套系統(tǒng)處于穩(wěn)定運行狀態(tài)。圖1所示為具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計框圖。
3 系統(tǒng)軟件部分
系統(tǒng)軟件部分的功能主要在于借助計算機(jī)科學(xué)技術(shù)處理光伏電站的相關(guān)數(shù)據(jù)，整個系統(tǒng)包括很多部分，例如，數(shù)據(jù)采集程序；數(shù)據(jù)傳輸程序；檢測控制程序三部分。
第一部分?jǐn)?shù)據(jù)采集，以TMS320F2812微處理器（單片機(jī)）的每隔五分鐘系統(tǒng)定時對光伏電站的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，主要完成將太陽能電池陣列、蓄電池、逆變器及DC轉(zhuǎn)換器電路的輸出電壓信號和輸出電流信號以及電站所在位置檢測的實時天氣氣象信息經(jīng)傳感器輸入電腦中，利用計算機(jī)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效存儲，然后進(jìn)一步分析與處理這些數(shù)據(jù)。光伏能源監(jiān)控系統(tǒng)中，在采集光伏電站運行數(shù)據(jù)的過程中，借助傳感器實現(xiàn)信息的電信號轉(zhuǎn)換，經(jīng)調(diào)制電路（A/D轉(zhuǎn)換）調(diào)制轉(zhuǎn)換后，電信號被送至處理器進(jìn)行處理來實現(xiàn)一次完整的數(shù)據(jù)采集和處理的。
第二部分是數(shù)據(jù)傳輸，模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號存儲在系統(tǒng)的存儲器中后，總站控制機(jī)在提出回傳存儲器中的數(shù)據(jù)要求時，單片機(jī)將存儲器中的相關(guān)數(shù)據(jù)通過 Zigbee協(xié)調(diào)器、GPRS以及串行通訊等集成模塊系統(tǒng)的通信樞紐GPRS網(wǎng)關(guān)（無線通信網(wǎng)絡(luò)）將處理后的數(shù)據(jù)通過終端機(jī)送至現(xiàn)場處理系統(tǒng)和 GPRS 模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊。
第三部分是檢測控制程序，該部分在整個程序中處于核心部分，監(jiān)測系統(tǒng)軟件的功能主要包括兩個：第一部分屬于初始化系統(tǒng)元件環(huán)節(jié)，對 CPU、GPIO等提供初始化服務(wù)。第二部分屬于執(zhí)行環(huán)節(jié)，執(zhí)行實時顯示、驅(qū)動控制、遠(yuǎn)程通訊、現(xiàn)場維護(hù)等。包括實現(xiàn)采樣數(shù)據(jù)的 LCD 的實時顯示，實現(xiàn)兩路 PWM 脈沖的 產(chǎn)生，命令的解析與執(zhí)行，操作人員在中央控制室遠(yuǎn)程操控現(xiàn)場系統(tǒng)的過程中，就需要借助監(jiān)控中心計算機(jī)輸送各種命令代碼，獲取并解析相關(guān)數(shù)據(jù)信息。
4 結(jié)語
太陽能作為一種新能源，具備可再生、分布廣泛等特點，已經(jīng)被我國所廣泛利用，但光伏電池目前存在轉(zhuǎn)換效率偏低、發(fā)電成本高等缺陷，對光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展形成了重大阻礙。本文以遠(yuǎn)程與網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、無線通 訊網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，力求設(shè)計出一套光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。這套系統(tǒng)在無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的作用下，實現(xiàn)了光伏電站組件中蓄電池電壓、太陽電池陣列運行電壓等運行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控；并且實現(xiàn)了當(dāng)?shù)厝照諒?qiáng)度、溫度等環(huán)境參數(shù)的成功采集與傳送，為綜合評價光伏電站運行性能的提供了相關(guān)可靠依據(jù)。此外，在傳遞數(shù)據(jù)信息的過程，采用無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使得監(jiān)控范圍得以擴(kuò)大、運行成本也有所降低，增強(qiáng)了應(yīng)用價值。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】配電；網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；故障定位
0.引言
隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市建設(shè)及企業(yè)現(xiàn)代化程度不斷提高，用電量日趨加大。為適應(yīng)城市電網(wǎng)的建設(shè)和現(xiàn)代化企業(yè)的發(fā)展，保證供電系統(tǒng)的安全可靠，同時為了美化環(huán)境，節(jié)約線路走廊用地，城市中原本縱橫交錯的架空輸電網(wǎng)絡(luò)正逐漸被電纜供電系統(tǒng)所取代。為了盡可能減少電纜線路由于故障引發(fā)停電的次數(shù)和時間，對電纜線路維護(hù)的要求已從最早的事故后維修、預(yù)防性維修發(fā)展到預(yù)測維修和故障定位。這就要求能夠在線監(jiān)測電力電纜線路的運行狀態(tài)，以便做出設(shè)備是否需要維修的結(jié)論，同時在發(fā)生故障后，能夠快速定位故障區(qū)段。
電力線路運行故障監(jiān)測定位技術(shù)可運用在6～35kV電纜線路的環(huán)網(wǎng)柜、分支箱、箱變、開閉所等電氣設(shè)備中，用于在線監(jiān)測電力線路負(fù)荷運行及故障情況，具有遠(yuǎn)程傳輸能力的分布監(jiān)控、集中管理、即時通知型的智能化故障管理系統(tǒng)。他是基于數(shù)字故障指示器技術(shù)、GPRS通訊技術(shù)和GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)為一體的一套自動高效的故障點檢查及定位系統(tǒng)。主要用于監(jiān)測線路上的短路、接地、過負(fù)荷、斷線、停電等故障情況，幫助運行人員迅速查找故障點，監(jiān)測線路負(fù)荷電流和短路動作電流，保存歷史數(shù)據(jù)并繪制曲線，用于事故分析和消隱。
本文介紹了一套系統(tǒng)故障監(jiān)測定位系統(tǒng)，由主站軟件、短信貓、 數(shù)字故障指示器（檢測終端）和通訊主機(jī)等幾部分組成。
1.系統(tǒng)工作原理
1.1系統(tǒng)工作原理
數(shù)字故障指示器指示器主要安裝環(huán)網(wǎng)柜電纜進(jìn)出線上，以實現(xiàn)這些線路的在線監(jiān)測（遙測）、故障檢測與定位（遙信），同時在附近安裝1臺或2臺通訊主機(jī)（采集器）。指示器和通訊主機(jī)（采集器）都帶有四字節(jié)全球唯一通信地址，用于通訊主機(jī)（采集器）對指示器的識別；通訊主機(jī)（采集器）還帶有一字節(jié)101協(xié)議通信地址，用于通訊主機(jī)（采集器）與主站之間的地址識別。通訊主機(jī)（采集器）U與指示器采用短距離無線調(diào)頻組網(wǎng)通信，與主站之間采用GPRS公網(wǎng)通信，可選靜態(tài)IP、動態(tài)域名和APN專線，推薦使用APN通道，確保數(shù)據(jù)和控制安全。
當(dāng)線路正常運行時，通訊主機(jī)（采集器）定期輪詢每只指示器或由指示器主動上報，指示器按預(yù)設(shè)的通訊策略進(jìn)行應(yīng)答或上報，將實時數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊主機(jī)（采集器）。通訊策略的含義是：指示器采用極低功耗設(shè)計，設(shè)計壽命為8年以上，但無線通訊能量較大，不能完全依靠內(nèi)部鋰電池供電，大部分能量要從高壓導(dǎo)線感應(yīng)取電。當(dāng)負(fù)荷電流大于20A時可以完全取到通訊能量，在通訊時可以做到“有問必答”或者定時主動發(fā)送；當(dāng)負(fù)荷電流小于20A時，只能取到有限的電能，在通訊時會出現(xiàn)“兩問一答”或者定時主動發(fā)送的情況，其它時間指示器內(nèi)部無線通訊模塊都在休眠以減少電池?fù)p耗。值得一提的是，由于無線通訊劃分為64個獨立信道，無需對多只指示器進(jìn)行編碼和延時錯開時間發(fā)送，對于多只指示器同時發(fā)送時也不會存在互相干擾而導(dǎo)致通訊不上的情況。
當(dāng)線路出現(xiàn)短路故障時，指示器可以檢測到短路故障電流，如果符合特定的短路故障判據(jù)，則本地翻牌顯示，并按照預(yù)設(shè)的時間參數(shù)自動復(fù)歸，也可以通過主站遙控復(fù)歸。同時，在通訊主機(jī)（采集器）輪詢到自己時將“及時應(yīng)答”或者立即主動發(fā)送動作信息，將動作信號、短路故障電流等數(shù)據(jù)發(fā)送到通訊主機(jī)（采集器），通訊主機(jī)（采集器）再通過GPRS方式將故障動作信息和故障數(shù)據(jù)打包發(fā)到用戶手機(jī)或主站系統(tǒng)。
由于指示器的本地?zé)o線和通訊主機(jī)（采集器）的GPRS網(wǎng)絡(luò)“一直在線”，并具有雙向、隨機(jī)發(fā)起主動通訊的能力，所以主站在召喚通訊主機(jī)（采集器）的數(shù)據(jù)的同時，還可以對通訊主機(jī)（采集器）和指示器下發(fā)參數(shù)和遙控命令，例如在線修改通訊主機(jī)（采集器）和指示器的參數(shù)，遙控DCU連接的開關(guān)合閘、分閘，遙控通訊主機(jī)（采集器）管轄的指示器閃燈、復(fù)歸等。
1.2系統(tǒng)主要功能
1.2.1主動告警功能
可以主動上報線路的告警信息和指示器電池故障、信號傳輸終端、電池故障、設(shè)備失效等設(shè)備故障信息，系統(tǒng)可以主動實時將告警信息上報到監(jiān)控調(diào)度中心。告警信息被實時記錄到數(shù)據(jù)庫中，可根據(jù)需要長期保存；可以提供聲光告警。
1.2.2靈活傳輸功能
通信方式可選，通信方式的選擇與系統(tǒng)工作無關(guān)。目前采用GPRS方式上傳告警故障信息和下發(fā)查詢指令。
1.2.3數(shù)據(jù)管理功能
系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)、告警信息等全部存儲在數(shù)據(jù)庫中，便于統(tǒng)計分析，可以按照用戶要求生成各種統(tǒng)計報表、圖表。根據(jù)告警的不同拓?fù)湮恢煤透婢愋停峁?shù)據(jù)分析功能，確定故障原因和故障位置。
1.2.4系統(tǒng)管理功能
可以對主控單元、采集設(shè)備、監(jiān)控點以及操作人員、系統(tǒng)功能等進(jìn)行配置；系統(tǒng)日志對系統(tǒng)狀態(tài)和人員操作做詳實記錄。
1.2.5電池電壓管理功能
對電池供電電壓進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)供電不足時上報告警。
1.2.6設(shè)備狀態(tài)定時上報
采用節(jié)拍方式，定時上報設(shè)備狀態(tài)，如果通信失敗則視為設(shè)備故障。
1.3技術(shù)特點
（1）突破模擬普通指示器的技術(shù)和FTU的標(biāo)準(zhǔn)。無需PT和CT，無需開關(guān)或開關(guān)改造，適用范圍廣，投入產(chǎn)出比高，運行可靠。
（2）設(shè)備運行功耗極低，使用壽命長。指示器從導(dǎo)線自取電，并后備長壽命鋰電池，永久免維護(hù)；數(shù)據(jù)采集 器從220V電源或者開口CT（電纜）取電，可選大容量鉛酸蓄電池或聚合物鋰電池， 5年維護(hù)一次。
（3）采用量化的短路故障檢測方法。監(jiān)測線路個點的負(fù)荷電流、短路故障電流并實時上報主站系統(tǒng)，并可在線調(diào)整短路故障檢測參數(shù)，大大提高短路故障檢測的準(zhǔn)確性。
（4）采用量化的接地故障檢測方法。對于小電流接地系統(tǒng)，監(jiān)測線路個點接地故障穩(wěn)態(tài)零序電流、暫態(tài)零序電流并實時上報主站系統(tǒng)，并可在線調(diào)整接地故障檢測參數(shù)，大大提高接地故障檢測的準(zhǔn)確性。
（5）本地采用無線調(diào)頻組網(wǎng)（64信道自動跳頻），遠(yuǎn)程采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通訊，調(diào)試方便，免維護(hù)或少維護(hù)。
（6）指示器和數(shù)據(jù)采集器安裝簡單。安裝、拆卸簡單，本地或遠(yuǎn)程無線調(diào)試。
（7）經(jīng)濟(jì)實用的主站“四遙”功能。主站軟件可以實時對現(xiàn)場的故障指示器和兩路電動開關(guān)進(jìn)行“四遙”即遙控、遙信、遙測、遙調(diào)操作。可實時監(jiān)測負(fù)荷電流和短路動作電流、首半波尖峰電流和接地動作電流、穩(wěn)態(tài)零序電流和暫態(tài)零序尖峰電流（電纜）、線路或電纜頭對地電壓、導(dǎo)線或電纜頭溫度，并與GIS系統(tǒng)無縫接口。
2.現(xiàn)場應(yīng)用效果
這套電力線路運行監(jiān)測系統(tǒng)的實施可縮小故障停電范圍、停電時間，改善用戶用電的環(huán)境和條件，滿足生產(chǎn)和生活的需求，提高配網(wǎng)供電能力，增加系統(tǒng)的可靠性，縮短人員查找和處理故障的時間，節(jié)省人力、物力，提高工效和電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。有效地降低損耗，提高電能質(zhì)量，在用戶不變的情況下最大限度地提高了售電量，增加經(jīng)濟(jì)效益。
一、目標(biāo)任務(wù)
緊緊圍繞危害群眾健康、影響可持續(xù)發(fā)展的突出問題和全區(qū)環(huán)境保護(hù)任務(wù)，以改善環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，集中整治重點行業(yè)重金屬污染問題，嚴(yán)厲查處違法排污、違法傾倒危險廢物等環(huán)境違法行為，嚴(yán)防發(fā)生重金屬污染突發(fā)事件，持續(xù)加大污染減排重點行業(yè)監(jiān)管力度，努力改善我區(qū)環(huán)境質(zhì)量，切實保障群眾環(huán)境權(quán)益，為“加快科學(xué)發(fā)展，建設(shè)靚麗槐蔭”提供良好的環(huán)境質(zhì)量保障。
二、工作重點和要求
（一）集中整治重點行業(yè)重金屬排放環(huán)境污染問題。要進(jìn)一步加大對重點行業(yè)重金屬排放的監(jiān)管力度，在全區(qū)范圍內(nèi)對涉鉛、鎘、汞、鉻和類金屬砷的重點企業(yè)污染排放進(jìn)行專項整治。要對轄區(qū)內(nèi)上述企業(yè)進(jìn)行全面細(xì)致的摸底排查，集中整治存在的問題，并按規(guī)定公開企業(yè)相關(guān)信息，接受社會監(jiān)督，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)管工作的法制化、規(guī)范化，確保不發(fā)生重金屬污染事件。要鞏固年重金屬污染專項整治成果，加速淘汰鉛蓄電池落后產(chǎn)能，強(qiáng)化污染治理設(shè)施運行監(jiān)管，防止鉛蓄電池企業(yè)污染出現(xiàn)反彈。
（二）全面排查危險廢物產(chǎn)生和處置利用企業(yè)。要全面細(xì)致排查轄區(qū)內(nèi)的危險廢物產(chǎn)生單位，重點檢查其危險廢物管理計劃制定、申報登記、危險廢物識別標(biāo)志設(shè)置、應(yīng)急預(yù)案制定、危險廢物轉(zhuǎn)移聯(lián)單執(zhí)行情況，落實危險廢物產(chǎn)生企業(yè)主體責(zé)任，防范環(huán)境風(fēng)險。要進(jìn)一步加強(qiáng)對危險廢物處置利用企業(yè)的環(huán)境監(jiān)管，嚴(yán)格危險廢物經(jīng)營許可審查，督促企業(yè)嚴(yán)格按照經(jīng)營許可從事收集、貯存、利用、處置危險廢物的經(jīng)營活動，保持污染防治設(shè)施正常穩(wěn)定運行。要嚴(yán)厲查處各類環(huán)境違法行為，對故意傾倒、偷排危險廢物，造成環(huán)境污染的，要及時移送公安機(jī)關(guān)，依法追究責(zé)任。
（三）繼續(xù)加大污染治理和污染減排重點企業(yè)監(jiān)管力度。要加強(qiáng)對重點企業(yè)污水處理設(shè)施的日常監(jiān)督檢查，嚴(yán)厲查處擅自停運污染治理設(shè)施、在線監(jiān)控設(shè)施不能正常運行、超標(biāo)排放等環(huán)境違法行為。要加強(qiáng)轄區(qū)配套管網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)，推進(jìn)雨污分流系統(tǒng)的改造和完善，提高城市污水管網(wǎng)覆蓋率和污水收集率；要加快現(xiàn)有污水處理設(shè)施脫氮升級改造；要加強(qiáng)監(jiān)管，防止工業(yè)企業(yè)廢水超標(biāo)排入污水處理廠。要加強(qiáng)轄區(qū)重點企業(yè)燃煤鍋爐脫硫設(shè)施建設(shè)、運行維護(hù)和除塵設(shè)施運行的監(jiān)管，督促企業(yè)制定、報送煙氣相關(guān)技術(shù)改造可行性報告和計劃備案，并盡快組織實施。要加強(qiáng)對燃煤鍋爐脫硫在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)管，督促企業(yè)不斷提高在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實性和公開性。對偷排、擅自停運脫硫設(shè)施，連續(xù)在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)弄虛作假的，要依法從重處罰。要逐步建立企業(yè)環(huán)境行為信用評價制度，對其評先評優(yōu)等提供信用評價支持。
（四）繼續(xù)加強(qiáng)大氣污染防治工作。要以城市揚(yáng)塵、工業(yè)廢氣為重點，深入開展大氣污染治理，努力實現(xiàn)空氣能見度持續(xù)改善，“藍(lán)天白云，繁星閃爍”的天數(shù)明顯增加。區(qū)環(huán)保、城鄉(xiāng)建設(shè)、城管、農(nóng)發(fā)、市政、園林等部門要認(rèn)真貫徹實施《山東省揚(yáng)塵污染防治管理辦法》，進(jìn)一步建立健全部門會商、聯(lián)合執(zhí)法和信息溝通工作機(jī)制，強(qiáng)化建設(shè)工程環(huán)評審批、開工許可等源頭控制措施，大力推行揚(yáng)塵污染防治工程監(jiān)理，嚴(yán)格渣土運輸管理，提高道路保潔水平。要對各類塵源繼續(xù)開展揚(yáng)塵污染防治分類掛牌管理，加大執(zhí)法監(jiān)管力度，嚴(yán)格落實限期整改、行政處罰、停工整頓、綠色信貸等措施，切實解決揚(yáng)塵污染問題。要加強(qiáng)工業(yè)大氣污染源監(jiān)控，區(qū)環(huán)保局要依托三級在線監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)格執(zhí)行24小時值班制度，督促企業(yè)保持各類污染防治設(shè)施正常使用并加快實施設(shè)施升級改造，確保污染物達(dá)標(biāo)排放；要深入開展小燃煤鍋爐低空排煙設(shè)施和小煙囪拆除取締復(fù)查工作。區(qū)發(fā)改、經(jīng)信等部門要嚴(yán)格按照國家和省、市要求，嚴(yán)控“兩高一資”項目，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰污染嚴(yán)重和落后的生產(chǎn)能力、工藝和產(chǎn)品。
三、時間安排
（一）動員部署階段。各有關(guān)部門根據(jù)本方案要求，結(jié)合實際，確定各自整治重點，制定具體實施方案，全面完成專項行動的動員部署工作。
（二）集中檢查和整治階段。組織有關(guān)部門對本實施方案確定的整治重點進(jìn)行集中檢查和整治。
（三）總結(jié)階段。區(qū)環(huán)保局認(rèn)真總結(jié)專項行動的成效與不足，提出加強(qiáng)長效管理的措施，并將書面總結(jié)于年月日前報區(qū)政府，同時報送市環(huán)保局。
四、主要措施
（一）加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)。成立由分管副區(qū)長任組長、區(qū)有關(guān)部門負(fù)責(zé)人參加的區(qū)年整治違法排污企業(yè)保障群眾健康環(huán)保專項行動領(lǐng)導(dǎo)小組（成員名單附后），負(fù)責(zé)全區(qū)專項行動的組織、協(xié)調(diào)和調(diào)度。有關(guān)部門要根據(jù)各自實際，強(qiáng)化組織領(lǐng)導(dǎo)，明確專人負(fù)責(zé)，確保專項行動取得實效。區(qū)相關(guān)部門要按照職責(zé)分工，強(qiáng)化協(xié)調(diào)配合，不斷完善定期協(xié)商、聯(lián)合辦案和環(huán)境違法違紀(jì)案件移送制度，切實形成政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、部門聯(lián)合行動、公眾廣泛參與、共同解決環(huán)境問題的工作格局。
（二）掛牌督辦突出問題。區(qū)有關(guān)部門要圍繞專項行動的工作重點，排查整治一批影響較大的環(huán)境違法違紀(jì)案件，加大掛牌督辦力度，落實責(zé)任，跟蹤督查。對性質(zhì)嚴(yán)重、社會反映強(qiáng)烈的案件，區(qū)政府直接掛牌督辦。
