電視塔高壓變配電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)改造的技術(shù)研究

劉寶民 孫濤 廖海鈞 方壯

摘要：青島電視塔，高壓變配電綜保監(jiān)控系統(tǒng)老化陳舊，已經(jīng)不能滿足目前安全播出的工作需求，近期我部門對(duì)高壓變配電設(shè)備的綜保監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，項(xiàng)目完成后，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，極大的節(jié)約了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率。筆者有幸全程參與了此項(xiàng)目，本文將結(jié)合筆者實(shí)際工作，探討電視塔高壓變電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：高壓變配電設(shè)備，綜保監(jiān)控系統(tǒng)省級(jí)改造

引言：

青島電視塔，始建于1993年，1995年竣工并投入使用，歷經(jīng)接近30年的運(yùn)行，目前仍承擔(dān)著無線電視信號(hào)傳輸，調(diào)頻廣播傳輸?shù)戎匾δ?。其供電系統(tǒng)采用雙路高壓電源入戶，經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換電壓投入低壓使用，高壓變配電綜保監(jiān)控系統(tǒng)老化陳舊，已經(jīng)不能滿足目前安全播出的工作需求，因此近期我部門實(shí)施了高壓變配電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)改造項(xiàng)目，筆者有幸全程參與了此項(xiàng)目，本文將結(jié)合筆者實(shí)際工作，探討電視塔高壓變配電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)改造中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

一、項(xiàng)目實(shí)施背景

青島電視塔建于山頂，地基以下就是堅(jiān)固的花崗巖層，由于其特殊的物理結(jié)構(gòu)，相對(duì)于其他建筑物存在很多改造施工上的天然難點(diǎn)，塔內(nèi)變配電室空間位置封閉固定，設(shè)備難以水平或者垂直方向進(jìn)行擴(kuò)展，在進(jìn)行高壓變配電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)改造前，依然采用人工定時(shí)巡查的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和故障監(jiān)控。這種方式明顯已經(jīng)不適用于目前全新的廣播電視工作要求，其缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

斷電恢復(fù)時(shí)間長(zhǎng)：電視塔的配電系統(tǒng)，主要為廣播電視的信號(hào)傳輸提供動(dòng)力，近幾年國(guó)家對(duì)于廣播電視的安全播出要求日益提高，對(duì)于信號(hào)中斷的時(shí)間要求越來越短，對(duì)廣播電視信號(hào)傳輸提供的供電同樣要求中斷時(shí)間越來越短，雖然由于外部不可抗力導(dǎo)致的供電中斷是不可避免的，但是我們內(nèi)部的備用線路供電恢復(fù)時(shí)間，是可以盡可能縮短的。而完全依靠人工在斷電后進(jìn)行故障判斷再恢復(fù)供電，無疑會(huì)增加備用電源的啟動(dòng)時(shí)長(zhǎng)。

故障溝通時(shí)間過長(zhǎng)：采用人工方式進(jìn)行故障監(jiān)控，在各類故障出現(xiàn)后，都要采用電話溝通的方式與相關(guān)使用部門、監(jiān)管部門進(jìn)行溝通，有時(shí)會(huì)反復(fù)溝通多次，不僅浪費(fèi)大量時(shí)間，還有可能在溝通過程中產(chǎn)生歧義，對(duì)故障判斷出現(xiàn)誤解，導(dǎo)致采取不恰當(dāng)?shù)拇胧┮约板e(cuò)誤的工作流程。

不利于判斷故障點(diǎn)：采用人工方式進(jìn)行故障監(jiān)控，線路上的故障保護(hù)器只有在短路、斷路、缺相等重大故障出現(xiàn)后才會(huì)動(dòng)作，對(duì)于輕微的指標(biāo)缺陷不會(huì)動(dòng)作，這就不利于在故障出現(xiàn)后迅速判斷故障點(diǎn);更不利于提前判斷可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，預(yù)先排除隱患，避免故障的發(fā)生。

不利于數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析：采用人工定時(shí)數(shù)據(jù)采集，無法形成長(zhǎng)期的線性的數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖，無法對(duì)偶發(fā)性數(shù)據(jù)變動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)對(duì)與部分指針式儀表，人工讀數(shù)并不精準(zhǔn)。這樣就不利于對(duì)線路指標(biāo)進(jìn)行分析，無法對(duì)線路質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，不能更好的指導(dǎo)下一步的安全供電工作。

鑒于上述幾點(diǎn)原因展現(xiàn)出的必要性和迫切性，我部門計(jì)劃實(shí)施高壓變電設(shè)備綜保監(jiān)控系統(tǒng)改造項(xiàng)目。

二、項(xiàng)目軟件技術(shù)方案：

此次系統(tǒng)改造，監(jiān)控軟件采用OVE2000系統(tǒng)。

1、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：

1）監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式、分層分布式的變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，不設(shè)置常規(guī)控制設(shè)備，按“無人值班、少人值守”進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，本著安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用和技術(shù)先進(jìn)的基本原則。

2）系統(tǒng)采用的硬件設(shè)備必須高度可靠和技術(shù)先進(jìn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)等。

3）后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)采用開放式的以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)、TCP/IP協(xié)議。

4）系統(tǒng)應(yīng)有自檢、自診斷功能，局部的故障不應(yīng)造成系統(tǒng)誤動(dòng);對(duì)系統(tǒng)主機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備應(yīng)采用冗余配置;有關(guān)重要的控制和操作應(yīng)采取多重的軟硬件安全閉鎖措施。

5）系統(tǒng)應(yīng)具有很強(qiáng)的可擴(kuò)性，滿足可能的功能擴(kuò)展和硬件擴(kuò)充要求。

6）人機(jī)界面采用中文、功能強(qiáng)、操作方便，便于二次開發(fā)。

2、設(shè)計(jì)依據(jù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

監(jiān)控軟件除能滿足我方提出的個(gè)性化要求外，都應(yīng)遵照適用的最新版IEC標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）及電力行業(yè)（DL）標(biāo)準(zhǔn)，以及國(guó)際單位制（SI）。

3、設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)拓補(bǔ)圖：

三、項(xiàng)目最終實(shí)現(xiàn)功能。

在此次項(xiàng)目施工、試運(yùn)行并通過驗(yàn)收后，實(shí)現(xiàn)了如下功能：

1、各類數(shù)據(jù)即時(shí)讀取：對(duì)于母線三相電的電壓電流、負(fù)載的功率以及功率因數(shù)，電度表讀數(shù)，變壓器的溫度狀態(tài)等指標(biāo)，都可以即時(shí)讀取，更新速度在1秒以內(nèi)，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，有專用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)，存儲(chǔ)時(shí)間>10年;數(shù)據(jù)采集可與實(shí)時(shí)監(jiān)控主機(jī)分離運(yùn)行，監(jiān)控主機(jī)故障不影響數(shù)據(jù)采集程序運(yùn)行;系統(tǒng)通信中斷恢復(fù)時(shí)，能通過讀取智能裝置的定時(shí)記錄、SOE、波形文件等，恢復(fù)通信中斷期間的重要數(shù)據(jù)和信息。

2、事故報(bào)警與記錄功能：監(jiān)控軟件具有事件順序記錄功能，分辨率小于1ms;保護(hù)事件、SOE、系統(tǒng)狀態(tài)等告警發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出實(shí)時(shí)告警畫面，顯示告警類型、回路名、告警信息、日期和時(shí)間等，同時(shí)會(huì)有相應(yīng)語音提示。所有告警信息均可記錄到歷史數(shù)據(jù)庫中，永不丟失;歷史事件查詢涵蓋了幾乎所有的系統(tǒng)運(yùn)行事件的查詢，包括保護(hù)事件記錄、事件順序記錄、RTU狀態(tài)信息、節(jié)點(diǎn)登錄信息等;能根據(jù)事件等級(jí)區(qū)分事件顯示顏色、顯示事件故障特征值、事件發(fā)生時(shí)間以及部位，事件發(fā)生時(shí)及時(shí)推送相關(guān)畫面并語音報(bào)警提示，事故發(fā)生部位變色或者動(dòng)畫提示;監(jiān)控軟件記錄的事件應(yīng)存儲(chǔ)在專用數(shù)據(jù)庫中，自帶事件查詢程序，能自定義查詢?nèi)我鈺r(shí)段的事件，支持事件的分類檢索和快速查詢、事件列表支持輸出到excel。

3、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、分析、打印：系統(tǒng)具有報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能，具有獨(dú)立的報(bào)表查詢程序，并能提供按日、周、月、季、年等固定時(shí)間間隔統(tǒng)計(jì)的報(bào)表;能統(tǒng)計(jì)各設(shè)備的電壓、電流、有功、無功、功率因數(shù)、頻率等重要參數(shù)的運(yùn)行報(bào)表;報(bào)表支持跨日查詢、指定日期查詢功能;報(bào)表自帶統(tǒng)計(jì)計(jì)算工具，支持分類和對(duì)比統(tǒng)計(jì)功能;報(bào)表支持自動(dòng)或手動(dòng)輸出為excel格式，并具有輸出到Excel的功能接口，能利用Excel本身的功能進(jìn)行數(shù)據(jù)的二次處理。

4、監(jiān)控軟件預(yù)留擴(kuò)展功能接口，以滿足后續(xù)軟件應(yīng)用功能升級(jí)的需求，同時(shí)不影響原有系統(tǒng)的運(yùn)行。

四、施工難點(diǎn)總結(jié)。

在施工過程中，我們也遇到了一些施工難點(diǎn)，現(xiàn)總結(jié)如下，以便各位同行可以在同類工作中能夠提前做好準(zhǔn)備工作。

1、停電施工時(shí)間緊張：由于廣播電視行業(yè)的不間斷性，供電停斷時(shí)間是個(gè)難點(diǎn)，我們采取的是提前將所有不需要停電施工部分準(zhǔn)備完畢，利用停機(jī)檢修的時(shí)間進(jìn)行需停電部分的施工，但是由于停機(jī)檢修時(shí)間較短，所以整個(gè)施工分了幾次進(jìn)行，增加了施工的時(shí)間成本。

2、項(xiàng)目存在額外的風(fēng)險(xiǎn)：由于綜保監(jiān)控系統(tǒng)項(xiàng)目的承建方與設(shè)備的供應(yīng)商并非同一家企業(yè)，兩家企業(yè)在對(duì)接口協(xié)議上并不兼容，這就需要大量的三方溝通以及軟件協(xié)議等方面的修改，增加了很多時(shí)間成本及投資成本，我們?cè)陧?xiàng)目之前進(jìn)行了合理的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，將這一部分作為項(xiàng)目?jī)?nèi)容要求寫進(jìn)了合同，將風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移到了第三方，減少了我單位的投資成本。

3、后期試運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)：由于供電單位為我方提供的雙路高壓電源指標(biāo)較為穩(wěn)定，且我方供配電設(shè)備日常維護(hù)較好，所以在短期試運(yùn)行內(nèi)，并沒有較大的數(shù)據(jù)指標(biāo)的變化，經(jīng)過了較長(zhǎng)時(shí)間后，我方試運(yùn)行工作人員才陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)品系統(tǒng)中的一些問題，并依次要求供應(yīng)商進(jìn)行了后續(xù)的修補(bǔ)和改正。

結(jié)語

此次項(xiàng)目改造以后，我單位高壓變配電工作在供電質(zhì)量監(jiān)控，故障響應(yīng)速度，數(shù)據(jù)累計(jì)統(tǒng)計(jì)等方面都有了相當(dāng)程度的質(zhì)量提升，參與項(xiàng)目的相關(guān)人員也相應(yīng)的提升了工作技能，積累計(jì)了工作經(jīng)驗(yàn)。以上，就是筆者及同事在此次項(xiàng)目工作中的一些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，特此總結(jié)以供同行參考，不足之處還請(qǐng)各位同行不吝斧正。