基于inms的电源监控系统的设计与实现

田野

南方电网公司河池供电局

基于inms的电源监控系统的设计与实现

田野

南方电网公司河池供电局

为了减少维护人员工作量、提高通信电源的运行维护效率，本文以南瑞电力通信综合网管系统（ECM-INMS）为平台，结合串口服务器、PCM4线E&M信令对电力通信电源监控系统进行设计改造，实现了电力系统通信网的空闲资源的合理利用，完成变电站通信电源24小时不间断实时监视及信息反馈功能。通过该系统的现场运行记录表明，电源监控系统工作稳定，自动化程度高，有力的保证了电力系统的安全稳定运行，具有很强的工程应用价值。

ECM-INMS；E&M信令；电源监控；串口服务器

ECM-INMS；E&M信令；电源监控；串口服务器

前言

近几年来，随着电网规模不断扩大，电力系统对通信网络提出了更高的要求[1]。通信电源作为通信系统核心组成部分，一旦发生故障，轻者会影响通信设备的安全稳定，重则导致通信系统瘫痪，引发电力系统重大安全事故[2]。

然而，与通信网络飞速发展不对应却是通信人员的极大短缺。以河池供电局为例，截止2012年8月，河池供电局所属变电站总数43座，无人值守站高达35个。其中单程耗时超过3.5小时变电站6处；各个变电站单程平均耗时为2.5小时左右。通信维护人员总数12人，不计运行人员，检修人员数共8人的。这样通信人员的维护量十分巨大。根据每月的定期巡检或不定期报告，以及变电站巡维中心的巡视报告判断电源运行状态无法及时有效的发现、处理电源故障，为电力系统的安全稳定运行埋下很大的隐患。因此，实现电源运行状态的实时检测就成了迫在眉睫的问题。

1 技术现状

目前，电源监控的方式大致分为如下几种：串口通信[2][3]，web通信[4]、GSM通信[6]。串口通信速度比较慢，传输距离受限制；web通信方式不适合数据直采的监控方式；GSM通信需要额外加装GSM模块，技术要求较高、成本大，不利于技术更新与大范围的推广。电力系统中运用的调度自动化系统（OPEN2000）功能复杂、无法兼容其它平台、改造升级难于实现，无法满足电源监控的要求。本文以南瑞电力通信综合网管系统（ECM-INMS）为平台，利用电力通信网的空闲资源改造电源监控系统，实现了对变电站通信电源24小时不间断的实时监视及事故报警，提高了工作效率，减轻了运行维护人员的工作量[7]。

2 监控系统结构

本次搭建的监控系统属于地市级监控系统，系统大致分为三大部分：网管系统、变电站远程监控子站以及变电站采集单元如图1所示。

图1 监控系统网络构成

2.1 网管系统

网管系统作为电源设备的操作维护管理点，用于对局站内所有设备进行监控管理。它主要向各个子站发送检测命令，汇集子站采集的监控数据并进行存储和处理，按要求向监控人员传送实时数据、历史数据、告警信息、设备状态信息等状态信息。

2.2 变电站监控子站

变电站监控子站分为两种，一种为南瑞通信专用DQU系列数据采集设备。该设备的功能就是直接采集远端通信站机房的环境量、电源和各种相关设备的遥信、遥测数据，并将采集到的数据上传，以实现远程监控的目的。数据采集组成如图2所示。

图2 数据采集设备组成框图

为节约成本，根据网管数据采集要求，本文设计利用串口服务器作为监控子站，将变电站电源运行数据利用虚拟串口通信模式传输到数据库服务器中，为网管做分析提供相关参数。该模式适用于串口设备由电脑控制的485 总线或者232 设备连接。

专用DQU系列数据采集设备、成本相对较低的串口服务器成本过高，适合于220kV以上变电站的采集，不适合变电站数量较多且分散的应用环境，而且对于需要监控信息较少的变电站，子站监控模式出现了功能浪费。

2.3 基于四线E&M的变电站数据采集方式

为充分利用通信资源及实现110kV以下变电站全覆盖，利用E&M信令线的控制功能实现电源失压和直流掉电监控功能。

M线：空闲时，开关断开。占用时，开关合上。等效电路如图3所示。本端状态与对端E线电流有关。

图3 M线接口等效电路

E线：空闲时，b点电压为-48V。占用时，等效电路如图4所示。

图4 E线接口等效电路

3 应用效果及分析

该系统在河池供电局试运行，效果显著，主要表现在以下方面。

3.1 减少了故障处理时间。电源监控系统实时监视及准确快速报告电源工作状况，有利于故障点的查找及故障排除，减少了故障反应时间，有利于业务的快速恢复。以东兰变电站为例，故障处理时间比较如表1所示：

表1 故障耗时表

根据表中数据显示，由于监控系统反馈信息准确，大幅度减少了检修人员的工作量，极大的提高了检修人员的工作效率。

3.2 该系统试运行50天，系统告警统计如表2所示。

表2 系统告警统计表

由表2所示，与系统运行前相比，故障信息获取由220kV到包括110kV，从被动报告到主动收集，提高了运行维护工作的效率。

与上年同期故障数比较如表3所示。

如表3所示，系统投运前无法第一时间明确故障原因，同时，由于缺乏有效的监控手段，无人值守站的故障难以及时发现处理。投运后发生故障15处，系统报告15处，故障告警准确率100%，避免设备停运导致的业务中断。

表3 故障和故障报告统计表

3.3 该系统通过自动短信平台实现24小时报告，有效提高了运行维护的水平。故障报告统计表如表4所示。

表4 故障报告统计表

如表4所示，应用前监控手段比较落后,被动的等待难以及时发现并处理故障，容易造成严重后果，通过自动短信平台实现了24小时监测报告，有利于事故发生后的快速反应处理，为电力系统安全稳定运行提供了有力的技术保证。

4 结语

通过利用南瑞的imns综合网管系统对通信电源监控系统进行升级改造，特别是利用E&M通信模式实现110kV变电站以下变电站全覆盖，极大的减轻了通信人员的工作量，同时也提高了通信专业快速判断和定位故障点的能力，有力的保证了电力系统的安全稳定运行能力。同时由于实现了串口服务器以及E&M接入方式，最大限度的降低了系统建设及运行维护成本，以及网管系统的运行维护和技术改造简单易行，适合应用于各种环境中，有利于大规模的推广应用，具有很高的实用价值。

[1]SiemenCs ellular Engine AT CommanSd et.Sieme ns Version0 3.10,2003

[2]杨宁,殷雷.智能化变电站站用电源监控系统的设计与实现.安徽电力,2010(2):41-44

[3]钱志根,王红传.区域级通信电源监控系统的实现及发展.通信电源技术,2008(3):56-58

[4]陈文辉 高远.基于CAN总线的电力直流电源监控系统的设计李克俭.工矿自动化,2008(1):93-95

[5]周新中,李月.基于TCP／IP协议的电源监控系统.吉林大学学报：信息科学版,2004(6):583-586

[6]王洪霞,孟丽囡.基于GSM短消息的通信电源监控系统的设计.通信电源技术,2010(1):60-62

[7]江琳,李宏.基于PLC的电解电源监控系统设计.电子设计工程,2009(2):75-7

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.19.051

2010年茂名职业技术学院教科研项目“茂名职业技术学院图书馆文献资源的建设及利用研究”成果之一