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摘要：变电所的安全运行直接关系到电网的运行稳定，变电站现场的大量精密设备对温、湿度等运行环境的要求非常苛刻。因此需构建一个变电站环境参数的实时监测系统，通过该系统可全面掌控变电站现场的环境参数，及时发现问题。并在监控界面上以图形形式直观地表现出来，实现自动报警并语音提示，以便各级人员开展相关管理工作。
关键词：变电站环境监控温湿度传感器PI应用
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着科技的不断进步和社会的不断发展，电力设备自动化控制和无人值守已成为必然的趋势。此时，对无人现场进行全面、完美地监测尤为重要。特别是近两年智能电网概念的提出，对于在线状态检测监控技术有了更高的要求。我们开展了变电站环境监控系统这个项目，如此便能进行变电站的温湿度在线监测，保证电力设备的安全稳定运行。
设计思路
在变电所开关室、主控室、电容器室布置若干个温湿度监测终端；将各监测点终端监测数据通过模数转换接口布线采集至变电所远动交换机，而后将各监测点湿度数据上传至远方系统服务器进行处理。
系统分为三层：现场监控点（包含各种智能设备）、监控中心、监控客户端，为了增强系统的报警功能，用户可根据需要选择配置电脑显示报警、多媒体语音报警、远程电话拨号报警、手机短信报警功能。
数据服务器通过PI接口机将数据接入PI应用平台，利用PI应用平台相应功能，制作监控画面，并设置相应参数越限告警。需要监控变电所现场环境数据的用户计算机，可通过PI应用终端软件，调用相应监控画面，以实时查阅并监控变电所相应环境参数。
在监控主站服务器中安装监控软件和各开闭所系统主机进行连接：监控软件通过手机短消息模式进行连接，监控软件可预设各主机数据上传频率。如：正常情况下每天定时数据上传，异常情况（即报警超标）下实时上传，即只要数据有变化就上传，直至恢复正常情况，這样既保证现场情况上传的实时性，也有助于后台操作人员了解现场情况，作出相应的措施，又可节约运行成本。
系统主机：主机安装在主控室的门口，以便一进入开闭所后能及时了解各设备运行情况，特别是SF6开关室状态。主机负责采集所有变送器采集到的数据，并根据设置条件对各个空间的风机进行控制。对所有的事件能进行自动记录并可查询。主机还可根据实际需要选择要上传的信号或数据，例如：烟感、火灾报警、电子围栏等。
系统结构
系统主要包括传感器组、环境变量（微机）控制器、通信接口、人机界面和GPRS通信模块5部分组成。
传感器组：传感器组由多个传感器组成，分别测量不同地点不同位置的多个环境变量，为后台系统提供数据源。主要包括：室外温湿度、室内不同地点的温湿度、出风口温湿度等。
环境变量（微机）控制器：接收传感器采集的环境变量，并对其进行必要的处理和输出控制，同时将数据转发到系统主站。
通信单元：提供多种通信借口，满足控制器的内外通信。
人机界面：为工作人员在现场对系统进行操作提供友好的交互界面。
GPRS通信模块：提供远程通信。
数据处理设计方案
变电站环境变量监测
变电站环境变量监测是本系统的基本功能，可实现对地下配电房的环境情况及系统运行情况进行监测。
数据采集
系统通过温湿度采集模块采集各点的各环境变量并上传信息。主要包括室外温湿度、各室内各点温湿度、出风口温湿度等。
数据处理
系统采集数据后即对其进行处理
模拟量数据处理
状态量处理，描述设备运行工况
系统将处理后的数据保存在PI数据库中。
环境变量数据统计
对采集的数据进行统计分析，为变电站的运行维护提供支持。
系统软件设计
变电所环境监控系统经过现场安装调试、数据上传及PI软件制作应用测试等过程，实现110kV舞阳变电所主控室、开关室、继保室、电容器室的温湿度实时监测；
将现场数据接入PI应用平台，完成相应监控画面的制作，实现相应的参数越限告警功能；
图形显示式：可监测到现场温湿度连续变化的情况，以曲线图的形式表现，也可以监测到温湿度离散变化的情况，以柱状图的形式表现；
实现温湿度数据的存储和管理。能实现历史数据查询（根据设定的时间段、控制器地址、传感器编号进行历史数据的查询）；根据查询结果及样式打印报表（报表可定制）。
系统应用
完成项目
变电所环境监控系统项目，结合110kV舞阳变检修实施硬件安装。经过现场安装调试、数据上传及PI软件制作应用测试等过程，完成了项目的预期目标，实现2座35kV变电所主控室、开关室、继保室、电容器室的温湿度实时监测；
将现场数据接入PI应用平台，完成相应监控画面的制作，实现相应的参数越限告警功能；
应用效果
变电所环境监控系统在110kV舞阳变应用以来，有效解决实时在线测变电站重要设备温湿度的问题。通过对变电站开关室和主控室各种环境变量的有效监测，使得相关人员能够实时得到重要设备区温湿度数据，并有效分析其环境状态，可着力将电力设备的运行环境调整到最佳状态，显著提高变电站电气设备的运行可靠性。
系统特点
1、系统采用分布集中监测方式，适合多层多级部门建立分布集中管理模式；
2、报警包括屏幕报警、电话语音报警及短信息；
3、强大的报警处理功能，可区分多级的报警级别，报警事件发生时系统自动按事件级别排队报警、显示、处理，并将画面切至报警画面；
4、系统具有电子地图、中文界面、遥测遥信、操作权限严格、彻底实现无人值守等功能特点；
界面令检修与操作人员一目了然，参数实时动态显示，场地布局，设备位置直接显示在屏幕上，鼠标控制，操作简单；
设备数据实时更新，及时反馈最新环境信息。
结束语
环境温湿度的监控一般包括以下步骤：感应环境温湿度，判断感应到的温湿度是否异常，若感应到的温湿度异常，判断异常是否超过预设时间；若异常超过预设时间，则输出异常信号至主控机，异常报警；判断异常是否处理完毕，以及若异常处理完毕则解除报警。并可以利用控制器和主控机来达到室内温湿度的远程控制，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。
本系统的功能可实现对变电站温湿度的全面、实时、自动的监测，及时发现问题，采取有效的防护措施，减少不利于电力安全的事故发生。
参考文献：
[1]陈昌红，吴芳龄，玲玲，严文强：数字式智能化配电房管理系统的设计及应用[A]；中国电工技术学会低压电器专业委员会第十五届学术年会论文集[C]；2010年
[2]史兴华；供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M].北京：中国电力出版社，2009：49-62
[3]王小飞，袁涛，张铁冰：铂电阻测温仪的设计与实现[J]电子技术应用，2005，（09)
关键词：变电站环境监控温湿度传感器PI应用
中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：
引言
随着科技的不断进步和社会的不断发展，电力设备自动化控制和无人值守已成为必然的趋势。此时，对无人现场进行全面、完美地监测尤为重要。特别是近两年智能电网概念的提出，对于在线状态检测监控技术有了更高的要求。我们开展了变电站环境监控系统这个项目，如此便能进行变电站的温湿度在线监测，保证电力设备的安全稳定运行。
设计思路
在变电所开关室、主控室、电容器室布置若干个温湿度监测终端；将各监测点终端监测数据通过模数转换接口布线采集至变电所远动交换机，而后将各监测点湿度数据上传至远方系统服务器进行处理。
系统分为三层：现场监控点（包含各种智能设备）、监控中心、监控客户端，为了增强系统的报警功能，用户可根据需要选择配置电脑显示报警、多媒体语音报警、远程电话拨号报警、手机短信报警功能。
数据服务器通过PI接口机将数据接入PI应用平台，利用PI应用平台相应功能，制作监控画面，并设置相应参数越限告警。需要监控变电所现场环境数据的用户计算机，可通过PI应用终端软件，调用相应监控画面，以实时查阅并监控变电所相应环境参数。
在监控主站服务器中安装监控软件和各开闭所系统主机进行连接：监控软件通过手机短消息模式进行连接，监控软件可预设各主机数据上传频率。如：正常情况下每天定时数据上传，异常情况（即报警超标）下实时上传，即只要数据有变化就上传，直至恢复正常情况，這样既保证现场情况上传的实时性，也有助于后台操作人员了解现场情况，作出相应的措施，又可节约运行成本。
系统主机：主机安装在主控室的门口，以便一进入开闭所后能及时了解各设备运行情况，特别是SF6开关室状态。主机负责采集所有变送器采集到的数据，并根据设置条件对各个空间的风机进行控制。对所有的事件能进行自动记录并可查询。主机还可根据实际需要选择要上传的信号或数据，例如：烟感、火灾报警、电子围栏等。
系统结构
系统主要包括传感器组、环境变量（微机）控制器、通信接口、人机界面和GPRS通信模块5部分组成。
传感器组：传感器组由多个传感器组成，分别测量不同地点不同位置的多个环境变量，为后台系统提供数据源。主要包括：室外温湿度、室内不同地点的温湿度、出风口温湿度等。
环境变量（微机）控制器：接收传感器采集的环境变量，并对其进行必要的处理和输出控制，同时将数据转发到系统主站。
通信单元：提供多种通信借口，满足控制器的内外通信。
人机界面：为工作人员在现场对系统进行操作提供友好的交互界面。
GPRS通信模块：提供远程通信。
数据处理设计方案
变电站环境变量监测
变电站环境变量监测是本系统的基本功能，可实现对地下配电房的环境情况及系统运行情况进行监测。
数据采集
系统通过温湿度采集模块采集各点的各环境变量并上传信息。主要包括室外温湿度、各室内各点温湿度、出风口温湿度等。
数据处理
系统采集数据后即对其进行处理
模拟量数据处理
状态量处理，描述设备运行工况
系统将处理后的数据保存在PI数据库中。
环境变量数据统计
对采集的数据进行统计分析，为变电站的运行维护提供支持。
系统软件设计
变电所环境监控系统经过现场安装调试、数据上传及PI软件制作应用测试等过程，实现110kV舞阳变电所主控室、开关室、继保室、电容器室的温湿度实时监测；
将现场数据接入PI应用平台，完成相应监控画面的制作，实现相应的参数越限告警功能；
图形显示式：可监测到现场温湿度连续变化的情况，以曲线图的形式表现，也可以监测到温湿度离散变化的情况，以柱状图的形式表现；
实现温湿度数据的存储和管理。能实现历史数据查询（根据设定的时间段、控制器地址、传感器编号进行历史数据的查询）；根据查询结果及样式打印报表（报表可定制）。
系统应用
完成项目
变电所环境监控系统项目，结合110kV舞阳变检修实施硬件安装。经过现场安装调试、数据上传及PI软件制作应用测试等过程，完成了项目的预期目标，实现2座35kV变电所主控室、开关室、继保室、电容器室的温湿度实时监测；
将现场数据接入PI应用平台，完成相应监控画面的制作，实现相应的参数越限告警功能；
应用效果
变电所环境监控系统在110kV舞阳变应用以来，有效解决实时在线测变电站重要设备温湿度的问题。通过对变电站开关室和主控室各种环境变量的有效监测，使得相关人员能够实时得到重要设备区温湿度数据，并有效分析其环境状态，可着力将电力设备的运行环境调整到最佳状态，显著提高变电站电气设备的运行可靠性。
系统特点
1、系统采用分布集中监测方式，适合多层多级部门建立分布集中管理模式；
2、报警包括屏幕报警、电话语音报警及短信息；
3、强大的报警处理功能，可区分多级的报警级别，报警事件发生时系统自动按事件级别排队报警、显示、处理，并将画面切至报警画面；
4、系统具有电子地图、中文界面、遥测遥信、操作权限严格、彻底实现无人值守等功能特点；
界面令检修与操作人员一目了然，参数实时动态显示，场地布局，设备位置直接显示在屏幕上，鼠标控制，操作简单；
设备数据实时更新，及时反馈最新环境信息。
结束语
环境温湿度的监控一般包括以下步骤：感应环境温湿度，判断感应到的温湿度是否异常，若感应到的温湿度异常，判断异常是否超过预设时间；若异常超过预设时间，则输出异常信号至主控机，异常报警；判断异常是否处理完毕，以及若异常处理完毕则解除报警。并可以利用控制器和主控机来达到室内温湿度的远程控制，从而实现环境温湿度管理的实时性和有效性。
本系统的功能可实现对变电站温湿度的全面、实时、自动的监测，及时发现问题，采取有效的防护措施，减少不利于电力安全的事故发生。
参考文献：
[1]陈昌红，吴芳龄，玲玲，严文强：数字式智能化配电房管理系统的设计及应用[A]；中国电工技术学会低压电器专业委员会第十五届学术年会论文集[C]；2010年
[2]史兴华；供电企业实时/历史数据库PI典型应用案例[M].北京：中国电力出版社，2009：49-62
[3]王小飞，袁涛，张铁冰：铂电阻测温仪的设计与实现[J]电子技术应用，2005，（09)