变电站网络安全监测范文1

关键词：变电站；视频监控；环境参数监控；门窗控制

1、概述

变电站是电网的核心环节，担负着所在区域的供电任务。但变电站具有数目巨大，地域分布广且很多地处人烟稀少区域的特点，给维护管理带来了诸多不便。少人或无人值守模式初期，针对无人变电站的盗窃案件时有发生，由变电站带电设备引发的火灾也屡见不鲜，防盗、防火成了变电站安全工作的重中之重。

针对无人值守变电站中存在的问题，基于当今快速发展的物联网技术，结合传感器网络、网络通信等，设计一套基于POE技术的变电站综合监测系统，实现对变电站内视频监控、环境监测、火灾报警、门禁管理与通风设备控制，有效监控变电站内各种信息，确保变电站内设备安全、稳定、高效运行。

2、系统硬件设计

系统由POE单元、主控单元、视频监控单元、人员活动监测单元、环境温湿度监测、烟雾浓度监控、排气风机控制和报警单元组成。因系统采用POE供电技术，系统安装时无需专门铺设电源线，使用一根网线即可完成数据传输与电源供给功能。监控主机功能结构如下图1所示：

2.1 POE单元

电源设计是整个系统设计的基础，电源设计的好坏直接影响着终端设备能否实现设计目标。因此，系统采用较为成熟可靠的设计电路，作为本终端设备电源供电与电源管理单元，本系统采用POE技术实现系统电源供给和网络通讯实现。

系统通过网线与设备网口RJ1相连，并通过H1102Nl网络信号电压隔离芯片的中央抽头把网络信号与电源信号分离，网络信号经由网络通讯芯片W5500传输到主控单元，进行数据处理。电源信号经过整流桥和电源管理芯片TPS2376之后进入电源稳压芯片，并最终实现为系统供电功能。

2.2 网络通讯单元

系统采用W5500作为通讯接口设计芯片，W5500是一款全硬件TCP/IP嵌入式以太网控制器，为嵌入式系统提供了更加简易的互联网连接方案。W5500集成了TCP/IP协议栈，10/100M以太网数据链路层（MAC）及物理层（PHY）。W5500提供了SPI（外设串行接口）从而能够更加容易与外设MCU整合。而且，W5500的使用了新的高效SPI协议支持80MHz速率，从而能够更好的实现高速网络通讯。为了减少系统能耗，W5500提供了网络唤醒模式（WOL）及掉电模式。

2.3主控单元设计

终端选用ARM公司的STM32F105RBT6作为控制芯片，本芯片采用较为先进的Cortex-M3内核，并结合丰富的外设接口可以很好满足设计需要，从而使电路设计更加简单。其256K字节的闪存程序存储区，使其能够应用于较大工程文件系统中。

2.4视频、环境参数及烟雾浓度监控设计

系统视频监控单元采用现有成品，终端经过网线与视频采集摄像头相连，实现视频实时监控功能，并通过终端把视频监控数据发送到后天服务系统。

系统环境参数及烟雾浓度监控系统用于实现对室内环境温湿度和烟雾浓度监测，当室内温湿度、烟雾浓度超过阈值时系统会启动远程报警，通知变电站管理人员及时处理。系统原理如下图2所示

2.5远程预警功能

终端通过连接短信接收/发送单元，实现远程预警功能。系统在终端监测到变电站内环境参数、人员非法闯入和室内烟雾浓度超出预设阈值时，启动远程报警通知变电站管理人员。

3、系统软件设计

基于POE技术的变电站机房环境监测系统根据模块化软件设计思想，将终端驱动分为以下模块。

1）系统初始化模块：初始化主控芯片寄存器、I/O口、定时器、A/D及系统中断方式。

2）网络通讯单元：驱动W5500芯片，用于实现监控终端与后台服务系统通信。

3）环境参数监测：读取温湿度传感器数据。

4）烟雾浓度监测：根据烟雾浓度传感器MQ2的出情况，经A/D转换单元，监测室内烟雾浓度。

5）人员活动和报警模块：监测开关柜内人员活动信息，并根据检测结果启动/关闭远程报警单元。

4、结束语

通过本系统的实施，使得机房管理人员能实时并直观地了解当前机房内环境温湿度以及设备的运行情况，通过把环境状况监测系统并入整个机房安全运行监测系统中，可以使机房管理人员更好的掌握机房安全运营状况，为机房的安全可靠运行打下良好基础。

参考文献：

[1] 周润德.译.数字集成电路：电路、系统与设计（第2版）[M].电子工业出版社.2011.11

[2] 李冬梅、幸新鹏、李国林等译.电子电路原理（原书第7版）[M].机械工业出版社.2014.9

变电站网络安全监测范文2

关键词：变电站；设备；运行；温度监测系统；无线传感器；网络技术；分析

中图分类号：tm930 文献标识码：a

在无线通信技术领域中，无线传感器网络技术作为一种新兴的无线通信网络技术，不仅代表着无线通信技术的发展方向，并且在实际通信传输应用中，能够实现对于传输数据信息的获取以及传输、处理等，同时，无线传感器网络技术还能够实现目标系统控制的一体化智能管理，具有非常明显的无线通信先进技术优势。尤其是随着现代信息技术不断发展以及网络通信技术的进步，不仅推动了无线传感器网络技术的快速发展，而且也促进了该技术在实际通信传输中的应用推广。对于电力系统来讲，变电站是整个电力系统的重要组成部分，对于电力系统的安全稳定运行实现有着很大的影响和作用。尤其是变电站结构中的高压开关柜以及母线接头、输变电线路接头、电缆接头、室外隔离开关等，对于变电站安全稳定运行比较重要的设备装置，它们在变电站运行应用过程中，极容易因为装置设备老化或者是温度过高等问题，发生运行故障事故，对于变电站结构的安全以及正常稳定运行有着很大的不利影响。基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统，就是针对变电站设备运行中由于温度等因素引起的设备运行故障问题，进行监测与控制实现，以保证变电站设备的正常与稳定运行实现，保证整个电力系统的安全稳定运行。

1 变电站设备温度监测系统结构分析

在进行基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统的整体框架结构设计过程中，根据电力系统变电站设备温度监测系统的实际应用情况，考虑将变电站设备温度监测系统的整体框架结构设计为三层，即变电站设备温度监测系统的数据采集结构层和系统通信结构层、管理分析层。

其中，变电站设备的数据采集结构层主要是在变电站运行设备运行过程中，对于设备运行环境中的各种温度数据信号进行采集，它主要是通过分布在变电站设备中的温度传感器节点以及中心节点，形成一个无线传感器网络，实现对于变电站运行过程中，各种设备的温度信号进行采集收集；而变电站设备温度监测系统的系统通信结构层，主要指的是变电站设备温度监测系统中中心节点和主控室中监测计算机设备之间的通信设置，在进行变电站设备温度监测系统的中心节点以及主控室监测计算机之间通信实现时，主要是通过rs-485总线，实现温度监测系统中多个中心节点的通信功能，通信过程中主要是使用的主从应答方式实现通信传输。此外，变电站设备温度监测系统的管理分析层，主要是对于系统采集层所采集的数据信息进行分析处理。通常情况下，由变电站设备温度监测系统中的数据采集结构层进行变电站运行过程中，变电站设备运行的温度数据信息进行监测采集之后，通过系统通信结构层完成所采集数据信息的通信传输，再由温度监测系统主控室的计算机对于采集并传输的数据信息进行分析处理实现，同时变电站温度监测系统中的管理分析层不仅能够实现对于采集数据信息的分析处理，同时能够对于数据信息的分析处理结果进行显示以及储存、打印和控制等。如下图1所示，为变电站设备温度监测系统的设计框架结构示意图。

2 变电站设备温度监测系统的硬件设计分析

在进行基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统设计中，变电站设备温度监测系统的硬件结构部分，主要包括变电站设备运行温度监测应用实现的传感器节点、中心节点以及计算机设备等，下文主要对于变电站设备温度监测系统中的传感器节点以及中心节点的设计进行分析。

2.1 温度监测系统的中心节点设计分析

在变电站设备温度监测系统中，硬件结构中的中心节点是整个系统的核心部分，它主要设置分布在变电站设备的各个合适位置处。在变电站设备温度监测

统运行过程中，中心节点既可以使用无线通信方式，对于系统中传感器节点采集到的温度信号进行汇聚，也可以对于系统采集的温度信号进行计算以及分析、整合等，并嵌入在rs-485总线上，以备系统中监控计算机的采集应用。

如下图2所示，为温度监测系统中心节点的设计结构示意图。通常情况下，中心节点主要是由微处理器单元以及无线通信单元、串行通信单元、电源单元、存储单元和报警显示单元等组成。在温度监测系统中心节点的这些组成单元中，其中微处理器单元芯片以及无线通信单元的芯片，不管是选型还是传感器节点模块，都是一样的，因此，中心节点的这两个单元一致的，在设计中可以通用。

2.2 温度监测系统的传感器节点设计分析

在进行变电站设备温度监测系统中的传感器节点设计时，传感器的节点主要设置在变电站结构中的各个温度监测点上，传感器节点的运行实现主要是通过电池作为供电电源，由于温度监测系统中传感器节点的工作运行环境比较恶劣，并且传感器节点运行过程中的电磁干扰比较严重，因此，在进行温度监测系统传感器节点的设计中，还需要注意进行传感器节点的抗干扰性能以及低功耗性能特征的设计实现。进行温度监测系统中传感器节点抗干扰性能的设计，主要就是要求传感器节点的体积应当足够小，以避免对于温度监测设备本身特性的影响控制在最小，同时，还需要在进行传感器节点的设计过程中，注意对于传感器节点的扩展性以及灵活性、安全性和稳定性的设计实现与满足。如下图3所示，为温度监测系统传感器节点的结构设计示意图。根据下图可知，温度监测系统中传感器节点的结构设计，主要包括微处理器单元结构部分以及无线通信单元部分、数据采集单元部分、电源单元部分等四个结构部分。

3 变电站设备温度监测系统的软件设计分析

基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统软件设计，主要包括变电站设备温度监测系统的传感器节点、中心节点以及计算机监测软件等的设计实现。首先，在进行变电站设备温度监测系统的软件部分设计过程中，为了避免温度监测系统在实际监测运行中，系统中的多个传感器节点在同一时间进行数据的发送造成的矛盾问题发生，对于无线传感器网络内部的通信，主要是采用基于时分多址的网络通信控制协议，进行系统通信的设计实现，通过每个时元多个时帧的划分，并将每个时帧对分成一定数量的时隙进行网络数据信号的收发实现避免传感器网络节点之间的通信矛盾，保证通信传输的正常稳定与通信传输节能效果实现。

如下图4所示，为温度监测系统中传感器节点软件系统的流程示意图。在变电站设备温度监测系统中，传感器节点软件结构部分在变电站设备运行传输的一个时帧周期中，主要是进行中心节点控制命令的接受以及变电站设备运行温度数据的采集、发送，进行休眠状态等。此外，对于变电站设备温度控制系统中的中心节点软件结构部分，在进行设计过程中主要将一个中心节点设计为最多可以进行32个温度传感器节点的带动实现，这些中心节点以及传感器节点组成温度监测系统中的一个子系统，并且每一个子系统中都有特有的网络标号，以避免运行监测中不同子系统之间的数据串扰问题发生。最后，变电站设备温度监测系统中的计算机监测软件的设计实现，主要是在计算机visual basic6.0作为软件设计平台的基础上设计实现的。

结语

总之，基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统设计，作为一种比较新的温度监测系统设计方式，在设计过程中，应注意结合变电站设备运行的实际情况，在遵循无线传感器网络技术原理的要求下，进行设计实现。本文中无线传感器网络变电站温度监测系统设计方案，经过实地运行调试与测试验证，是可行的。

参考文献

[1]沈楚焱，杨鹏，史旺旺.基于无线传感器网络的预装式变电站测控系统[j].机电工程.2012.

变电站网络安全监测范文3

智能变电站是智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，它既是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关健，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。

根据智能变电站试点建设工程的经验总结，变电站自动化系统目前存在子系统繁多且独立建设，集成度低等问题，不能实现信息共享和综合应用，不能满足调度支撑系统和大运行体系建设要求。为规范智能变电站自动化系统建设，实现信息充分共享和功能应用集成的目标，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》和《智能变电站一体化监控系统功能规范》。本文依据以上规范要求分析了一体化监控系统体系架构、五大功能、结构，对一体化监控系统配置、二次系统安全防护方案进行了重点研究。同时结合《变电站调控数据交互规范》，通过优化调控实时数据，直传设备告警信息，远程游览变电站全景，强化调控指令安全认证，实现对变电站的远程监控。

2 一体化监控系统架构

2.1 智能变电站以及智能变电站一体化监控系统概念

智能变电站：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。

智能变电站一体化监控系统：按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。

2.2 自动化系统架构

智能变电站自动化系统由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。

智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。 其逻辑关系如图1所示。

2.3 一体化监控系统架构

如图2所示，智能变电站一体化监控系统可分为安全Ⅰ区和安全Ⅱ区。

在安全Ⅰ区中，监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据，经过分析和处理后进行统一展示，并将数据存入数据服务器。Ⅰ区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度（调控）中心的实时数据传输，并提供运行数据浏览服务。通过数据规范化处理，生成标准的告警条文，经I区图形网关机直接以文本格式传送到调度（调控）中心。

在安全Ⅱ区中，综合应用服务器与输变电设备状态监测和辅助设备进行通信，采集电源、计量、消防、安防、环境监测等信息，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器。Ⅱ区数据通信网关机、II区图形通信网关机通过防火墙从数据服务器获取Ⅱ区数据和模型等信息，与调度（调控）中心进行信息交互，提供信息查询和远程数据、图像浏览服务。

综合应用服务器通过正反向隔离装置向Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机信息，并由Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机传输给其他主站系统。

数据服务器存储变电站模型、图形和操作记录、告警信息、在线监测、故障波形等历史数据，为各类应用提供数据查询和访问服务。

计划管理终端实现调度计划、检修工作票、保护定值单的管理等功能。视频可通过综合数据网通道向视频主站传送图像信息。

3 一体化监控系统功能

3.1 功能结构

智能变电站一体化监控系统的应用功能结构分为三个层次：数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能。

五类应用功能包括：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用。

3.2 运行监视

通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包括运行工况监视、设备状态监测、远程浏览。

3.3 操作与控制

实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下的开关/刀闸操作、防误闭锁操作等。调度（调控）中心通过数据或图形通信网关机实现调度控制、远程浏览等。

3.4 信息综合分析与智能告警

通过对智能变电站各项运行数据（站内实时/非实时运行数据、辅助应用信息、各种报警及事故信号等）的综合分析处理，提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息。包含站内数据辨识、故障分析决策、智能告警。

3.5 运行管理

通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理、定值管理、检修管理。

3.6 辅助应用

通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。

4 一体化监控系统结构

4.1 系统结构

智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成，各层设备主要包括：

站控层设备由监控主机、数据通信网关机、图形通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器和计划管理终端等组成。

间隔层设备由继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪及稳控装置等若干个二次子系统组成。

过程层设备由合并单元、智能终端、智能组件等构成。

4.2 网络结构

变电站网络安全监测范文4

在地震、山火、电力设施偷盗等突发事件发生的时候，快速及时地将现场的信息在第一时间传送到电网企业内部至关重要安全监管和应急管理平台为电网企业提供了一个数字化支撑、信息化管理和智能化分析的工具［1］，实现对输电线路，变电站，生产、基建现场，应急现场等视频信息的实时监控，为保证电网的安全稳定运行起到积极的推动作用。

1总体框架

安全监管与应急管理平台由前端数据采集层、数据传输层、控制管理层、应用层四个部分组成。

1)数据采集层:数据采集层由前端视频网络摄像机、传感器等数据采集器组成，主要负责获取视频图像及周边数据。

2)数据传输层:数据传输层由内部传输网络及外部传输通道组成，负责视频监控数据的传输和交换。内部传输网络由电网企业的局域网组成，外部传输通道由前端有线、无线监控设备、以及运营商到电网企业的专用数字电路组成。

3)控制层:控制管理层由核心服务器、流媒体服务器、电视墙控制等组成，接受和处理客户端请求，负责系统的业务逻辑处理以及提供各类应用服务。

4)应用层:应用层由客户端、解码服务器及大屏组成，提供给用户交互操作接口，供用户访问系统，主要负责视频图像输出显示及切换控制等。

2工作原理

安全监管与应急管理平台采用先进的在线监测、传感器技术、数字处理技术、无线通信技术［2］，通过安装在杆塔、变电站等电力设备上的多种传感器，以及生产、基建施工现场、应急现场等的视频监测装置，远程在线监测、监视电力设备、施工现场的运行状态及设备周围的环境状况，当电力设备或设备周围现场发生异常时，如:山火、覆冰、倒塔、断线等，传感器和视频监测装置等前端设备能在第一时间自动采集、并向上级远方监控管理中心发送数据、语音、视频等监测信息和报警信息，使运行人员在远方监控中心可及时直接了解设备运行状态，直接对现场进行监听、监视，提前感知潜在或正在发生的威胁，将外力破坏、故障缺陷消灭在萌芽状态。

2.1前端设备

安全监管与应急管理平台集成了新建的便携式(车载)视频、单兵视频、杆塔视频监控系统，以及建设在用的变电站视频、电缆隧道视频监控系统。

1)杆塔视频监控杆塔视频监控设备可以实时监控铁塔线路上的具体线路情况，如覆冰、山火、人为外力破坏等情况，通过无线3G网络信号将杆塔视频回传至主站系统。视频传输方面，为了保证视频传输速率不受损失，在3G无线通信装置中对网络摄像机采取CIF格式的视频图像分辨率，帧率为25F/s，码流量为128Kbps。设备供电方面，采用一台日均发电量1800W的MAX600W五叶高效风力发电机、一块日均发电量1440W的太阳能板、8块放电量为13000W的200AH蓄电池构成供电系统保证视频监控设备7*24小时运行。

2)便携式(车载)视频监控系统采用了国际领先的数字视音频编解码算法，同时结合无线网络传输、GPS定位、系统集成控制、数据存储等多项技术。视频传输方面，为了保证视频传输速率不受损失，在3G无线通信装置中对网络摄像机采取CIF格式的视频图像分辨率，帧率为25F/s，码流量为128Kbps。设备供电方面，在车内可以使用车辆的电源，选配锂电池，保证脱车情况下8小时系统供电。

3)单兵监控系统是针对巡检、检修、抢修等单人便携式监控需求而提供的解决方案。视频传输方面，为了保证视频传输速率不受损失，在3G无线通信装置中对网络摄像机采取CIF格式的视频图像分辨率，帧率为25F/s，码流量为128Kbps。设备供电方面，单兵系统那个采用内置式锂电池供电，能够保证至少4小时的持续工作时间。

4)建成在用的变电站、电缆隧道视频前端设备通过电网企业局域网络将视频信号传输至变电站、电缆隧道视频系统平台。安全监管与应急管理平台通过协议或SDK，抽取和调用变电站、电缆隧道视频系统平台存储的视频数据，集成已有的变电站、电缆隧道视频监控功能。

2.2传输网络

视频监控平台带宽需求与分辨率和帧率两个因素密切相关。一路视频流占用带宽的大小则决定于其芯片的处理能力、分辨率大小、图像效果等因素。通常情况下，压缩格式为H.264、分辨率为720×576、标准画质下的视频流是2Mbps。传输带宽计算主要有两部分，一部分为前端设备上传的视频流，另一部分为中心服务平台向客户端分发的视频流。安全监管与应急管理平台所需传输网络的带宽为:M×N。其中，N为同时要预览的并发视频路数，即前端视频监控设备的数量，M为当前传输码流，在标准画质下，M=2Mbps，同时，还应考虑到传输网络的不稳定因素，适当增加传输网络的设计带宽。

2.3系统

应急指挥系统采用微软SharepointPortalServer开发实现，后端采用SQLServer数据库，可以部署在Windows/Linux等多种操作系统平台。微软SharePointPortalServer使得企业能够开发出智能的门户站点，这个站点能够无缝连接到用户、团队。因此能够更好地利用业务流程中的相关信息，更有效地开展工作。SharePointPortalServer提供了一个企业的业务解决方案，它利用了单点登录和企业应用程序集成功能，以及灵活的部署选项和管理工具，将来自不同系统的信息集成到一个解决方案中。

3系统功能

1)视频监控:通过固定的前端监控设备实现对变电站、输电线路的视频监控，通过移动的前端设备实现对突发事件现场的视频监控。

2)巡检功能:巡检功能包括地图巡检、输电线路巡检、变电站巡检。

3)联动报警:在变电站、输电线路等周围，当有不满足事先定制的规则的事件发生时，探测器和报警装置将触发告警信号。安全监控与应急管理平台将集成多种报警子系统，并对报警设备进行控制和管理。实现防盗报警、报警联动、音视频提醒等一体化、集成化的安防管理;使整个系统为一个有机的整体，充分提高企业的技防水平。

4)视频智能分析:安全监控与应急管理平台提供视频故障诊断、事件检测(如物品丢失/遗留、逆行等)、区域警戒等实时视频只能分析功能。配合使用专业的山火视频检测设备，还可以实时侦测山林起火事件，保证输电线路的安全。安全监控及应急管理平台的建设、深度运用，节省人力、物力等方面的资源，推进企业信息化向信息化企业的转变。

4存在的问题

1)网络带宽易成为瓶颈，建成在用的变电站、电缆隧道视频监控采用有线传输方式，在电网企业1000M的局域网内部，视频能够稳定传输。新建的杆塔、单兵、移动等视频监控，采用了3G无线传输方式，比较依赖电信营运商的网络建设，网络带宽容易成为阻碍系统应用的瓶颈，在网络覆盖较差的边远山区、应急现场，视频传输质量较差。

2)企业运营成本增加。

3)前端设备运维复杂度加大。

5结束语

变电站网络安全监测范文5

关键词：发电厂；电气监控；管理系统

1 火力发电厂电气系统常规监控方案

电气设备采用“通信+硬接线”的方式接入DCS，是目前国内大多数工程采用的模式。主厂房电气各个回路的合、分闸命令，部分重要的I/O信息等通过硬接线的方式一对一送入DCS接口柜。其余的I/O信息，模拟测量等，则由各个回路的保护测控装置通过总线方式进入电气现场总线监测系统(EFCS)的通信管理机，EFCS后台通过100 M以太网接口与DCS服务器进行通信。对于电气其余的自动装置如:自动准同期装置(ASS)、自动励磁调节装置(AVR)、厂用电源快速切换装置、备用电源自动切换装置、直流电源系统监控装置、不间断电源(UPS)装置、发-变组保护装置、发-变组故障录波器、柴油发电机、启动/备用变压器保护装置等，则专门设置机组通信管理机，将这些自动装置的信息通过RS485 总线方式进入电气EFCS的通信管理机，EFCS后台通过100 M以太网接口与DCS通信。

EFCS与DCS硬接线相结合的方案具有如下的特点。

a.该模式下的EFCS与DCS一体化控制除了信息融合以外，控制功能有所分工，对于断路器的控制仍沿用DCS I/O单通道硬接线方式，但是对于电气厂用电的非关键的信息传输则采用了EFCS的高速现场总线方式，EFCS还可通过网关将大量信息送给除DCS以外的厂级监控信息系统(SIS)。

b.取消了原有的部分变送器、表计、电度表等传统设备，减少了DCS的I/O卡件、减少了一部分电缆与敷设电缆用的桥架等，节省了部分投资。

电气管理系统的另一种控制模式为ECMS，下面以实际工程为例介绍ECMS方案的具体实施及特性。

2 火力发电厂电气系统“全通信”监控方案

2.1 ECMS的方案实施

某工程采用ECMS对单元机组和辅助车间所有电气设备进行监控，并在单元控制室设置ECMS操作员站，ECMS不与机组DCS通信。全厂电气系统设备直接在ECMS操作员站上实现监控。其与DCS一键顺控启/停功能相关的控制、机组保安负荷的控制、数字电液调节系统(DEH)相关的联锁信号等采用硬接线，其他监控信号以通信方式经测控装置送入ECMS，对于高低压厂用电源系统，所有电气量全部采用通信方式接入ECMS进行监控，取消所有硬接线。

ECMS由单元机组电气监控系统、公用电气监控网络组成，单元机组ECMS采用分层、分布式计算机监控系统，设备采用分散布置。

监控主站层负责整个系统的集中监控，由双冗余的主机服务器、电气操作员站、工程师站、网络交换机和负责与SIS等其他系统通信的通信服务器等组成。

通信子站层主要由通信管理机和多串口通信服务器组成。它具有数据处理及通信功能，用于实现间隔层设备和站控层设备之间的“上传下发”，并监视和管理各测控单元设备，还完成实时数据的加工和分布式数据库管理。通信管理机负责6 kV开关柜内的综合保护测控装置和400 V动力中心(PC)开关柜内智能测控装置和400 V电动机控制中心(MCC)开关柜内马达控制器等间隔层智能设备。ASS、AVR、厂用电源快速切换装置、备用电源自动切换装置、直流电源系统监控装置、UPS监控装置、发-变组保护装置、故障录波器、柴油发电机、启动/备用变压器保护装置等通过多串口通信服务器进行规约转换后与电气监控系统通信。

间隔层负责各间隔就地监控，间隔层设备通过现场总线网络与通信管理单元连接。间隔层设备主要包括安装在电气电子设备间内的发-变组、启动备用变压器测控装置、6 kV开关柜内综合保护测控装置和400 V PC开关柜内的智能测控装置、400 V MCC开关柜内的马达控制器等。

2.2 ECMS的方案特点

2.2.1 高系统网络可靠性

为保证ECMS网络的高可靠性，采用了如下措施。

a.系统网络采用分层、分布式结构，在设备布置上分散。避免了由于部分系统设备故障引起的整个系统网络故障的可能性。

b.监控主站层设备间采用冗余的高速以太网连接，网络拓扑结构采用全交换星型网状拓扑，主服务器双冗余，任意一个主站层网络设备故障不影响ECMS运行。

c.监控主站层与通信子站层通信管理机间采用冗余100 Mb/s光纤工业以太网连接，避免了网络布线路径的电磁干扰，提高了网络通信的可靠性。

2.2.2 高系统硬件可靠性

由于ECMS代替了DCS实现全厂电气系统的监控，对ECMS硬件可靠性要求比以往只实现监测功能的电气监测系统硬件的要求更高。体现在:采用高性能、多CPU、多内核架构的系统服务器，完全满足ECMS对可靠性和系统响应速度的要求;大量采用工业以太网交换机，保证主站层与通信子站层间的通信网络稳定、高效地运行;发-变组测控装置采用冗余配置，保证在一台测控装置故障或失电的情况下，仍能对发-变组等主要电气设备进行监控，提高机组运行的可靠性。

2.2.3 高系统软件可靠性

对ECMS软件稳定性和安全性的要求较常规电气监测系统有较大提高。ECMS的操作系统软件采用安全、稳定、可靠性高的UNIX操作系统。为防止由于软件程序故障引起的电气系统误操作、提高机组安全运行的能力，ECMS软件系统设置了三个层次的防误操作功能，分别有发变组测控装置、系统主服务器和五防工作站内的闭锁软件实现。

2.3 ECMS的技术优势

节约硬件数量与投资成本。取消了全部原有开关柜内的变送器、表计、电度表等传统设备，大幅度减少了DCS的I/O卡件，还可以用工控PC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资。

全开放式的通信网络。由于规定了网络的通信协议，对遵循同一通信协议的不同供货商的控制产品，都可以实现通信互联，为实现现代电厂工业级自动化系统提供了必要的条件。

提高了系统的稳定性与可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差，提高了系统的工作可靠性。

减少了现场布线及投资。由于全部取消了厂用电6 kV、380 V开关柜至DCS的硬接线，大幅度减少了DCS的I/O卡件、减少大部分电缆与敷设电缆用的桥架等，节省了大量的投资。

3 结束语

综上所述，采用现场总线方式的电气监控管理系统，不仅能节约大量的投资，也能使全厂的电气控制的自动化程度和管理水平提高到一个更高的层次，实现了电厂电气系统的数字化、信息化。采用“全通信”的厂用电监测管理系统则是一种全新的技术方案，依赖于先进的现场总线技术，向实现数字化电厂和信息化电厂的目标迈出了重要的一步，是今后电厂电气部分自动化控制的一种趋势，目前在发电厂厂用电系统监控采用全总线方案从技术上是完全可行的。

参考文献

变电站网络安全监测范文6

电力自动化技术能有效提高电力系统监控、管理水平，保障电能生产的科学性和安全性。本文分析了电力工程中的电力自动化技术运用，并阐述该技术运用的实际意义，为有关部门进行理论研究与实践运用提供有价值参考。

关键词：

电力工程；自动化技术应用

电力自动化技术的基础是信息处理，利用电子技术收集、分析信息资源并通过现代网络传递信息，进一步提升信息管理的电子化、网络化。电力自动化技术内设远程监测系统和网络传输系统，其控制系统接收工程操作信息，通过建立数据模型进行分析、测算，将数据通过网络传输至服务主机，技术人员可以实时把握工程进度和设备运行状态等。同时，该技术具有完善的安全预警体系，对电力系统运行过程进行安全系数评估，若发现实施过程中存在安全事故风险，则系统将自动开启安全警报，自动切断区域供电，以降低事故风险，确保生产安全。

1电力工程中的电力自动化技术运用

近年来，人们对电力自动化技术的理论研究和实践探索不断深入，促进了如测控系统、电网调度和变电站技术在电力工程实施阶段应用，促进电力系统管理的自动化、科学化，为电力工程行业发展创造良好的科学环境。

1.1自动化测控系统

自动化测控系统主要应用于发电厂。传统发电厂对电力系统的监管，一方面是利用网络技术建立信息传输“高速公路”，另一方面是通过信息系统构建监控网络。自动化测控系统是在原有基础上实现分散测控，控制网络覆盖范围面更广且更具灵活性。电厂在应用该系统时，应设置便于系统运行的操作站，主要包括技术操作站和工程操作站，其中技术操作站内设有各端口信息传输的出、入口，技术人员在此接收信息，并利用系统软件作数据分析，将测算结果以指令形式发送至主机系统；主机系统位于工程操作站，内部装配电力自动化系统核心控件，连接厂内全部电气设备、办公网络等，汇总输入信息并作数据备份，同时在工程操作站安置监控系统，并连接主机控制系统，做到全面监控电力工程实施，准确把握工程进度和执行状态。综上，自动化测控系统需要两个操作站相辅相成，共同维护电力系统设备运行。

1.2建设电网调度体系

建立电网调度体系是电力自动化技术在电力工程的重要应用，若能构建合理的电力网络，合理分配供电、用电周期和调度电力使用，将进一步节约大量人力成本和物力输出。电力自动化技术是运用计算机技术建立系统区域网，连接厂内变电站、操作站等内部网络，利用核心系统管理整个区域网络，实现对电力工程作业自动化、系统化的管理。在厂内安置连接区域网络的中心计算机，同时设立系统服务中心并安置核心服务器，确保控件与中心计算机相连，并有专门实施电网调度体系的技术团队。在电力工程操作阶段，中心计算机会接收来自厂内各端口数据信息，分析电力系统用电情况和电力荷载等，技术人员通过观察数据分布，测算资源最优化条件，编辑调度指令并利用中心计算机的传输装置传送至核心服务器，由服务器向厂内各设备传输信息，完成调度。综上，电网调度体系利用计算机和区域网络技术，对电力系统运行进行科学评估，最大限度地调动电力资源合理分配，确保电力工程能最大化利用资源，确保稳定生产。

1.3合理改造变电站

变电站是连接电力输入、输出的枢纽。电厂变电站中留有信号发射装置，将电力通过电缆传输至厂内电气设备，并且传输信号。笔者了解到有些电厂利用电力自动化技术对变电站实行科学改造，在变电站内装配电力设备运行监测系统和设备故障诊断系统，在主操作间连接变电站网络以监控变电站运行情况。对变电站合理改造，一方面是利用变电站信号覆盖广、信息资源集中的优势，监测厂内电气设备运行情况，做到合理优化资源配置；另一方面，变电站具有更快的信息收集速度，对于设备运行状况敏感性更高，当厂内设备发生故障或有安全隐患，变电站将会自动发出预警信号，技术人员会根据信息源定位，迅速找到故障区域并修缮，最大程度地减少事故对工程的影响。另外，传统的变电站是利用电磁技术发射信号，其特点是速度慢且准确性差。技术人员将其内部发射装置更换成智能化微型计算机，提升其信号发射、信息传输功能，达到了电力自动化技术的应用标准，同时也提高变电站作业稳定性。

2电力自动化技术在电力工程应用意义

2.1促进工业化水平提升

随着信息网络化技术不断发展，很多发达国家的工业生产逐渐淘汰粗放的生产理念，将现代信息科技理念运用到工业生产中。电力工程是工业生产的基础，笔者认为，在电力工程作业中，利用电力自动化技术对电力工程实施全面监管，提升信息传输质量，加快电能生产，那么将进一步促进国家工业化水平提升，同时也为用科技手段提升工业化生产提供良好思路，积累宝贵经验。

2.2为经济稳定发展提供保障

作为国家经济重要组成部分，电力产业受到各国政府高度重视。电力工程既影响国家高精尖科技研发，也影响人们日常生活。应用自动化技术可充分保障电厂对电力生产实行科学化管理，合理调度电力资源，提高电能产出质量，为国内经济发展提供电力资源支持，促进了工业化水平提升，同时最大程度保障居民生活用电，维护社会稳定。

3结语

国家经济发展对电力需求极大。以我国为例，相比于工业化水平较高国家，我国存在电力生产科技化水平不高、区域性的电网建设不足及电力企业创新生产力不够等问题。为进一步改变我国电力工程生产现状，电力生产企业及有关部门可加大对电力自动化技术引入力度，通过安置自动化系统，进而提升对电力工程的监控、管理，完善电网分配结构和调度资源，做到电力生产最优化。同时，各电力生产企业和有关部门需加强有关人才培养，促进电力自动化技术在国内电力工程行业的应用不断成熟，促进电力企业创造更多经济效益和社会效益，也促进了我国工业建设和经济发展，进一步提升我国的综合国力和经济竞争力。

参考文献：

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[2]褚云光.浅谈电力工程中电力自动化技术的应用[J].中国高新技术企业,2014(20):66-67.

[3]梁苑.电力工程中的电力自动化技术应用研究[J].通讯世界,2015(06):153-154.

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