石 浩 ，孫文華 ，張 劍

(1.常州供電公司，江蘇常州213000；2.江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇南京211103)

隨著綜合自動化變電站改造工作步伐的不斷推進(jìn)，變電站供區(qū)范圍越來越大，覆蓋用戶越來越廣，為保護(hù)電力生產(chǎn)的安全和避免國家財產(chǎn)的損失，防火救災(zāi)逐漸成為電力生產(chǎn)中重要的課題。同時隨著城市電網(wǎng)的發(fā)展，變電所逐漸技術(shù)升級，部分變電所開始實行無人值班模式[1-5]。傳統(tǒng)的有人值班變電所安裝了消防自動報警系統(tǒng)，可以起到火災(zāi)預(yù)警作用。變電所實行無人值班后，這些消防系統(tǒng)失去了功用。因此，對于無人值班的變電所需要探索建立新的消防模式。文中提出的地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)，基于電力局域網(wǎng)，實現(xiàn)了變電所消防集中監(jiān)控。并進(jìn)一步的提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡(luò)，將火災(zāi)報警接入智能變電站的輔助決策系統(tǒng)的方案。

1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，整個消防集中監(jiān)控管理系統(tǒng)由監(jiān)控計算機、以太網(wǎng)、監(jiān)控終端、火災(zāi)報警控制器組成。火災(zāi)報警控制器主機通過監(jiān)控終端串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備接入局域網(wǎng)，每個監(jiān)控終端串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備需要設(shè)定一個固定的IP地址，監(jiān)控中心的監(jiān)控計算機通過局域網(wǎng)與監(jiān)控終端進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，從而得到火災(zāi)報警控制器主機的各類數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)通信采用TCP/IP協(xié)議，監(jiān)控計算機與每個監(jiān)控終端建立TCP連接，保證數(shù)據(jù)可靠傳輸。以太網(wǎng)可以利用目前的局域網(wǎng)，只需將各變電所內(nèi)的監(jiān)控終端就近接入局域網(wǎng)接入端口，施工方便，投資省，便于擴充。

2系統(tǒng)各組成部分的功能

2.1監(jiān)控終端

監(jiān)控終端接收火災(zāi)自動報警裝置發(fā)出的火警告警信息并將其發(fā)送至監(jiān)控中心。監(jiān)控終端能接受來自監(jiān)控中心的命令，對自身的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。監(jiān)控終端的通信口通過光電隔離后與火災(zāi)自動報警裝置相連，能夠?qū)崿F(xiàn)各種火災(zāi)報警控制器協(xié)議的分析，通信協(xié)議符合公安部《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議》。

1臺監(jiān)控終端有6個通用通信口，3個可用于與3臺不同型號的火災(zāi)自動報警裝置連接，2個可用于與監(jiān)控中心通信，1個用于備用兼調(diào)試。

監(jiān)控終端還具有如下功能：對時功能，通過接收火災(zāi)報警信息中心的對時命令，使終端時間與監(jiān)控中心時間一致；手動報警功能，能將告警信息記錄在本機內(nèi)，確保在掉電情況下不丟失記錄信息；主備電源自動切換功能；自檢功能；聲、光提醒功能，提示監(jiān)控終端的工作狀態(tài)，使變電所運維人員在巡視過程中對設(shè)備工作狀態(tài)一目了然，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備或系統(tǒng)的異常情況[6]。

2.2監(jiān)控管理系統(tǒng)

監(jiān)控管理系統(tǒng)用于對火災(zāi)報警控制器進(jìn)行集中監(jiān)控。監(jiān)控中心計算機與火災(zāi)報警控制器之間的通信采用主動上報和定時輪詢的方式，當(dāng)火災(zāi)報警控制器監(jiān)測到告警信息時，主動發(fā)送到監(jiān)控中心；平時，監(jiān)控中心按照設(shè)置的時間間隔輪詢各個火災(zāi)報警控制器。為了火災(zāi)報警控制器的安全運行，監(jiān)控中心目前只是實時采集各火災(zāi)報警控制器的運行情況，而不對火災(zāi)報警控制器進(jìn)行控制。如果設(shè)備不頻繁告警，每天的通信次數(shù)較少，每次通信的數(shù)據(jù)量較少，小于1k字節(jié)，所以局域網(wǎng)的通信負(fù)擔(dān)較小。

（1）報警功能。監(jiān)控計算機收到報警信息后，通過聲光告警提示監(jiān)控人員，并對報警點進(jìn)行定位，在變電所地理位置圖、樓層圖形以及探測器布局圖中顯示具體的報警對象。監(jiān)控人員根據(jù)不同類型的告警信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告警信息類別，對火災(zāi)報警、設(shè)備故障報警、網(wǎng)絡(luò)中斷等發(fā)出不同的告警音響；根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告警信息的優(yōu)先級別，先提示優(yōu)先級較高的信息，例如對于火災(zāi)報警，優(yōu)先級為最高的緊急告警；報警信息提供多種提示的手段，包括信息提示窗、自動彈出相關(guān)的樓層圖形和文字信息、聲音、語音提示等；根據(jù)需要，可以通過發(fā)送手機短信方式自動向相關(guān)管理人員通告。

（2）安全管理功能。該系統(tǒng)的功能包括操作人員的權(quán)限管理和系統(tǒng)的防病毒能力。操作員的權(quán)限管理是指系統(tǒng)對操作人員設(shè)置登錄密碼和權(quán)限，共分三級，第一級為一般查詢，第二級為操作員，能對系統(tǒng)進(jìn)行操作，但不能修改系統(tǒng)，第三級為系統(tǒng)管理員，可以對系統(tǒng)修改、擴充。系統(tǒng)對操作員的操作過程都記錄在數(shù)據(jù)庫中，以備日后查詢和分析。系統(tǒng)的防病毒能力主要是采用防病毒軟件，并進(jìn)行定期的病毒數(shù)據(jù)的升級。

（3）系統(tǒng)自身運行狀況監(jiān)控功能。系統(tǒng)自身運行狀況監(jiān)控功能包括：對監(jiān)控終端工作狀態(tài)的監(jiān)測；對通信線路工作狀態(tài)的監(jiān)測；對計算機工作狀態(tài)的監(jiān)測。

（4）數(shù)據(jù)庫管理功能。采用標(biāo)準(zhǔn)的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為數(shù)據(jù)庫平臺，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫用于存儲該系統(tǒng)運行的實時數(shù)據(jù)、歷史記錄數(shù)據(jù)、分析結(jié)果數(shù)據(jù)、運行日志、監(jiān)控人員的操作日志以及設(shè)備資料數(shù)據(jù)等。并能根據(jù)信息分類生成各種專用數(shù)據(jù)庫，具有在線查詢、修改、處理、打印等功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)除了向該系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫服務(wù)之外，還向外界提供標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫查詢接口，便于信息共享。

2.3系統(tǒng)的性能指標(biāo)

（1）從火災(zāi)報警主機發(fā)出火警信號到監(jiān)控中心得到火警信息的時間小于15 s。

（2）監(jiān)控中心內(nèi)部計算機設(shè)備的時差不大于2 s，監(jiān)控中心與監(jiān)控終端的時差不大于10 s。

（3）系統(tǒng)可接入的監(jiān)控終端數(shù)量不少于1 000個，并可擴充。

（4）每個終端的告警點數(shù)量不少于65 000個。

3消防集中監(jiān)控管理系統(tǒng)運行維護(hù)

該系統(tǒng)的日常運行維護(hù)主要由變電所運維人員、調(diào)度監(jiān)控人員以及維保單位三方共同承擔(dān)。變電所運維人員將監(jiān)控終端以及站端探測器的運行狀況作為日常的巡視內(nèi)容之一，一旦發(fā)生故障，立即聯(lián)系維修，確保站端設(shè)備的運行正常。調(diào)度監(jiān)控人員負(fù)責(zé)整個監(jiān)控管理系統(tǒng)的監(jiān)控，對系統(tǒng)發(fā)出的告警信息進(jìn)行及時處理，包括火警信息、網(wǎng)絡(luò)中斷信息、監(jiān)控終端異常信息等。維保單位每月一次對系統(tǒng)告警信息進(jìn)行分析整理，對運維和監(jiān)控人員的故障請求快速響應(yīng)。該系統(tǒng)在常州地區(qū)投入運行以來，從根本上促進(jìn)了地區(qū)變電所的消防設(shè)備管理，并對多起火警及時進(jìn)行了預(yù)警，為將火災(zāi)消滅在初期贏得了時間，避免了重大火災(zāi)的發(fā)生。

4智能變電站的接入方案

隨著智能變電站技術(shù)的發(fā)展，將火災(zāi)報警系統(tǒng)接入智能變電站監(jiān)控后臺，實現(xiàn)與變電站電網(wǎng)運行信息的融合是發(fā)展的趨勢，火災(zāi)報警可利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過對外界的感知，構(gòu)建傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡(luò)。在傳感網(wǎng)測控平臺基礎(chǔ)上建立智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像監(jiān)視、安全警衛(wèi)、火災(zāi)報警、主變消防，全面實現(xiàn)變電站智能運行管理，具備“智能監(jiān)測、智能判斷、智能管理、智能驗證”功能。

智能監(jiān)測與輔助控制系統(tǒng)主要由以下部分組成，如圖2所示。系統(tǒng)主要完成以下功能：與集控站控制主機完成自動數(shù)據(jù)交換，接受集控站的命令，完善與變電站綜合自動化設(shè)備的IEC 61850協(xié)議通道；在線監(jiān)測輸變電設(shè)備的運行溫度，如主變套管、穿墻套管等接頭的運行溫度，為狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支撐。

傳感網(wǎng)測控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點和匯聚節(jié)點。傳感器節(jié)點包含了溫濕度傳感節(jié)點、煙霧傳感節(jié)點、水浸傳感節(jié)點等設(shè)備。各傳感節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)經(jīng)匯聚節(jié)點匯聚后上傳至主機。

5結(jié)束語

地區(qū)變電所消防監(jiān)控管理系統(tǒng)超越了傳統(tǒng)的火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的概念，用網(wǎng)絡(luò)管理使分散多處的單獨火災(zāi)自動報警設(shè)備采用計算機技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)有機地融為一體，進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，及早發(fā)現(xiàn)火災(zāi)險情，對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)進(jìn)行更科學(xué)的管理，使之達(dá)到一個新的應(yīng)用水平。該系統(tǒng)在常州供電公司已經(jīng)全面建成，現(xiàn)在所轄地區(qū)所有變電所納入該系統(tǒng)監(jiān)控范圍，

在安全生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。隨著城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的建成，未來將考慮該系統(tǒng)與城市消防遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的連接，達(dá)成與城市消防接出警中心、城市應(yīng)急指揮中心更加高效的聯(lián)動。

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