电力通信机房动力环境监控系统的应用探究

朱勇峰

【摘要】 随着电网的不断升级改造和智能化技术的推广应用，我国的电网建设正逐渐向着信息化和智能化的方向发展。国内各大电网公司的通信网一般覆盖面积广、距离远，需要依靠各通信站点进行联系和调度，通信机房作为通信站点的核心机构，其工作环境、各设备的运行状况以及电源的稳定性直接关系到整个电网的数据通信和平稳运行，因此对各通信机房进行实时、全方位的监控至关重要。针对各通信站点分布广、人员少、设备多的问题，我们采用电力通信机房监控系统予以解决。本文将简单介绍通信机房动力环境监测系统的结构和组成，并依据北京超高压公司通信机房动力环境监控系统这一案例对该系统运行效果加以论述。

【关键词】 通信机房 动力环境监控系统 TCP/IP

北京超高压公司是华北电网公司的直属单位，改建重组后，北京超高压公司负责京、津、冀、晋、蒙、辽六省市的超高压输变电工作，下辖21座500KV变电站，95条500KV线路，通信站点分布广、机房设备多，这对公司的通信机房的动力环境监测工作提出了更高的要求。需要建设一套能够全覆盖、实时监控各通信机房设备运行情况和工作环境的智能化系统。近年，公司的通信机房动力环境监控系统已经建成并发挥作用，此系统完全能够满足电网公司的实时监控、调度需求，能为通信机房的安全、稳定运行提供有力保障。

一、建设通信机房动力环境监控系统的必要性

为提升管理效率，之前北京超高压公司对数据中心和调度系统进行过升级改造，加强了与各地通信机房的联系，但整体效果并不让人满意，值班管理室和调度中心并不能实时掌握各通信机房的情况，遇到突发状况也无法第一时间进行排查和处理。原因主要有以下几个方面，一是各通信机房和调度室之间的联系主要还是依靠电话和视频，调度中心无法全方位了解通信机房的工作环境和设备运行状况；二是通信机房值班人员无法时刻保持高度警惕性，主观上有麻痹大意和偷懒的心理，故意瞒报和假报现场情况；三是通信机房的运行维护大多还是依靠人工，出现故障后，需要先记录再报告，而后提出解决方案，延缓了故障处理时间，影响了供电效率。四是由于人员配置不足，一些偏远机房无法做到时刻有人值守，這是较大的安全隐患，电力通信的安全责任重大，这一问题亟待解决。因此，建设一个智能化、功能强大的监控系统对各变电站和通信机房进行实时、全方位监控，第一时间掌握各通信设备运行状况、工作环境、数据采集等现场情况，并迅速做出反应和处理，迫在眉睫。

二、动力环境监控系统概况

2.1动力环境监控系统组成

监控网络的结构组成主要由使用单位的管理模式所决定，统筹考虑动力环境监控系统兼具监控运行加和护的双重功能，以及未来动力环境系统的发展趋势，现阶段的动力环境监控系统主要由三部分构成：端局监控单元SU（supervision unit）、本地监控中心SC（supervision center）和区域监控站SS（supervision station ）。动力环境监控系统的基本组成单位是监控单元，它运用分布式微机采集控制系统，将前置机和监控模块（SM）通过专用的数据线连接。监控模块直接与通信电源、烟感检测、温湿度检测、载波通信设备等被监控设备相连接，监控模块的主要功能是负责采集被监控设备的各种信息并下达相应控制指令。控制模块将被监控设备的各种告警信息和监控信息传送给前置机，前置机将信息简单处理后，通过相关通信协议再传送给监控站，监控单元上会实时显示各类警报信息和设备运行状态，监控站工作人员可以根据相关信息随时向被监控设备下达控制指令。

监控单元作为动力环境监控系统的基本组成单位，主要负责采集监控信息，并通过专用通信网络传输给监控站。监控站一方面负责监控本区域内的设备运行状况，处理监控单元传送的数据信息，并下达指令，另一方面，监控站还需要将各监控单元收集的所有信息传送给监控中心。监控中心是整个动力环境监控系统的最高权限机构，它能够显示全系统所有设备运行信息，并能对反馈到控制中心的疑难问题进行集中快速处理，直接下达操作指令，而且监控中心还具备对整个动力环境监控系统数据进行综合分析、统计和管理的功能。

2.2系统监控对象

（1）动力供给设备：监控通信电源、变电站等重要设施的运行状态、门禁系统的报警监控。

（2）温湿度监控：通信机房中必须配备相应的温度和湿度检测装备，并通过传感设备将信息传送到监控系统，监控站和监控中心要能实时监控通信机房的温湿度数据，一旦出现超标和异常，第一时间发出报警，记录，并进行相应处理。

（3）通信设备：对载波通信设备进行实时监控，并将数据传送到系统。

（4）空调设备的监控：对通信机房的所有空调设备进行监控，包括空调的实时温度、运行模式和是否正常工作进行监控，当出现运行不正确和关闭异常时，及时报警，并进行操作处理。

（5）现场视频：通过各视频探头对通信机房的工作环境和在场人员进行监控，记录现场情况，提供原始视频资料。

（6）漏水监控：对空调机等重要设备安装漏水报警装置，监控各设备是否漏水，一旦有漏水情况出现及时报警，并通过监控网络传送到系统。

（7）消防监控：通信机房和重要设备场所要安装温度检测机和烟雾报警器，当出现火情或设备事故时，第一时间进行报警，并将情况上传系统，及时处置，避免更大损失。

（8）外围安全监控：在各通信站点的外围安装视频监控，对周边环境和车辆、人员进行实时监控，避免一些人为破坏和不法分子的进入。

三、通信机房中动力环境监控系统的应用

3.1监控系统总体结构

通信机房的动力环境监控系统能对机房内的通信电源、空调设备、蓄电池组、温湿度检测设备、载波通信设备、消防设备等所有设备进行实时全方位监控，具备“遥感”“遥测”“遥控”的功能。通过通信机房的通信传输网络（IP、DDN、无线等）将各设备信息和工作环境情况传送到网络和监控中心。控制中心通过智能化人机界面对所有监控点信息、数据进行分析、处理，下达操作指令。北京超高压公司广域网共分布在京、津、冀、晋、蒙、辽六省市，各主要通信站点的数据网络均已接入广域网，动力环境监控系统在北京设立服务器核心站点，各地市的通信站均设立一个监控子站，六省市共计56个监控子站通过广域网连接服务器，各重点地区设立一个远程监控站，15个监控站均具有服务器访问权限，可查看本地区所有监控信息、数据。通信机房动力环境监控系统主要由三部分构成：一是前端数据采集设备，包括各类传感器、适配器、监控模块、协议转换器等，主要负责信息的采集工作，二是通信传输设备，包括接口转换设备、载波通信设备、通信电源等，可实现将采集信息转换为IP数据。三是监控中心设备，包括数据服务器、交换机、磁盘列阵等，监控中心还需安装相应管理软件，实现对各通信机房的的图形化管理，此外，每个监控站点都具有一个独立IP，监控中心可以根据此IP地址，单独访问任何一个通信站点，对通信站点所有信息数据进行调取和处理。

3.2各通信机房的构成

各通信机房中，建立一个基于TCP/IP的现场监控平台，以便对机房内工作环境、通信设备、电源进行集中监控，整合串口和协议，每个通信机房都要安装一台主服务器，服务器对各被监控设备数据进行集中存储，既可对现场数据进行采集存储，也可对历史数据进行查看调取，还具有对单个数据和独立设备进行分类存储的功能。每台监控设备都要设有一个独立IP，相应管理人员可通过IP地址，利用IE浏览器随时随地登录系统，查看管理设备的运行情况，实现远程操控。当通信机房出现报警信息和异常时，系统会自动记录行现场情况和数据，并上传网络，设备管理人员和控制中心会第一时间查看警情并处理，也可在日后在警记录中对现场情况进行分析总结，提高管理效率。

3.3监控系统应用效果

通信机房动力环境监控系统的安装，使北京超高压公司对每个通信机房的现场情况都了如指掌，不仅使设备的安全性得到提高，而且使通信机房的管理得到了加强。具体成效有以下几个方面：（1）管理效率得到了提升。动力环境监控系统弥补了通信机房管理上的漏洞，使公司能全方位掌握各通信机房运行状况，对公司进一步完善通信机房规章制度和标准化工作提供了保障和支持。（2）设备安全得到提升。监控系统的安装使得设备运行状况能时刻反馈到控制中心，另一方面，门禁系统和监控视频使得闲杂人等不能随意进入机房和操作設备，避免人为因素造成设备安全隐患。（3）节省人力。动力环境监控系统最大的好处是解决了基层通信机房人员不足的问题，节省了通信站点值守人员、巡检人员的工作量，节省人力成本，降低工作强度。（4）大数据分析。动力环境监控系统能对所有通信机房的原始数据进行采集和存储，有助有统计分析，建立大数据库。

四、结论

基于TCP/IP网络建立的通信机房动力环境监控系统既解决了通信机房管理的问题，又使通信机房运行的安全性得到提高，此系统不仅可靠性高，而且具有较好的兼容性，扩容仅需要添加连接相关设备和传感器到广域网。北京超高压公司运用动力环境监控系统实现了对京、津、冀、晋、蒙、辽六省市通信机房的统筹管理，为超高压公司安全、稳定运行提供了有力保证。动力环境监控系统适合在电力系统各公司进行推广应用。

参 考 文 献

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