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第1篇：變電站網(wǎng)絡安全監(jiān)測范文

【關(guān)鍵詞】綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)；運維管理；研究

0.概述

當前，電力能源在人類的生活中占有著重要的地位，電力供電需求也越來越大，導致用電方面的矛盾相對凸顯。變電站作為整個電網(wǎng)輸配電調(diào)度體系中最重要的環(huán)節(jié)，同樣面臨著調(diào)度智能化及信息化不斷提升需求，為了保證變電站的調(diào)度及信息系統(tǒng)的正常運行及維護電網(wǎng)的正常工作，大多數(shù)電網(wǎng)企業(yè)均依托信息化手段建設了變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，有效的保證變電站電力資源的高效調(diào)度。在目前的現(xiàn)實應用中，變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)管理也是架構(gòu)信息化電力系統(tǒng)管理的基礎(chǔ)平臺。任何一個系統(tǒng)，都具有其優(yōu)點，也存在一定的缺點，對于變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)而言，同樣存在一定的問題需要進行及時的發(fā)現(xiàn)并維護，才能保證系統(tǒng)的高效運行。為了有效的推動電力系統(tǒng)的運行，加強變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的運行維護管理，是電力系統(tǒng)設備管理研究中必不可少的重要部分。

在某電網(wǎng)供電局的變電站運行體系中，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)作為變電站各類應用系統(tǒng)正常運行的網(wǎng)絡基礎(chǔ)，承載著該局下轄的100多座變電站的生產(chǎn)管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)、軟交換系統(tǒng)、變電站各類在線監(jiān)測系統(tǒng)、圖像監(jiān)控系統(tǒng)等應用系統(tǒng)的業(yè)務流量；每個變電站都配備了綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡交換機，用于接入并傳輸各變電站應用系統(tǒng)流量，這些變電站的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)流量均匯聚至供電局變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的核心設備，這些變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)在運的交換機設備均已過保。如變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)出現(xiàn)故障，必須及時檢查處理，消除缺陷。為確保該供電局變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的正?？煽窟\行，必須對變電站網(wǎng)絡開展維保，本文將以該局情況為例，對電網(wǎng)企業(yè)變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理中存在的問題進行探討。

1.電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的特點

電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)主要由電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)和電力綜合業(yè)務數(shù)據(jù)網(wǎng)兩個獨立的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡構(gòu)成。在電力行業(yè)的信息化管理服務中，電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡是主要的傳輸網(wǎng)絡。它包含著以下幾個方面的特點：

1.1網(wǎng)絡覆蓋廣

在信息化時代，對于電力企業(yè)而言，設備管理水平對相關(guān)的信息技術(shù)和信息管理系統(tǒng)完善的依賴變得越來越強。綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)作為信息化系統(tǒng)的基礎(chǔ)，能夠及時將電力系統(tǒng)內(nèi)各廠站、收費廳和變電站等生產(chǎn)營業(yè)場所的數(shù)據(jù)進行傳輸，保證系統(tǒng)實現(xiàn)真正的信息化，其網(wǎng)絡覆蓋面將會越來越廣。

1.2設備管理智能化

在電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)中，對設備管理實現(xiàn)了智能化。在智能化條件下，設備管理人員只需要觀察相關(guān)設備的性能參數(shù)的變化，就能對設備的情況進行有效的掌握，當設備發(fā)生故障時，系統(tǒng)也會自動的給出預警信息并進行相應的處置，使得設備管理人員能及時對故障采取排除措施。

1.3網(wǎng)絡運維要求高

對于該局而言，在電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)中，網(wǎng)絡的安全性要求較高，必須要采取加強網(wǎng)絡安全性的措施，對網(wǎng)絡潛在的安全隱患及時發(fā)現(xiàn)并消除，提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性、可靠性和安全性，這就需要運維人員做好相應變電站和供電所現(xiàn)場設備巡檢與運維工作；保證網(wǎng)絡設備24小時不間斷的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)生產(chǎn)MIS業(yè)務不中斷。同時要求對網(wǎng)絡故障及時響應，保障人員及備件能及時到位，保證網(wǎng)絡系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，能在最短時間內(nèi)得到恢復。如此高的要求也是變電站系統(tǒng)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡運維的主要特點之一。

2.影響綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理的因素

在電力企業(yè)的發(fā)展中，根本的原則是要保證電力設備能夠安全高效的運行。對于供電局變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡管理而言，只有實現(xiàn)對綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的高效運維管理，才能有效的保證電力設備的安全高效運行。運維管理主要是在規(guī)劃管理的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有的電力和網(wǎng)絡信息技術(shù)手段，對網(wǎng)絡設備進行適當?shù)呐渲?，提高設備的生產(chǎn)利用水平，這樣才能促進企業(yè)的發(fā)展。結(jié)合目前供電局變電站的運行情況，對影響綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理工作水平的因素進行分析，主要有如下幾個方面的制約：

2.1技術(shù)管理手段不強

目前，由于電力企業(yè)的變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡覆蓋的范圍都是以單個站點為單位，網(wǎng)絡設備的數(shù)量與日增多，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也越來越復雜。

此供電局所轄100多座變電站的本地局域網(wǎng)分別通過地區(qū)泰科、華為光環(huán)網(wǎng)和租用運營商2M鏈路的方式接入到供電局局域網(wǎng)，在供電局大樓傳輸機房落地后，匯入供電局變電站網(wǎng)絡匯聚層交換機。變電站所使用的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)交換機并沒有統(tǒng)一設備類型，并且承載流量的傳輸網(wǎng)絡也不是同一種技術(shù)和設備，隨著變電站接入的設備及業(yè)務類型不斷增多，使得綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)承載的網(wǎng)絡流量不斷增大，整個網(wǎng)絡不斷復雜化。以上因素都會導致綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)絡運維管理難度直線上升。而實際上由于缺乏有效的技術(shù)手段做支撐，僅僅依靠有限的管理人員進行運維管理，使得管理水平?jīng)]有達到相應的高度，導致運維管理效果較低。

2.2管理人員技術(shù)力量不足

在該局的電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡運行維護中，需要針對該局所轄的變電站、集控站的生產(chǎn)MIS接入交換機進行分片區(qū)巡視檢查工作，確保設備及系統(tǒng)運行正常。主要工作包括：

（1）對設備進行日常硬件檢查。

（2）查看設備日志，發(fā)現(xiàn)設備潛在問題，并及時解決。

（3）記錄設備CPU和設備內(nèi)存利用率，以及時發(fā)現(xiàn)設備或網(wǎng)絡潛在的問題。

（4）檢查設備端口可用性和設備指示燈的正常性。

（5）檢測設備運行狀況，及時解決因設備故障而導致的業(yè)務中斷。

（6）檢查MIS生產(chǎn)業(yè)務的可用性，確保業(yè)務運行正常。

（7）檢查設備的上行鏈路狀態(tài)，保證上行鏈路可用。

（8）檢查設備基本配置是否完整可靠并備份。

（9）確保設備安全，及時發(fā)現(xiàn)、處理設備故障和隱患，保障現(xiàn)場生產(chǎn)的穩(wěn)步運行。

（10）網(wǎng)絡系統(tǒng)運行中如發(fā)現(xiàn)問題及時做相應處理，保證網(wǎng)絡系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

以上工作都是電網(wǎng)企業(yè)變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理工作的內(nèi)容，要想將如此繁多的運行維護內(nèi)容做好，不僅需要具備全面的管理人才，而且還需要大量擁有相關(guān)知識的技術(shù)人員才能實現(xiàn)。但是在實際的運維工作中，由于人員的流動性較大，專業(yè)素養(yǎng)水平高的運維管理人員和水平高的技術(shù)人員幾乎不存在，導致在運維工作的開展中，運維人員數(shù)量不足、管理人員素質(zhì)不高和運維人員技術(shù)水平并不牢固，導致運維管理工作并沒有取得重要發(fā)展，更談不上運維工作水平有效提升，運維工作沒有得到很好的開展。

2.3數(shù)據(jù)信息分享平臺欠缺

在信息化管理中，最重要的就是工作人員對于電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)信息要及時掌握，因此，需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的分享，才能保證彼此能夠高效協(xié)作，更好的完成整個電力綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的管理。在電力企業(yè)綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)日常運維工作中，需要通過建設統(tǒng)一信息平臺，實時最新綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運行情況拓撲圖，并提供自助網(wǎng)絡測試等功能，進而為綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運行維護提供有效的信息數(shù)據(jù)，進而形成透明化的整體網(wǎng)絡運維管理，促進綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的運維與管理，但現(xiàn)階段并沒有功能完善的數(shù)據(jù)信息分項平臺。

3.綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理的發(fā)展前景

3.1加強技術(shù)管理手段

在變電站綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理工作的發(fā)展中，通過技術(shù)手段的改善，提升綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的運維管理效率，是一個十分重要的步驟。如部署網(wǎng)絡流量監(jiān)控設備能及時觀察網(wǎng)絡性能的好壞，對綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡流量進行有效控制，確保網(wǎng)絡穩(wěn)定、高效的運行。尤其是對綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)的設備互聯(lián)端口進行流量監(jiān)控，能幫助判斷網(wǎng)絡故障及網(wǎng)絡安全等狀況，進而使得運維工作人員及時采取有效的技術(shù)手段進行管控，保證整個電力數(shù)據(jù)網(wǎng)絡正常工作，促進網(wǎng)絡管理水平的提升。

3.2加強綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維人員的素質(zhì)培養(yǎng)

結(jié)合平時在綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維工作中出現(xiàn)的人員技術(shù)力量不足的問題，可以采取相關(guān)的拓展培訓課程，依據(jù)運維工作的實際需要對運維人員進行培訓，具體的培訓內(nèi)容應從網(wǎng)絡基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)分析以及電力專業(yè)知識等方面入手，使他們首先能認清電力供應正常的重要性，加強自己思想方面的重視。其次，應積極學習專業(yè)知識，提升使用和維護系統(tǒng)的能力，積極提升他們的實際工作水平，使他們能很快適應日益更新的電力通信系統(tǒng)，促進綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維管理工作水平的提升。

3.3加強信息共享措施

在綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維工作中，積極利用其它方面的信息，整合數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，建設專門的數(shù)據(jù)信息的分享平臺，實時的綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運行情況的拓撲圖，使得這些數(shù)據(jù)信息能夠保證電力的正常運行，同時，也能促進相關(guān)的運維人員對網(wǎng)絡進行有效的維護。

4.總結(jié)

對于變電站而言，綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維工作水平的效率，對于變電站的電力供應和調(diào)節(jié)工作有著決定作用。因此，相關(guān)運維人員應積極認識運維工作的重要性，采取有效的措施提升綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)運維工作水平，促進電力信息化水平的進一步提升。

【參考文獻】

[1]谷明英，張雁，魏明海.陜西電力通信網(wǎng)運維管理模型研究[J].電力系統(tǒng)通信，2012，05：70-75.

第2篇：變電站網(wǎng)絡安全監(jiān)測范文

關(guān)鍵詞 智能變電站；IEC61850標準；智能電子設備；虛擬局域網(wǎng)；網(wǎng)絡架構(gòu)

中圖分類號 TU973 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-（2012）092-0217-01

智能變電站把傳統(tǒng)變電站的所有信息采集、傳輸、處理、輸出過程由過去的模擬量信息全部轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信息，并建立相應的通訊網(wǎng)絡和系統(tǒng)。智能變電站的主要特點是智能化的一次設備和網(wǎng)絡化的二次設備以及自動化的運行管理系統(tǒng)。智能變電站內(nèi)各種智能電子設備（IED）通過網(wǎng)絡系統(tǒng)相互連接，通訊網(wǎng)絡架構(gòu)是智能變電站自動化系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。實現(xiàn)智能變電站要求通訊網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)準確、可靠、快速。

1 IEC61850標準對通訊網(wǎng)絡的要求

為規(guī)范不同電子設備制造商之間的接口，提高互操作性，IEC61850標準體系按照變電站自動化所要完成的控制、監(jiān)視、繼電保護三大功能從邏輯上把智能變電站系統(tǒng)分為三層，即站控層、間隔層、過程層。過程層主要完成開關(guān)量輸入輸出、模擬量采樣和控制命令的發(fā)送等與一次設備相關(guān)的功能。間隔層的功能主要是利用本間隔的數(shù)據(jù)對本間隔的一次設備產(chǎn)生作用，如線路保護等。站控層的功能主要是利用各個間隔或全站的信息對多個或全站的一次設備發(fā)生作用，如母線保護或全站范圍內(nèi)的閉鎖等；以及與遠方控制中心、工程師站及人機界面通信等。

2 IEC61850標準中的過程總線組網(wǎng)方案

針對過程總線數(shù)據(jù)流要求及可靠性要求不同，IEC61850標準中列舉了4種基本方案，可以根據(jù)不同場合、不同需求參考這些方案做出選擇。

在方案1中，每個間隔有其自身的總線段，同時還裝設一個獨立的全站范圍的總線以連接各間隔的總線段。面向間隔組網(wǎng)方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)清晰、易于維護，缺點是需要安裝較多的交換機和路由設備，成本較高。該方案適用于220 kV及以上系統(tǒng)以及重要間隔。

方案2中每個間隔總線段覆蓋了多個間隔。當IED的安裝位置處于多個傳感器安裝位置的中心時，從高壓端到IED的光纖傳輸距離最短。另外，220 kV雙母線接線多采用母線PT，該PT可以供多個間隔共用，從而節(jié)省了PT的安裝數(shù)量。

方案3是一種全站單一總線方案，所有設備都與該總線連接。該方案的優(yōu)點是節(jié)省了交換機，成本較低；缺點是系統(tǒng)可靠性差，需要較高的總線速率。該方案適用于網(wǎng)絡負載較輕、實時性要求不高的中、低壓系統(tǒng)。

方案4中的總線段是按照保護區(qū)域來設置的，其突出優(yōu)點是總線段之間的數(shù)據(jù)交換量最小。

3 變電站總線的基本組網(wǎng)方案

采用該方案時，位于間隔層的IED設備需要2套以太網(wǎng)接口，分別接入過程總線和變電站總線。優(yōu)點是通訊結(jié)構(gòu)清晰，網(wǎng)絡負荷容易控制，缺點是IED設備必須驅(qū)動2套以太網(wǎng)絡接口，硬件設計及軟件編程較難控制。

4 通信網(wǎng)絡架構(gòu)的實際應用

4.1 過程層信息傳輸對網(wǎng)絡的要求及對策

過程層交換的信息主要有兩類：1）周期性的采樣值信號，它可以允許網(wǎng)絡中有少量的丟包，但是必須做到數(shù)據(jù)的實時和可靠。2）由事件驅(qū)動的開入開出信號，如分布式系統(tǒng)下各設備間狀態(tài)信息、互鎖信息的相互交換和智能設備狀態(tài)信息的等，該信息不僅對數(shù)據(jù)傳輸實時性要求高，同時可靠性也要求高，不允許這種信息在網(wǎng)絡傳輸過程中丟失。

智能操作箱是相對傳統(tǒng)操作箱而言的，利用以太網(wǎng)發(fā)送跳閘、合閘、閉鎖命令（執(zhí)行器），將其安裝在開關(guān)附近，可實現(xiàn)用過程總線對開關(guān)進行控制。擴展故障檢測功能，即狀態(tài)監(jiān)測、分析診斷和故障預測，通過增加相應的溫度、壓力等傳感器，將裝置的當前狀態(tài)傳到控制器，就可以根據(jù)設定的判據(jù)進行故障診斷和處理。

4.2 快速以太網(wǎng)及交換技術(shù)發(fā)展帶來的技術(shù)優(yōu)勢

當過程層IED設備很多時，過程總線的網(wǎng)絡負荷會很重，現(xiàn)代高速千兆以太網(wǎng)交換機可以容許更大的網(wǎng)絡負荷。當網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)流越來越大時，數(shù)據(jù)沖突會呈指數(shù)增長，為降低沖突的機率，虛擬局域網(wǎng)（VLAN）技術(shù)能提供更好的解決辦法

由VLAN的特點可知，一個VLAN內(nèi)部的廣播和單播流量都不會轉(zhuǎn)發(fā)到其它VLAN中，從而有助于控制流量、減少設備投資、簡化網(wǎng)絡管理、提高網(wǎng)絡的安全性。VLAN除了能將網(wǎng)絡劃分為多個廣播域，從而有效地控制廣播風暴的發(fā)生，以及使網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)變得非常靈活的優(yōu)點外，還可以用于控制網(wǎng)絡中不同節(jié)點之間的互相訪問。

4.3 實際應用的通信網(wǎng)絡架構(gòu)方案

站內(nèi)通信網(wǎng)絡采用以太網(wǎng)技術(shù)，通信體系采用IEC61850架構(gòu)，以取代大量傳統(tǒng)硬接線。站內(nèi)網(wǎng)絡拓撲采用雙星型結(jié)構(gòu)，通信介質(zhì)使用100M光纖以太網(wǎng)，組網(wǎng)方式為VLAN虛擬以太網(wǎng)。

為保證可靠性，保護網(wǎng)絡與測控、計量網(wǎng)絡分開，針對保護和監(jiān)控分別配置合并單元，保護信息通過保護通信管理單元接入主站。配備工業(yè)級以太網(wǎng)交換機，冗余方面盡可能利用網(wǎng)絡設備本身能提供的功能。

5 結(jié)論

采用合并的變電站總線，在較小規(guī)模（10條線路）變電站系統(tǒng)中，100 M快速以太網(wǎng)交換機能夠滿足通信網(wǎng)絡要求，可以通過劃分VLAN降低網(wǎng)絡負荷，改善網(wǎng)絡安全。如果變電站系統(tǒng)的網(wǎng)絡規(guī)模較大，可以采用1000 M以太網(wǎng)交換機，全部端口通過光纖連接，也可以滿足網(wǎng)絡實時性、可靠性的要求。

為保證可靠性，還可以利用VLAN技術(shù)將保護相關(guān)的網(wǎng)絡與測控、計量的網(wǎng)絡分開，避免數(shù)據(jù)沖突。采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機能從網(wǎng)絡交換本身提高網(wǎng)絡的可靠性。對可靠性要求特別高的情況下，還可以考慮用兩套網(wǎng)絡，各自獨立，實現(xiàn)冗余和備份。

參考文獻

[1]IEC61850， Communication networks and systems in substations[S].2003.

[2]殷志良，劉萬順，楊奇遜等.基于IEC61850標準的過程總線通信研究與實現(xiàn)（Research and implementation of the communication of process bus based on IEC61850）[J].中國電機工程學報 （Proc.CSEE），2005，25（8）：84-89.

第3篇：變電站網(wǎng)絡安全監(jiān)測范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化變電站；自動化；發(fā)展

1、數(shù)字化變電站的特征

1．1 智能化的一次設備。一次設備被檢測的信號回路和被控制的操作驅(qū)動回路采用微處理器和光電技術(shù)設計，簡化了常規(guī)機電式繼電器及控制回路的結(jié)構(gòu)，數(shù)字程控器及數(shù)字公共信號網(wǎng)絡取代傳統(tǒng)的導線連接。換言之，變電站二次回路中常規(guī)的繼電器及其邏輯回路被可編程序代替，常規(guī)的強電模擬信號和控制電纜被光電數(shù)字和光纖代替。

1．2 網(wǎng)絡化的二次設備。變電站內(nèi)常規(guī)的二次設備，如繼電保護裝置、防誤閉鎖裝置、測量控制裝置、遠動裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制、同期操作裝置以及正在發(fā)展中的在線狀態(tài)檢測裝置等全部基于標準化、模塊化的微處理機設計制造，設備之間的連接全部采用高速的網(wǎng)絡通信，二次設備不再出現(xiàn)常規(guī)功能裝置重復的I／O現(xiàn)場接口，通過網(wǎng)絡真正實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、資源其享，常規(guī)的功能裝置在這里變成了邏輯的功能模塊。

1．3 自動化的運行管理系統(tǒng)。變電站運行管理自動化系統(tǒng)應包括電力生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)、狀態(tài)記錄統(tǒng)計無紙化；數(shù)據(jù)信息分層、分流交換自動化；變電站運行發(fā)生故障時能即時提供故障分析報告，指出故障原因，提出故障處理意見；系統(tǒng)能自動發(fā)出變電站設備檢修報告，即常規(guī)的變電站設備“定期檢修”改變?yōu)椤盃顟B(tài)檢修”。

2、數(shù)字化變電站系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在物理上可分為兩類：智能化一次設備和網(wǎng)絡化二次設備。在邏輯結(jié)構(gòu)上可分為三個層次，據(jù)IEC 61850 通信協(xié)議草案定義，這三個層次分別為“過程層、間隔層、站控層”。各層次內(nèi)部及層次之間采用高速網(wǎng)絡通信。

2．1 過程層。過程層就是一次與二次設備相互聯(lián)系的層面。過程層的主要功能分三類：運行實時的電氣測量；運行設備的參數(shù)檢測；操作控制執(zhí)行與驅(qū)動。

（1）運行實時的電氣測量。主要是電流、電壓、相位以及諧波分量的檢測，其他電氣量如有功、無功、電能量可通過間隔層的設備運算得出。與常規(guī)方式相比所不同的是傳統(tǒng)的電磁式電流互感器、電壓互感器被光電電流互感器、光電電壓互感器取代；采集傳統(tǒng)模擬量被直接采集數(shù)字量所取代，這樣做的優(yōu)點是抗干擾性能強，絕緣和抗飽和特性好，開關(guān)裝置實現(xiàn)了小型化、緊湊化。

（2）運行設備的參數(shù)檢測。需要檢測參數(shù)的主要設備有變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、電容器以及直流電源系統(tǒng)。在線監(jiān)測的主要內(nèi)容有溫度、壓力、密度、絕緣、機械特性以及工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

（3）操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動。操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動包括變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制，電容、電抗器投切控制，斷路器、刀閘合分控制，直流電源充放電控制。過程層的控制執(zhí)行與驅(qū)動大部分是被動的，即按上層控制指令而動作，在執(zhí)行控制命令時具有智能性，能判別命令的真?zhèn)渭捌浜侠硇?，還能對即將進行的動作精度進行控制，能使斷路器定相合閘，選相分閘，在選定的相角下實現(xiàn)斷路器的關(guān)合和開斷，要求操作時間限制在規(guī)定的參數(shù)內(nèi)。

2．2 間隔層。間隔層設備包括間隔對象配置的保護測控裝置、計量裝置以及接入其它智能設備的規(guī)約轉(zhuǎn)換設備。所有保護測控都是基于標準化、模塊化處理系統(tǒng)，要求所有信息上傳均能按照IEC 61850協(xié)議建模并且支持智能設備的通信接口功能：(1)匯總本間隔過程層實時數(shù)據(jù)信息；(2)實施對一次設備保護控制功能；(3)實施本間隔操作閉鎖功能；(4)實施同期操作及其他控制功能；(5)對數(shù)據(jù)采集、統(tǒng)計運算及控制命令的發(fā)出，具有優(yōu)先級別控制。

2．3 站控層。由變電站監(jiān)控系統(tǒng)、遠動系統(tǒng)、防誤閉鎖系統(tǒng)、保護信息管理系統(tǒng)、電量遠傳系統(tǒng)、安防監(jiān)視系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)并結(jié)合燈光遙控等系統(tǒng)進行整合。各系統(tǒng)均以網(wǎng)絡通信方式接入間隔層網(wǎng)絡，設置網(wǎng)絡防火墻及網(wǎng)絡物理隔離裝置，經(jīng)專用網(wǎng)絡向相關(guān)部門傳送數(shù)據(jù)。站控層設備與間隔層設備之間采用IEC 61850協(xié)議通信。

3、數(shù)字化變電站應用中存在的問題

目前光電/電子式互感器的生產(chǎn)廠家數(shù)量有限，產(chǎn)品可選型號相對較少，部分高電壓等級的電流互感器變比較大，使得TA的輸出精度無法滿足要求，給變電站的計量、保護都帶來一定的負面影響，不能滿足現(xiàn)場運行需要。

由于光電/電子式互感器本身的結(jié)構(gòu)特點和工作方式，導致互感器的角差、比差現(xiàn)場試驗難以進行，甚至極性試驗也無法開展，只能等到設備投運帶電后，才能檢驗接線的準確性。另外，光電/電子式互感器的局放試驗、伏安特性試驗的試驗方法和標準也與常規(guī)設備有很大的區(qū)別，這都需要設備廠家和運行主管單位專門制定。

數(shù)字化變電站保護校驗相對復雜，在變電站運行的條件下對部分間隔保護校驗的難度很大，目前的常規(guī)繼電保護校驗裝置無法提供數(shù)字化保護所需的電流量和電壓量，因為電流量和電壓量必須經(jīng)過合并器才能進入保護裝置，而要完成試驗必須自帶合并器提供模擬試驗中的電流量和電壓量，要完成母差保護這類需要大量電流電壓量的保護校驗便顯得尤為困難。

IEC61850通信協(xié)議本身并未對變電站網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性做任何規(guī)定，同時協(xié)議本身的開放性和標準性給變電站的網(wǎng)絡安全帶來重大隱患。要做到二次系統(tǒng)信息的保密性、完整性、可用性和確定性，符合二次系統(tǒng)安全防護的要求，是自動化廠家仍需考慮和完善的技術(shù)環(huán)節(jié)。雖然目前已投運的變電站采取了防火墻、分層分區(qū)隔離等手段進行防護，但防護的效果仍有待時間的考驗。

4、數(shù)字化變電站的未來發(fā)展

國際上數(shù)字化變電站的研究已從實驗室階段進入實際工程應用階段，我國已建成了一些數(shù)字化變電站示范站。部分省電力公司已開展了數(shù)字化變電站的研究工作，在解決了通信網(wǎng)絡關(guān)鍵問題后，數(shù)字化變電站將是我國變電站技術(shù)的發(fā)展方向。同時，目前國內(nèi)廠家已能提供全套數(shù)字化變電站所需的二次設備，可完全實現(xiàn)二次設備國產(chǎn)化；一次智能化設備，目前在國內(nèi)市場的推動下和二次廠家配合下已能提供全套智能化的一次設備。通過各電力公司和國內(nèi)多個廠家的不懈努力，具備建設完全擁有自主創(chuàng)新、自主知識產(chǎn)權(quán)的全面數(shù)字化變電站，提高了電力系統(tǒng)的經(jīng)濟性、可靠性和自動化水平。隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)和變電站與國際標準的接軌，數(shù)字化變電站自動化系統(tǒng)得到蓬勃發(fā)展的時代也為期不遠了。

結(jié)束語

數(shù)字化變電站綜合自動化系統(tǒng)的實現(xiàn)，推動了電網(wǎng)自動化技術(shù)的進一步發(fā)展。數(shù)字化變電站的發(fā)展說明了數(shù)字化技術(shù)正從變電站的二次設備向一次設備延伸，這將對變電站的自動化運行和管理帶來深遠的影響，使新技術(shù)的應用能有機地結(jié)合電網(wǎng)的發(fā)展，未來在數(shù)字化變電站應用技術(shù)成熟的基礎(chǔ)上將標志著新一代數(shù)字化電網(wǎng)的實現(xiàn)。

參考文獻

[1]高翔,張沛超.數(shù)字化變電站的主要特征和關(guān)鍵技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù),2006.

[2]葛榮良.數(shù)字化變電站技術(shù)與應用.上海電力,2006.

第4篇：變電站網(wǎng)絡安全監(jiān)測范文

作者：Xia Hualin，Wei Haiping，Shi Yuanbo，Li Wei，Zhang Na

摘要：針對石化企業(yè)各種設備溫度、壓力以及可燃氣體和有毒氣體的監(jiān)測點的設置范圍，報警值的設定等，對石化企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境進行監(jiān)測。給出基于石化企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境的模型建立，并對已測出的環(huán)境數(shù)據(jù)進行學習和分析，通過與環(huán)境標準的比對，給出預警的結(jié)果，從而提高企業(yè)生產(chǎn)的安全性。

關(guān)鍵詞：環(huán)境監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡預警安全性

中圖分類號：TP393.4文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）11-0000-00

Abstract：For petrochemical enterprises of all kinds of equipment temperature， pressure and combustible gas and toxic gas monitoring point of the setting range， the setting of the alarm value， the petrochemical enterprise production environment monitoring. The model of wireless sensor network environment based on the production environment of petrochemical enterprise is presented， and the results are given to improve the safety of production.

Key words：Environmental Monitoring； Wireless Sensor Network； Early warning； Security

石油石化產(chǎn)業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，其又好又快的發(fā)展對我國經(jīng)濟發(fā)展至關(guān)重要。從生產(chǎn)的安全性方面看，石油石化工業(yè)具有高溫高壓設備多、危險品多的特點。如果發(fā)生安全事故，不但會造成重大經(jīng)濟損失，而且還可能對人們的生命安全和環(huán)境安全造成重大危害。以撫順石化為例，近幾年來由于生產(chǎn)設備問題引起了多起安全事故，所帶來的損失不計其數(shù)。目前我國大部分的石化企業(yè)均采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)，監(jiān)測的靈活性和線路的維護均是困擾石化企業(yè)安全的問題。2012年以來，在傳感技術(shù)、云計算和移動互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的推動下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已逐漸應用于各個領(lǐng)域[1]。針對石化企業(yè)其高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、生產(chǎn)連續(xù)性和自動化程度高的特點，在生產(chǎn)流程的關(guān)鍵裝置、儲油罐區(qū)、輸油管線的周邊部署監(jiān)測點，通過各類傳感器采集空氣中化學成分濃度的改變以及監(jiān)測點周邊的溫度、壓力等因素的改變，同時，通過視頻監(jiān)控采集現(xiàn)場實時畫面，把所有數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，應用智能算法和環(huán)境評價方法，對生產(chǎn)環(huán)境進行評價，從而達到對生產(chǎn)環(huán)境的安全狀況進行預警、報警，為安全生產(chǎn)提供保障。

1 石油石化企業(yè)安全監(jiān)測目標

目前，我國石化企業(yè)在各個重要的生產(chǎn)及安全環(huán)節(jié)上均配置了多種監(jiān)測設備，如壓力監(jiān)測設備、溫度監(jiān)測設備、流量監(jiān)測設備、液位監(jiān)測設備以及各類特種氣體監(jiān)控設備。這些設備重要對生產(chǎn)過程中的各類生產(chǎn)參數(shù)進行監(jiān)控，當參數(shù)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象時需及時補償設備，并及時預警。這些設備往往分別配置于不同工況的各個系統(tǒng)下，包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)測系統(tǒng)計量系統(tǒng)、火災監(jiān)測系統(tǒng)等。在實現(xiàn)硬件實現(xiàn)上多以傳感器經(jīng)由通信擴展器直接連接在PLC控制器上然后由中央控制器實現(xiàn)集中控制，設備部署如圖1所示[2]。

但往往各個系統(tǒng)只是對數(shù)據(jù)進行單一的管理，缺乏整合，并且數(shù)據(jù)采集缺乏靈活性，在系統(tǒng)和數(shù)據(jù)維護上不方便，預警能力差。因此，對于石油石化生產(chǎn)工況來說需要搭建基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)的建設目標為：

（1）可燃氣體傳感器，壓力傳感器、溫度傳感器以及其他數(shù)據(jù)采集設備的開發(fā)和應用方法；（2）長距離，大范圍，集成多種異構(gòu)設備的物聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建方法；（3）采集影響環(huán)境各因素的傳感器數(shù)據(jù)，把所有數(shù)據(jù)通過物聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，經(jīng)過數(shù)據(jù)融合后，實時動態(tài)感知環(huán)境現(xiàn)狀。根據(jù)生產(chǎn)標準的環(huán)境閾值，對異常情況自動報警，并能部分實施閉環(huán)操作，啟動預防設備，確保廠區(qū)生產(chǎn)、生活安全；（4）開發(fā)上層數(shù)據(jù)處理和管理軟件系統(tǒng)。把煉廠環(huán)境以及設備狀態(tài)以比較直觀的方式呈現(xiàn)給用戶，同時在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存記錄，用戶可以通過各種終端設備遠程登錄管理系統(tǒng)，實時監(jiān)控各種安全情況。

2 環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)設計

為解決有線網(wǎng)絡所帶來的布線及維護的麻煩，在該系統(tǒng)中采用無線傳感器網(wǎng)絡，傳感器采集環(huán)境數(shù)據(jù)。通過各類傳感器采集空氣中化學成分濃度的改變以及監(jiān)測點周邊的溫度、壓力、濕度等因素的改變，同時，通過視頻監(jiān)控采集現(xiàn)場實時畫面。所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)由無線網(wǎng)絡傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，在數(shù)據(jù)中心進行處理。數(shù)據(jù)中心采用DCS系統(tǒng)統(tǒng)一對系統(tǒng)進行控制，系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

3 環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

系統(tǒng)實現(xiàn)采用DotNet技術(shù)平臺，SQLServer數(shù)據(jù)庫為軟件和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具，ZigBee標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議為通信開發(fā)協(xié)議。系統(tǒng)主要實現(xiàn)了登入模塊，系統(tǒng)主界面模塊，系統(tǒng)設置模塊，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示模塊，歷史數(shù)據(jù)查詢模塊，數(shù)據(jù)分析模塊，實時預警模塊。系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。系統(tǒng)各模塊實現(xiàn)如圖4所示。

4 環(huán)境安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分析

系統(tǒng)將歷史采集的數(shù)據(jù)按照采樣周期進行存儲，并按照月份進行分析，分析結(jié)果應用智能算法和環(huán)境評價方法，用來為系統(tǒng)提供學習和安全性分析。分析結(jié)果如圖5所示。

5 結(jié)語

物聯(lián)網(wǎng)作為一種新興的技術(shù)與概念，在各行各業(yè)都有著極其廣闊的應用和不可比擬的優(yōu)勢[3]。我們利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)石化企業(yè)的環(huán)境監(jiān)測解決了當前石化企業(yè)的安全檢測問題。我們將所設計系統(tǒng)先后應用于撫順市石油煉化企業(yè)進行模擬實現(xiàn)，得到較為良好的效果

參考文獻

[1] 劉俊材.物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下電力傳輸線路安全監(jiān)控系統(tǒng)體系架構(gòu)研究[J].電子設計工程，2014（16）.