邹杰新

（广东顺畅科技有限公司，广东 江门 529000）

0 引 言

目前，我国电力行业取得了重大技术突破，对电力系统中通信电源设备的综合性能和工作效率提出了更高要求。除具备基本直流配电、自动切换及交流配电等功能外，还需满足电池自动化管理和远程智能集中监测等网络化运行管理需求。由于传统人工管理方式的工作量大且效率低，无法实时在线监测电力系统通信电源设备，因此基于PLC技术设计研究了通信电源设备智能远程监控系统。

1 通信电源设备系统概述

通信电源设备系统主要由直流配电模块、交流配电模块、整流柜和监控模块四部分构成[1]。

1.1 直流配电模块

直流配电模块的主要功能是通过自由出线完成电池接入、输出路数分配和系统负载边接等。该模块具有可出面操作维护、实时监测熔断器的通断状态、自动预警、状态显示以及实现柜内、外并机需求等特性。

1.2 交流配电模块

交流配电模块的主要功能是交流输出分配、油机输入切换、市电输入、单面操作维护、实时告警及状态监测显示等。

1.3 整流柜

整流柜的核心是系统内部配设的多个并联整流模块。通过多个整流模块，整流柜将系统设备输入的交流电直接转化为用于通信传输的直流电，并共同分担系统负载。该技术模块采用低压差自入均流技术，其单模块故障不影响其他电源设备的正常工作。此次，该技术模块具有输出短路故障自恢复功能，可保证电源模块间的电流不均衡度小于3%。

1.4 监控模块

监控模块的主要功能是利用PLC远程控制监测技术对系统主控站参数、中间层和底层相关电源设备的智能接口参数、网络通信传输参数、防雷器状态、交流电压、交流电流以及交流频率等参数进行监测和自动智能预警，以保证通信电源设备正常工作。

2 通信电源设备智能远程监控系统的架构和工作原理

2.1 通信电源设备智能远程监控系统的架构

通信电源设备智能远程监控系统由主控站、PLC监控、数据实时采集和交直流配电监控等组成[2]。

该系统通过霍尔传感器完成通信电源设备的实时数据采集工作，并将实时监测采集的非线性非电信号转化为线性电信号，然后经A/D转换模块处理后传输给系统PLC可编程控制器。PLC对整个系统相关数字信号进行编码，并利用RS-232通用数据格式传输协议将处理后的数字信号经由MODEM传输到PSTN，并经巡检MODEM将数据实时发送给系统主监控计算机操作控制中心进行远程监测处理。系统监测屏幕实时显示在线远程监测结果。通过与设定参数阀值比较，系统自动判断通信电源设备工作是否存在紧急异常情况，并决定是否采取应急措施。

2.2 通信电源设备智能远程监控系统的工作原理

经远程在线监测发现，电源设备处于怠速故障运行状态时，远程监测站工作人员将发送相关指令给MODEM，并通过PSTN将智能控制操作指令回传给PLC，然后PLC控制自动负载转化开关ATS，直接对系统直流电机进行控制。同时，通过系统整流模块AC/DC将48 V直流电远程传输给交换机，对蓄电池进行浮充充电。一旦供电系统停电，整流模块将输出直流电给蓄电池和远程交换机。若蓄电池电压过低，监测系统将立即断开供电线路，以免影响其他远程交换机，同时启动备用供电电源供电，并向系统监测中心报警。

3 通信电源设备智能远程监控系统的硬件设计

通信电源设智能远程监控系统硬件模块主要包括主控站监控模块、中间层监控模块及底层监控模块三个模块。

3.1 主控站监控模块

主监控台经MODEM或RS-232与程控机AC/DC整流监控系统连接。主监控计算机和PLC可编程控制器提供MODEM和RS-232两种通信接口，用户可根据实际需求选择合适的通信方式。若供电电源与机房相距30 m以下且仅有单电源设备供电，则可选用RS-232通信方式。若系统工作站内有多台供电设备进行智能供电，且与监测中心主站相距5 000 m以下，则可借助PSTN采用MODEM通信方式。

3.2 中间层监控模块

中间层硬件监测模块主要采用RS-232接口处理相关信息，并按照固定格式通过MODEM与PSTN中心进行联络。系统监测巡检中，借助MODEM模块将相关预警信息发送给系统主监控台计算机，并对相关报警信息和远程自动智能化监测信息进行集散式测量分析。中间层模块需采集的数据主要包括系统供电设备故障报警信息、蓄电池组熔断器状态参数、直流配电电压欠压和过压情况、蓄电池充电电流参数、电网电压、电网停电、缺相和频率等。

利用PLC系统对通信电源设备进行远程智能操作控制，如供电电源开启、供电电源停止、供电电源怠速运行、自动负载转换以及交直流电路输入、输出回路的断、通控制等。PLC系统对远程监测采集的相关数据进行整理、汇总和分析，并报告至工作站计算机工作中心。若出现紧急情况，系统自动报警，并启动应急供电预案。

3.3 底层监控模块

考虑供电电源设备所处环境恶劣，底层监控模块采用分立元件采集和调制数据。数据调制后，经RS-232接口发送给PLC进行实时处理。直流屏监控部分主要负责监测电流放电、蓄电池充放电、负载交换、总电流控制以及熔断器通断状态参数等。系统交流屏监控部分主要负责监测电网过压、电网欠压、交流三相电压、空气开关跳闸、电网停电以及缺相等。监测模块分析发电输出的交流电电压、交流电频率等参数，并接收PLC远程控制命令，实时调控供电电源。

通过实时数据监测和参数状态分析，可实时了解供电电源的实际运行情况。如果需要，可随时通过计算机主监控台提供所需的控制操作，并进行数据查询、参数修改、统计结果打印、状态参数曲线趋势分析以及声光报警等操作，从而实现自动化无人值守。

4 通信电源设备智能远程监控系统的软件设计

在Windows 2000环境下，采用数据库管理功能较强的Delphi语言编程，实现了通信电源设备智能远程在线监控。系统基本功能框图，如图1所示。

图1 通信电源设备智能远程监控系统软件功能框图

由图1可知，通过PLC远程监测和数据库管理软件，实现了供电电源设备的停止、启动、急停、数据通信传输、历史数据查询、供电状态、切换屏设定参数显示以及报警等操作。通过软、硬件模块的配合，可对故障进行监测预警和自动纠错。该系统可通用于无人值守基站、智能大厦及住宅小区等。

5 结 论

通信电源设备是现代通信系统的重要组成部分，其稳定、高效及智能地运行，推动了电力行业的快速发展。综上所述，利用通信技术、网络技术及计算机控制技术，实现了通信电源的智能远程监控，为无人值守创造了良好条件。