1背景和現(xiàn)狀

調(diào)度自動化、通信、信息中心及變電站主控室機房中存在大量的服務器、不間斷電源（UPS電源）、空調(diào)等重要電子設備,各類電子設備的正常運轉(zhuǎn)是保障電力監(jiān)控系統(tǒng)正常運行的必備條件。計算機技術和通信技術的不斷發(fā)展和進步,使得生產(chǎn)控制系統(tǒng)更加實用化和智能化,也促進了整個電力監(jiān)控系統(tǒng)日趨完善和成熟。隨著自動化技術的不斷發(fā)展,電力調(diào)度監(jiān)控工作人員對電力監(jiān)控系統(tǒng)的依賴程度不斷增加,機房中服務器、不間斷電源（UPS電源）、空調(diào)等重要電子設備正常運轉(zhuǎn),才能有效保障電力監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定可靠運行,電力監(jiān)控系統(tǒng)已成為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行不可或缺的技術支持系統(tǒng)。

現(xiàn)有的機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)無法做到對重要節(jié)點設備的局部過溫監(jiān)測,如果服務器、不間斷電源（UPS電源）、空調(diào)、設備電源線和電纜線路等設備出現(xiàn)局部溫度過高,只有當業(yè)務系統(tǒng)明顯異常甚至是故障時才能發(fā)現(xiàn)是由于某個設備過溫異常所導致,不能將風險點前移,提前預防控制。

2局部高溫與風速監(jiān)測手段的必要性分析

電力系統(tǒng)各類機房中重要電子設備、電源線及電纜線路等關鍵節(jié)點設備缺乏局部溫度過高監(jiān)測手段,使得上述關鍵節(jié)點設備局部溫度過高難以提前預防和處理,如果重要電子設備、電源線和電纜線等長時間在局部過溫條件下運行的問題得不到及時發(fā)現(xiàn)和解決,會直接或間接導致不可預估的電網(wǎng)事故事件。調(diào)度自動化、通信、信息中心及變電站主控室機房中的電子設備、電源線及電纜線路等均需要長時間不間斷運行,機房環(huán)境溫濕度不適宜、設備內(nèi)外部粉塵較多、設備內(nèi)部散熱器故障、機房空調(diào)通風不暢等都會導致上述重要電子設備、電源線、電纜線路等關鍵節(jié)點局部溫度過高。

關鍵節(jié)點局部溫度過高會影響設備的工作效率和使用壽命,溫度過高的問題長時間得不到發(fā)現(xiàn)和及時解決,將會導致不可預估的電網(wǎng)事故事件,例如重要電子設備由于局部溫度過高異常運行,將會影響電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)采集的正確性,有產(chǎn)生誤告警甚至是誤遙控的風險。目前,供電局采用專人值班定時巡查機房和監(jiān)測機房整體環(huán)境的方式來監(jiān)測整個機房的環(huán)境溫濕度,主要靠機房空調(diào)的測溫功能和移動式溫濕度計來實現(xiàn)監(jiān)測,無法及時有效地發(fā)現(xiàn)關鍵節(jié)點局部溫度過高的問題。采用常規(guī)的機房環(huán)境監(jiān)測手段,如果出現(xiàn)關鍵節(jié)點溫度過高的情況,只有當業(yè)務系統(tǒng)明顯不能正常運行時,才能發(fā)現(xiàn)是某個關鍵節(jié)點溫度過高導致設備運行異常,不能做到風險點前移和提前預防控制。在實際的生產(chǎn)現(xiàn)場中,就曾出現(xiàn)過某某供電局通信機房內(nèi)UPS電源設備局部溫度過高,相關工作人員未能及時發(fā)現(xiàn)和處理,最終導致整臺UPS電源設備全部燒毀的現(xiàn)象。在某某供電局的變電站內(nèi)也曾出現(xiàn)過電纜線路局部溫度過高,未及時發(fā)現(xiàn)和處理,導致電纜燒毀的現(xiàn)象。

3局部高溫監(jiān)測報警裝置項目研究內(nèi)容

3.1設備局部溫度過高監(jiān)測報警器研制

利用高精度溫度傳感器實現(xiàn)關鍵節(jié)點設備局部溫度過高的在線監(jiān)測,研究設備局部溫度過高監(jiān)測報警裝置的外形結(jié)構(gòu)以適用于電力系統(tǒng)機房中各類設備,要便于安裝,不影響原有設備的正常運行。

3.2設備局部溫度過高報警

局部高溫與風速監(jiān)測報警裝置配備蜂鳴器,當裝置監(jiān)測到局部溫度高于設定的合理上限時或者在裝置監(jiān)測到裝置排風口風速明顯異常時發(fā)出相應等級的告警,并把相關告警內(nèi)容通過短信模塊發(fā)送給相關值班人員和設備維護人員。

3.3高精度傳感器與報警裝置之間的數(shù)據(jù)交互

高溫監(jiān)測報警裝置通過無線傳輸方式連接到溫度采集模塊,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的交互,高溫監(jiān)測報警裝置按設定的周期采集溫度原始值,通過邏輯判斷后,按照觸發(fā)條件觸發(fā)報警。

3.4分級告警條件設置

高溫監(jiān)測報警裝置可通過配置文件寫入方式設置觸發(fā)報警的聯(lián)合判斷條件,并對觸發(fā)報警事件進行分級,滿足告警聯(lián)合判斷條件時,觸發(fā)對應等級蜂鳴器報警,并推送相關告警信息給相應等級的信息接收人員。

4局部高溫監(jiān)測報警裝置組成簡介

利用機房重要電子設備、電源線、電纜線路等關鍵節(jié)點局部高溫監(jiān)測報警裝置能夠及時發(fā)現(xiàn)關鍵節(jié)點局部溫度過高的問題,該裝置主要由采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和報警模塊三部分組成,如圖1所示。

(1）采集模塊。主要由分布式高精度溫度探頭和無線通信傳輸組件構(gòu)成,高精度溫度探頭合理有序地擺放在關鍵節(jié)點的恰當位置,構(gòu)成測溫點陣,能夠高效地實現(xiàn)對整個機房環(huán)境中重要電子設備、電源線、電纜線路等關鍵節(jié)點的溫度采集,并且將采集到的關鍵節(jié)點溫度值通過無線傳輸組件傳輸給數(shù)據(jù)分析處理模塊。

(2）數(shù)據(jù)分析處理模塊。數(shù)據(jù)分析處理模塊的核心部件是數(shù)據(jù)分析儀,數(shù)據(jù)分析儀接收溫度采集模塊傳輸過來的溫度采集原始值,通過單片機程序做邏輯判斷和數(shù)據(jù)分析,并且給出相應的數(shù)據(jù)分析報告,同時將報告發(fā)送給報警模塊。

(3）報警模塊。報警模塊主要由聲光報警器組件和短信發(fā)送組件構(gòu)成,報警模塊在接收到數(shù)據(jù)分析處理模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)分析報告后,按照報告內(nèi)容進行報警動作,報警燈閃爍并發(fā)出告警聲音,將溫度過高設備的信息通過短信發(fā)送組件發(fā)送給相關值班人員和設備維護人員,同時將告警設備的信息發(fā)送給后臺監(jiān)控主機。

5項目的設計目的和預期效果

5.1設計目的

該裝置與前端機房環(huán)境中重要設備溫度采集模塊進行實時通信交互,通過智能分析、監(jiān)控,以多樣化的報警處理機制和友好的展現(xiàn)方式,使設備運維人員能夠及時了解設備運行狀況,大大降低了管理人員負擔,提高了運維效率。局部高溫監(jiān)測報警裝置能夠快速知曉設備高溫告警信息并快速定位高溫告警設備,極大地縮短了設備過溫運行的時間,提高了設備過溫問題的處理效率,為電網(wǎng)調(diào)監(jiān)系統(tǒng)的正常運行提供了一個可靠的支撐監(jiān)測工具,間接降低了電網(wǎng)因為機房內(nèi)重要電子設備故障發(fā)生事故事件的可能性。

5.2預期效果

常規(guī)的機房環(huán)境溫度監(jiān)測手段只能通過機房空調(diào)的溫度監(jiān)測功能和移動式溫濕度計來實現(xiàn)監(jiān)測,機房空調(diào)的測溫功能局限于空調(diào)及空調(diào)附近,移動式溫濕度計的測溫也僅僅局限于測量其附近的溫度,機房內(nèi)離空調(diào)和溫濕度計較遠的關鍵節(jié)點出現(xiàn)局部高溫時,空調(diào)和移動式溫濕度計均無法及時發(fā)現(xiàn)關鍵節(jié)點局部溫度過高的問題,更不能快速定位機房中溫度過高的關鍵節(jié)點設備。利用關鍵節(jié)點局部高溫監(jiān)測報警裝置能極大地縮短設備過溫運行時間,提高設備過溫問題的處理效率。改善前后故障處理流程圖如圖2所示。

根據(jù)流程對比圖2可知,該項目設計的預期效果明顯,作用顯著。改善前,如果出現(xiàn)設備局部高溫,那么設備就需要在高溫條件下持續(xù)運行直到設備嚴重運行異?；蛘邠p壞導致調(diào)監(jiān)系統(tǒng)異常,維護人員才能發(fā)現(xiàn)問題,檢查并處理:改善后,設備出現(xiàn)局部高溫,告警裝置就會發(fā)送相關告警設備信息,能快速發(fā)現(xiàn)問題,迅速定位高溫告警設備,檢查并處理問題。

6結(jié)語

局部高溫監(jiān)測報警裝置能夠填補機房動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)缺乏局部溫度監(jiān)測的空白,按照預期的設計效果能夠降低管理人員負擔,縮短設備在局部高溫條件下的運行時間,提高設備的運行維護效率,降低電網(wǎng)因為設備過溫運行缺陷或過溫故障而引發(fā)事故事件的可能性,為電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行提供一個可靠的技術支持系統(tǒng)。