1 包头地区电力通信网概况及监控工作存在的不足

包头地区电力通信网覆盖89个直属通信站点（含变电站）、34个用户站、17个热电厂、33个风电场、11个光伏电厂、4个县调（农电公司）、20个农电变电站，站点分布广、机房设备多。在以往的工作中，主站通信调度值班室因无法实时掌握各变电站通信机房的情况，导致设备发生异常时无法及时进行排查和处理^[1]。主要原因有：

（1）主站通信调度人员主要通过电话询问各变电站通信机房的情况，无法及时全面了解变电站通信机房的电源设备运行状况和机房环境，管理效率较低；

（2）通信机房的运行维护大多依靠人工进行，出现故障后，需要记录并上报，然后寻找解决方案，延长了故障处理的时间；

（3）值班人员有限，一部分地处偏远地区的通信机房无法做到时刻有人值守，存在安全隐患。

为了提升管理效率，包头供电局建设了智能化通信机房动力环境监控系统，实现了对各变电站通信机房的实时监控，能够实时掌握各通信机房环境及电源设备运行情况，提高了工作效率。

2 通信机房动力环境监控系统建设 2.1 总体结构 2.1.1 通信机房分布

通信机房动力环境监控系统涉及包头供电局主站通信机房和管辖的各个变电站通信机房，其分布图见图 1。系统主要对图 1中各站点通信机房环境及电源设备进行实时监控，并将所监控数据接入包头供电局主站通信调度值班室的监控中心平台，实现了对各站点现场环境和设备实时准确监控。

2.1.2 系统搭建

在主站搭建1套动力环境监控系统，在分站通信机房搭建分站监控系统，各类数据传感器信号（如门磁、温湿度、烟雾传感、电源交流电压、直流负载电压等）连接到智能采集控制器（分站监控单元），通过IP网络连接至主站监控中心，主站监控中心对所有监控信息和数据进行分析、处理和存储。动力环境监控系统网络结构如图 2所示。

2.1.3 系统组成

动力环境监控系统主要由3部分组成：

（1）数据采集设备，包括各种传感器和监控模块，主要负责采集各类模拟量和开关量；

（2）通信传输设备，包括接口转换设备和光端机等，可以将采集信息传送至主站监控中心；

（3）主站监控中心设备，包括服务器、前置机和交换机等，主站监控中心客户端安装有管理软件，便于管理。

当通信机房出现异常时，系统会自动告警并记录实时数据，设备管理人员和通信调度人员可第一时间查看告警情况并处理，也可通过查看历史告警信息对设备运行情况进行分析，不仅提高了管理效率，也为通信机房设备正常运行提供了有力保障。

2.2 系统监控对象

（1）蓄电池。通过分站监控单元接入蓄电池组整体电压、蓄电池单节电压等信息，并通过IP网络传送至监控中心进行处理、存储、发布。

（2）机房环境温湿度。在机房内安装温湿度传感器，由分站监控单元接入，通过IP网络传送至监控中心进行处理、存储、发布。一旦出现超标和异常，能够第一时间发出报警，并进行相应处理。

（3）机房烟雾。在机房内安装烟雾报警器，由分站监控单元接入，通过IP网络传送至监控中心进行处理、存储、发布。当出现火情或设备事故时，能够第一时间报警，以便及时处置，避免产生更大的损失。

（4）门磁开关。在机房门上安装门磁开关，由分站监控单元接入，通过IP网络上传至监控中心。

（5）通信电源交流电压、直流负载电压。在通信电源上接入交流电压采集传感器和直流电压采集传感器，由分站监控单元接入，并通过IP网络上传至监控中心处理、存储、发布。

同时动力环境监控系统还可通过各视频摄像头对通信机房的工作环境和在场人员进行监控，并记录现场情况。

2.3 系统功能

（1）通过图形、曲线、数据表的形式实现数据管理，便于管理人员实时查看设备运行参数，掌握设备运行情况^[2]。

（2）系统具有历史数据和告警存储统计功能，便于管理人员随时查看数据，统计设备的故障时间和故障次数，分析设备运行情况。

（3）系统具有告警声音提示、图标闪烁功能，便于管理人员迅速发现通信机房的异常情况，及时确定故障的性质和位置。

（4）系统具有良好的可扩展性^[3]，当通信站或通信设备增加时，只需要接入相应的传感器和分站监控单元，不会引起原系统结构的改变。

3 动力环境监控系统的应用 3.1 应用实例

（1）2017-04-13，工作人员测量了召庙变电站从8点至20点蓄电池组的电压，并与监控系统测量的电压曲线进行对比，结果如图 3所示。从图 3可以看出，动力环境监控系统的测量值和人工测量获得的数据基本一致，准确率高。

（2）2017-05-17T15：27，动力环境监控系统南排变电站告警灯闪烁，系统显示南排变电站蓄电池组电压为51 V，低于正常值范围（53.52~54.7 V）^[4]。经检查发现，蓄电池组电压偏低的原因是高频开关电源浮充电压设置偏低，通过将高频开关电源的浮充电压调高，蓄电池组的电压恢复正常。

（3）2017-05-25T21：13，动力环境监控系统幸福变电站告警灯闪烁，系统显示幸福变电站蓄电池组电压为56.4 V，高于正常值范围（53.52~54.7 V）。经检查发现高频开关电源未自动切换至浮充状态，导致蓄电池组均充时间过长，电压偏高。将高频开关电源切换至浮充状态，蓄电池组电压恢复正常。

（4）2017-07-04T09：12，动力环境监控系统土右变电站告警灯闪烁，系统显示土右变电站通信机房温度为31.6 ℃，超出正常温度范围（5~30 ℃）^[4]。经检查发现土右变电站空调发生故障。通过及时检修，该站通信机房温度恢复正常，保证了通信设备和电源的安全运行。

（5）2017-08-10T20：35，动力环境监控系统希园变电站告警灯闪烁，系统显示蓄电池组中1节电池电压为2.1 V，低于正常电压范围（2.23~2.27 V）^[5]。经检查发现蓄电池组中该节电池严重老化，更换老化蓄电池后，电压恢复正常。

3.2 应用效果

通信机房动力环境监控系统的应用，实现了对每个通信机房的实时监控，提高了设备的安全性，进一步加强了对通信机房的管理。具体表现在：

（1）提高了管理效率。通过通信机房动力环境监控系统可使主站能全面了解各通信机房的运行情况，弥补了通信机房管理上的不足。

（2）提高了设备的安全性。设备运行状况可以通过监控系统实时传输至主站控制中心，另外，门禁系统和监控视频使得非工作人员不能随意进入机房，避免了误操作造成的设备安全隐患。

（3）节省人力。通信机房动力环境监控系统降低了通信机房值班人员的工作量，提高了工作效率，解决了人员配备不足的问题^[6-7]。

4 结语

通信机房动力环境监控系统在包头地区得到了有效应用，实现了对所管辖的各个变电站通信机房的集中管理，提高了通信设备运行率，提升了通信机房的管理水平，为电网安全、稳定运行提供了有力保证。