變配電計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)的應用

變配電計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)的應用
一、引言 
變配電站是電力系統(tǒng)組成的一個重要環(huán)節(jié)，是電力網(wǎng)中線路的重要連接部分，其作用是變換電壓匯集和分配電能變配電站能否正常運行關系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此對變電站進行監(jiān)控和治理具有十分重要的意義。 萬用表| 功率計| 示波器| 電阻測試儀| 電阻計| 電表| 鉗表| 高斯計| 電磁場測試儀| 電源供應器| 電能質(zhì)量分析儀| 多功能測試儀
計算機信息網(wǎng)絡是電力產(chǎn)業(yè)信息化的基礎計算機技術(shù)引進電力領域，一方面使很多輸配電裝置有了智能功能，另一方面也使各保護監(jiān)測氣智能電器裝置及系統(tǒng)之間實現(xiàn)與中心監(jiān)控系統(tǒng)雙向通訊、聯(lián)網(wǎng)，形成完整的智能化監(jiān)控保護與信息網(wǎng)絡系統(tǒng)，進步了供配電系統(tǒng)自動化程度。變配電站計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)通訊技術(shù)計算機及網(wǎng)絡技術(shù)與電力設備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測控制計量和供電部分的工作治理有機地融合在一起。由此，變配電治理系統(tǒng)（DMS）的應用日趨重要。
變配電站計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)能對系統(tǒng)各種運行開關量狀態(tài)和電量參數(shù)進行實時采集和顯示，改進供電質(zhì)量，力求供電最為安全可靠方便，靈活，經(jīng)濟性好，使變配電治理更為有效，從而改善供電質(zhì)量，進步服務水平，減少運行用度。 
二、系統(tǒng)概述 
變配電計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)由帶有通訊接口的采集控制模塊：多功能電力綜合儀表、開關量采集模塊電流量采集模塊、模擬量采集模塊、繼電器控制輸出模塊、現(xiàn)場治理機24V直流電源以及中心治理機等組成中心治理機是本系統(tǒng)的集中治理中心一般安置在有人值班的總值班室內(nèi)，用于整個變配電系統(tǒng)的實時狀態(tài)顯示、參數(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析歷史記錄、故障報警、控制及報表打印等。
通常變配電計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，其保護監(jiān)測裝置分散就地安裝于開關柜上或直接是智能化型開關電器，通過標準通訊接口進進監(jiān)控系統(tǒng)這種保護監(jiān)測裝置或智能開關電器在就地能獨立完成其保護和丈量功能而不依靠于通訊網(wǎng)絡，計算機可以通過通訊網(wǎng)絡采集各種保護監(jiān)測裝置或智能化電器的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時處理功能。變配電計算機監(jiān)控治理系統(tǒng)通常由如下部分組成：
1．遠程數(shù)據(jù)終端（RTU）在監(jiān)控系統(tǒng)中作為現(xiàn)場設備與系統(tǒng)的通訊接口，智能化的RTU還可用于存儲與處理數(shù)據(jù)，執(zhí)行計算，分析配電網(wǎng)的性能以及監(jiān)視電能質(zhì)量。
2．系統(tǒng)監(jiān)控站主要負責對遠程數(shù)據(jù)終端通過網(wǎng)絡上傳來的數(shù)據(jù)進行實時計算處理、保存并根據(jù)用戶需要天生各類報表．同時監(jiān)控站還能根據(jù)授權(quán)處理操縱職員的請求，遠程起�，F(xiàn)場設備等
3．治理中心在一個大型的建筑群體中，分布在各個區(qū)域的系統(tǒng)監(jiān)控站可以通過專用通訊網(wǎng)絡，將信息數(shù)據(jù)進行集中監(jiān)控處理系統(tǒng)可以對采集的數(shù)據(jù)進行分類保存回檔統(tǒng)計及調(diào)用等數(shù)據(jù)操縱系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)采集、一次接線圖（高低壓系統(tǒng)）顯示與操縱參數(shù)設置遠控閉鎖操縱事件報警/記錄曲線棒圖．報表打印電能分類治理故障智能分析智能聲光報警負荷分析用電質(zhì)量分析及信息治理等功能。 
三、實際應用 
上海浦東國際機場35kV中心電力監(jiān)控治理系統(tǒng)是上海浦東國際機場電力調(diào)度的重要實現(xiàn)場所，負責整個浦東國際機場的電力調(diào)配工作，是整個浦東國際機場電力調(diào)配的中心機場一期工程中，設有航飛站和航翔站兩座35kV中心變電所，二期工程新建了海天路站35kV中心變電所，每座中心變電站均設有獨立的變電站計算機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA），同時在海天路站變電所設有機場電力調(diào)度中心，負責對中心變電所進行中心調(diào)度。
機場35kV中心電力針算機監(jiān)控治理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括調(diào)度層就地監(jiān)控層和現(xiàn)地設備層三層，采用三級控制模式：調(diào)度層—機場電力調(diào)度中心；控制層-變電所就地監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)場設備層一現(xiàn)場監(jiān)控設備各種電力儀表系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖1所示 
（一）現(xiàn)場設備層
變電站SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控和丈量范圍包括主變壓器，35kV高壓柜，10kV高壓柜，所用變、直流電源UPS不中斷電源和電容器柜。各控制保護單元分設在每個開關柜上，所有的控制、保護丈量報警等信號均在就地單元內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號后，傳輸至前置處理機各就地單元即使故障，仍可獨立完本錢拒的監(jiān)測保護功能，其監(jiān)測的信息可反映在開關柜的面板上。
（二）控制層
變電所就地監(jiān)控系統(tǒng)集保護丈量控制遠傳等功能為一體，采用微機化產(chǎn)品，并充分利用微機的數(shù)字通訊的上風將變電站的二次設備（包括丈量、信號、控制、保護、自動裝置和遠動裝置等）經(jīng)過功能組合而形成的標準化模塊化、網(wǎng)絡化、功能化的計算機監(jiān)控系統(tǒng)．選用GEFanuc公司PACSystems系列控制器作為PLC控制站的主控設備，PLC的CPU與I/O模塊之間通過GeniusBUS連接PLC和微電腦型繼電保護裝置通過Modbus通訊協(xié)議連接。為進步系統(tǒng)控制可靠性和時效性，每個開關柜上斷路器分/合閘的控制與分/合閘狀態(tài)信號故障信號通過電纜直接與PLC開關量輸進/輸出模塊連接。
系統(tǒng)可以實時監(jiān)控電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、有功電度、無功電度、視在電度、功率因數(shù)、頻率等模擬量信號及斷路器的分合閘、手車工作位置、高溫報警信號、超高溫跳閘信號、斷路器故障信號、事故跳閘信號、綜合保護器的故障等開關量信號。在畫面設計時，充分考慮到采集的數(shù)據(jù)量大，內(nèi)容多的特點，設計成以主接線圖為主配合以各個分功能畫面為輔的人機界面。因此畫面內(nèi)容豐富，包括多種顯示組件如開關狀態(tài)、小車位置、電壓數(shù)字表及棒圖顯示電流趨勢圖、歷史曲線圖。當變配電系統(tǒng)的各開關出現(xiàn)過載跳閘、短路故障跳閘等事故跳閘時，計算機能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路開關名稱、事故種別，以方便電力治理更快更有效地往安排任務，及時的往解決發(fā)生的報警故障，在最短的時間內(nèi)排除故障，以保證系統(tǒng)的安全運行。
（三）調(diào)度層
機場電力調(diào)度中心采用星型的產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)通過光纖以太網(wǎng)與航飛站和航翔站高壓變電所就地計算機監(jiān)控系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)配置歷吏數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)，將所監(jiān)測并統(tǒng)計的各種電量參數(shù)各斷路器或開關的狀態(tài)變化時間報警故障種別操縱職員代碼和時間等數(shù)據(jù)儲存于系統(tǒng)硬盤，以便對整個變配電系統(tǒng)的運行情況進行分析．系統(tǒng)可以對采集的數(shù)據(jù)進行分類保存．回檔統(tǒng)計及調(diào)用等數(shù)據(jù)操縱。
中心報表系統(tǒng)可以根據(jù)實際輸進信號，編制出日月年報表。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求按照對象性質(zhì)、時間等項止進行檢索，以便進行查詢和故障分析系統(tǒng)可以根據(jù)一天用電負荷情況自動天生負荷列表、用電量曲線以及電能棒圖等，電力治理可以根據(jù)列表曲線或是棒圖來均衡每一個小時用電量，以達到負載利用最高系統(tǒng)可以統(tǒng)計和打印所監(jiān)控的所有電流值、電壓值、功率值、功率因數(shù)值以及這些參數(shù)一天24小時變化曲線；統(tǒng)計和打印各斷路器運行狀態(tài)變化時間及故障報警時間和種別；統(tǒng)計和打印各斷路器的操縱時間及操縱職員代碼；統(tǒng)計和打印有功電度、無功電度的一天24小時內(nèi)單位小時用電量及電量棒圖。 
四、結(jié)語 
變配電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，促進了無人值班變電站的實現(xiàn)，可以利用遠動技術(shù)使電網(wǎng)調(diào)度迅速而正確地獲得變電站運行的實時信息，完整地把握變電站的實時運行狀態(tài)及時發(fā)現(xiàn)變電站運行的故障并做出相應的決策和處理同時可以使值班治理職員根據(jù)變配電系統(tǒng)的運行情況進行負荷分析．公道調(diào)度遠控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制事故處理的主動性減少和避免誤操縱、誤判定，縮短事故停電時間，實現(xiàn)對變配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化運行治理。
總之，變配電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強實時性好及維護簡單等特點。隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展：變配電站的計算機化進程越來越?jīng)Q，變配電站計算機監(jiān)控及無人值守已成為當今電氣自動化領域的發(fā)展趨勢。