淺談變電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)

1、前言

　　變配電所是電力系統(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。變配電所能否正常運行關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此對變電所進行監(jiān)控和保護具有十分重要的意義。

　　變電所計算機監(jiān)控技術(shù)是利用現(xiàn)代自動化技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、計算機及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)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、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起。完成調(diào)度端遙測、遙信、遙控、遙調(diào)四遙功能。改進供電質(zhì)量，力求供電最為安全、可靠、方便、靈活，經(jīng)濟，變配電管理更為有效，從而改善供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運行費用。

　　近年來，變電所計算機監(jiān)控技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，但為更好的保證計算機監(jiān)控系統(tǒng)性能的安全可靠、運行穩(wěn)定，還應(yīng)提高變電所的抗電磁干擾能力。

　　2、系統(tǒng)構(gòu)成

　　變配電所計算機監(jiān)控系統(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(guān)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)場管理機、24V直流電源以及中央管理機等組成。中央管理機是本系統(tǒng)的集中管理中心。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、報表打印等。

　　3、系統(tǒng)內(nèi)容

　　3.1 變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件部分

　　對35kV以下的高壓中心配電站主進、出線、母聯(lián)可采用電力綜合儀表來實現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能。該儀表與CT、PT直接相連，采集高精度交流信號，經(jīng)過離散數(shù)學(xué)計算，即可測量出各個回路電量參數(shù)(測量精度為0.5％)，該儀表具有八路開關(guān)量輸入，四路繼電器輸出，同時帶有自檢功能，可與綜合繼電保護裝置配合使用。

　　（1）將CT、PT直接接入電力綜合儀表測量回路中，即可測量出該回路的電量參數(shù)。實現(xiàn)該回路的“遙測”；

　　（2）該儀表的八路開關(guān)量輸人分別采集該柜中斷路器的分合閘狀態(tài)、手車工作位置、電機儲能狀態(tài)以及接地刀閘位置，同時對綜合繼電保護裝置中的故障跳閘信號和內(nèi)部故障進行采集、分析，給予報警，并顯示該回路的故障類型。實現(xiàn)該回路的“遙信”；

　　（3）該儀表的繼電器輸出分別接至斷路器的分、合閘線圈上，實現(xiàn)斷路器的遠程控制，即斷路器的“遙控”。

　　在0.4kV低壓主進、母聯(lián)同樣采用電力綜合儀表來實現(xiàn)“三遙”功能。該儀表與CT、母線直接相連，采集高精度交流信號，測量該回路的實際電量，實現(xiàn)遙測，同時對主進、母聯(lián)開關(guān)的斷路器合、分閘狀態(tài)，框架式開關(guān)的位置以及故障報警等開關(guān)量實現(xiàn)遙信，并對斷路器實現(xiàn)遠程遙控。

　　3.1.1 遙信

　　利用開關(guān)量采集輸入模塊采集各出線回路開關(guān)分合閘狀態(tài)、開關(guān)故障報警信號、失壓報警信號、過壓報警信號以及框架式開關(guān)的位置，并對變壓器的風(fēng)機狀態(tài)、高溫、超高溫信號等開關(guān)量實現(xiàn)監(jiān)控，一個單獨模塊一般可采集16路開關(guān)狀態(tài)。

　　3.1.2遙測

　　（1）通過電流量輸人采集模塊采集各出線回路的各相電流，單個模塊可采集16回路電流。 每一個回路可以由電流量輸入模塊采集該回路的電流，并根據(jù)測量的實際電壓、功率因數(shù)等來計算該回路的實際用電量。

　　（2）通過模擬量輸入模塊采集變壓器的溫度信號、濕度信號以及液位信號等模擬量信號(各個模擬量信號需有4—20mA或0—5V輸出)。

　　3.1.3遙控

　　通過繼電器控制輸出模塊分別對低壓各出線回路(帶有電動操作機構(gòu)、失壓脫扣器的開關(guān))實現(xiàn)開關(guān)的遠程分、合閘功能。

　　現(xiàn)場管理機在本系統(tǒng)中位于中央管理機與各模塊之間，作為一級底層控制單元，增加系統(tǒng)的可靠性。其功能是：進行現(xiàn)場調(diào)試，利用現(xiàn)場管理機動性對各模塊進行現(xiàn)場參數(shù)整定，獨立完成現(xiàn)場顯示工作，并將信號整理后通過通訊線（ILS485）發(fā)送給中央管理機，同時接受中央管理機所下達的命令。可作為中央管理機的備用機，具有顯示功能、自檢功能。

　　3.2 變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分

　　變配電所計算機監(jiān)控系統(tǒng)所安裝的監(jiān)控軟件是基于Windows環(huán)境下的電力系統(tǒng)專用組態(tài)軟件，能夠運行在Microsoft WindowsNT、2000、XP平臺上。給用戶提供的是全中文界面，簡潔的畫面設(shè)計、靈活的組態(tài)方式，高性能DDE驅(qū)動程序，支持諸多工控產(chǎn)品，并遵循開放式數(shù)據(jù)庫聯(lián)接(ODBC)標準。允許通過第三方，如Microsoft Access，SQL Server等訪問本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

　　3.2.1監(jiān)控系統(tǒng)的的基本功能要求：

　　微機的監(jiān)控系統(tǒng)是用戶掌握和控制設(shè)備運行狀況的主要途徑，特別是保護設(shè)備的可靠性的提高已經(jīng)簡化了人機接口和就地控制的功能，所以更應(yīng)具有性能安全可靠、運行穩(wěn)定、功能完善、人機界面友好、便以擴展、擴容、修改和增加新的功能、接口簡單，重新安裝和運行維護方便，最好能是各設(shè)備廠家可以統(tǒng)一使用的適用于不同通訊方式的監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3.2.2 監(jiān)控系統(tǒng)基本功能

　　（1）顯示功能

　　顯示變配電站實際開關(guān)柜體圖、一次系統(tǒng)圖，并在一次系統(tǒng)圖上顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài)；

　　顯示各配電回路的三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、有功電度、無功電度、頻率以及功率因數(shù)等電量參數(shù)；

　　顯示各開關(guān)的分、合狀態(tài)和事故報警類別等；

　　顯示各回路電量參數(shù)的實時曲線圖；

　　顯示變壓器的運行狀態(tài)以及高溫、超高溫報警及瓦斯保護；

　　顯示其他工藝設(shè)備的運行狀態(tài)及故障情況。

　　（2）報警功能

　　狀態(tài)報警：當變配電系統(tǒng)的開關(guān)出現(xiàn)過載跳閘、短路故障跳閘以及綜合繼電保護裝置內(nèi)部故障時，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、回路名稱、事故類別。

　　超限報警：當變配電系統(tǒng)的各電量參數(shù)出現(xiàn)超過額定值時或其他工藝設(shè)備超限運行時，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、回路名稱。

　　三相不平衡系數(shù)報警：當變、配電系統(tǒng)的三相電流或三相電壓值出現(xiàn)不平衡時(可自定義范圍)，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、回路名稱。

　　（3）控制功能

　　在變配電站總值班室中央管理機處，可以通過鼠標器控制各種高、低壓開關(guān)(帶有電動操作機構(gòu)或者帶有交流接觸器)的合閘和分閘；同時也可實現(xiàn)電氣閉鎖功能，以防止具有閉鎖回路的開關(guān)誤操作；

　　在中央管理機處鼠標下達操作命令時具有密碼識別功能，只有操作人員輸入正確密碼時才可下達操作命令。

　　（4）統(tǒng)計和打印功能

　　統(tǒng)計和打印所監(jiān)控的所有電流值、電壓值、功率值、頻率值、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類別；

　　統(tǒng)計和打印各斷路器的操作時間及操作人員代碼；

　　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圖，同時具有峰谷計費功能。

　　（5）歷史記錄

　　值班室計算機軟件能將所監(jiān)測并統(tǒng)計的各種電量參數(shù)、各斷路器或開關(guān)的狀態(tài)變化時間、報警故障類別、操作人員代碼和時間、開關(guān)機時間等永久保存，以便對整個變、配電系統(tǒng)的運行情況進行分析。

　　（6）通訊功能

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