淺談變電所計算機監控系統

1、前言

　　變配電所是電力系統組成的一個重要環節，是電力網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系到電力系統的穩定和安全，因此對變電所進行監控和保護具有十分重要的意義。

　　變電所計算機監控技術是利用現代自動化技術、電子技術、通信技術、計算機及網絡技術與電力設備相結合，將配電網在正常及事故情況下的監測、控制、計量和供電部門的工作管理有機地融合在一起。完成調度端遙測、遙信、遙控、遙調四遙功能。改進供電質量，力求供電最為安全、可靠、方便、靈活，經濟，變配電管理更為有效，從而改善供電質量，提高服務水平，減少運行費用。

　　近年來，變電所計算機監控技術得到了迅速的發展，但為更好的保證計算機監控系統性能的安全可靠、運行穩定，還應提高變電所的抗電磁干擾能力。

　　2、系統構成

　　變配電所計算機監控系統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的集中管理中心。一般安置在有人值班的總值班室內，用于整個變配電系統的實時狀態顯示、參數統計、數據分析、歷史記錄、故障報警、控制、報表打印等。

　　3、系統內容

　　3.1 變配電所計算機監控系統的硬件部分

　　對35kV以下的高壓中心配電站主進、出線、母聯可采用電力綜合儀表來實現遙測、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，經過離散數學計算，即可測量出各個回路電量參數(測量精度為0.5％)，該儀表具有八路開關量輸入，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。實現該回路的“遙測”；

　　（2）該儀表的八路開關量輸人分別采集該柜中斷路器的分合閘狀態、手車工作位置、電機儲能狀態以及接地刀閘位置，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，實現斷路器的遠程控制，即斷路器的“遙控”。

　　在0.4kV低壓主進、母聯同樣采用電力綜合儀表來實現“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，實現遙測，同時對主進、母聯開關的斷路器合、分閘狀態，框架式開關的位置以及故障報警等開關量實現遙信，并對斷路器實現遠程遙控。

　　3.1.1 遙信

　　利用開關量采集輸入模塊采集各出線回路開關分合閘狀態、開關故障報警信號、失壓報警信號、過壓報警信號以及框架式開關的位置，并對變壓器的風機狀態、高溫、超高溫信號等開關量實現監控，一個單獨模塊一般可采集16路開關狀態。

　　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，并根據測量的實際電壓、功率因數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、失壓脫扣器的開關)實現開關的遠程分、合閘功能。

　　現場管理機在本系統中位于中央管理機與各模塊之間，作為一級底層控制單元，增加系統的可靠性。其功能是：進行現場調試，利用現場管理機動性對各模塊進行現場參數整定，獨立完成現場顯示工作，并將信號整理后通過通訊線（ILS485）發送給中央管理機，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 變配電所計算機監控系統的軟件部分

　　變配電所計算機監控系統所安裝的監控軟件是基于Windows環境下的電力系統專用組態軟件，能夠運行在Microsoft WindowsNT、2000、XP平臺上。給用戶提供的是全中文界面，簡潔的畫面設計、靈活的組態方式，高性能DDE驅動程序，支持諸多工控產品，并遵循開放式數據庫聯接(ODBC)標準。允許通過第三方，如Microsoft Access，SQL Server等訪問本系統數據庫。

　　3.2.1監控系統的的基本功能要求：

　　微機的監控系統是用戶掌握和控制設備運行狀況的主要途徑，特別是保護設備的可靠性的提高已經簡化了人機接口和就地控制的功能，所以更應具有性能安全可靠、運行穩定、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，最好能是各設備廠家可以統一使用的適用于不同通訊方式的監控系統。

　　3.2.2 監控系統基本功能

　　（1）顯示功能

　　顯示變配電站實際開關柜體圖、一次系統圖，并在一次系統圖上顯示各開關的分、合狀態；

　　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、頻率以及功率因數等電量參數；

　　顯示各開關的分、合狀態和事故報警類別等；

　　顯示各回路電量參數的實時曲線圖；

　　顯示變壓器的運行狀態以及高溫、超高溫報警及瓦斯保護；

　　顯示其他工藝設備的運行狀態及故障情況。

　　（2）報警功能

　　狀態報警：當變配電系統的開關出現過載跳閘、短路故障跳閘以及綜合繼電保護裝置內部故障時，計算機能夠通過多媒體音箱發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：當變配電系統的各電量參數出現超過額定值時或其他工藝設備超限運行時，計算機能夠通過多媒體音箱發出聲音報警并自動記錄時間、站號、回路名稱。

　　三相不平衡系數報警：當變、配電系統的三相電流或三相電壓值出現不平衡時(可自定義范圍)，計算機能夠通過多媒體音箱發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(帶有電動操作機構或者帶有交流接觸器)的合閘和分閘；同時也可實現電氣閉鎖功能，以防止具有閉鎖回路的開關誤操作；

　　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）統計和打印功能

　　統計和打印所監控的所有電流值、電壓值、功率值、頻率值、功率因數值以及這些參數一天24小時變化曲線；

　　統計和打印各斷路器運行狀態變化時間及故障報警時間和類別；

　　統計和打印各斷路器的操作時間及操作人員代碼；

　　統計和打印有功電度、無功電度的一天24小時內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測并統計的各種電量參數、各斷路器或開關的狀態變化時間、報警故障類別、操作人員代碼和時間、開關機時間等永久保存，以便對整個變、配電系統的運行情況進行分析。

　　（6）通訊功能

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