淺談變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

1、前言

　　變配電所是電力系統(tǒng)組成的一個(gè)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(yùn)行關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此對變電所進(jìn)行監(jiān)控和保護(hù)具有十分重要的意義。

　　變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)是利用現(xiàn)代自動(dòng)化技術(shù)、電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)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(jìn)供電質(zhì)量，力求供電最為安全、可靠、方便、靈活，經(jīng)濟(jì)，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(yùn)行費(fèi)用。

　　近年來，變電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，但為更好的保證計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)性能的安全可靠、運(yùn)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(jì)算機(jī)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(jī)、24V直流電源以及中央管理機(jī)等組成。中央管理機(jī)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(gè)變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、參數(shù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、歷史記錄、故障報(bào)警、控制、報(bào)表打印等。

　　3、系統(tǒng)內(nèi)容

　　3.1 變配電所計(jì)算機(jī)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(jìn)、出線、母聯(lián)可采用電力綜合儀表來實(shí)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(hào)，經(jīng)過離散數(shù)學(xué)計(jì)算，即可測量出各個(gè)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(shí)帶有自檢功能，可與綜合繼電保護(hù)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(shí)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(jī)儲(chǔ)能狀態(tài)以及接地刀閘位置，同時(shí)對綜合繼電保護(hù)裝置中的故障跳閘信號(hào)和內(nèi)部故障進(jìn)行采集、分析，給予報(bào)警，并顯示該回路的故障類型。實(shí)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(shí)現(xiàn)斷路器的遠(yuǎn)程控制，即斷路器的“遙控”。

　　在0.4kV低壓主進(jìn)、母聯(lián)同樣采用電力綜合儀表來實(shí)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(hào)，測量該回路的實(shí)際電量，實(shí)現(xiàn)遙測，同時(shí)對主進(jìn)、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(bào)警等開關(guān)量實(shí)現(xiàn)遙信，并對斷路器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(bào)警信號(hào)、失壓報(bào)警信號(hào)、過壓報(bào)警信號(hào)以及框架式開關(guān)的位置，并對變壓器的風(fēng)機(jī)狀態(tài)、高溫、超高溫信號(hào)等開關(guān)量實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，一個(gè)單獨(dú)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(gè)模塊可采集16回路電流。 每一個(gè)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(shí)際電壓、功率因數(shù)等來計(jì)算該回路的實(shí)際用電量。

　　（2）通過模擬量輸入模塊采集變壓器的溫度信號(hào)、濕度信號(hào)以及液位信號(hào)等模擬量信號(hào)(各個(gè)模擬量信號(hào)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(dòng)操作機(jī)構(gòu)、失壓脫扣器的開關(guān))實(shí)現(xiàn)開關(guān)的遠(yuǎn)程分、合閘功能。

　　現(xiàn)場管理機(jī)在本系統(tǒng)中位于中央管理機(jī)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(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試，利用現(xiàn)場管理機(jī)動(dòng)性對各模塊進(jìn)行現(xiàn)場參數(shù)整定，獨(dú)立完成現(xiàn)場顯示工作，并將信號(hào)整理后通過通訊線（ILS485）發(fā)送給中央管理機(jī)，同時(shí)接受中央管理機(jī)所下達(dá)的命令。可作為中央管理機(jī)的備用機(jī)，具有顯示功能、自檢功能。

　　3.2 變配電所計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分

　　變配電所計(jì)算機(jī)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(yùn)行在Microsoft WindowsNT、2000、XP平臺(tái)上。給用戶提供的是全中文界面，簡潔的畫面設(shè)計(jì)、靈活的組態(tài)方式，高性能DDE驅(qū)動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)。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(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)是用戶掌握和控制設(shè)備運(yùn)行狀況的主要途徑，特別是保護(hù)設(shè)備的可靠性的提高已經(jīng)簡化了人機(jī)接口和就地控制的功能，所以更應(yīng)具有性能安全可靠、運(yùn)行穩(wěn)定、功能完善、人機(jī)界面友好、便以擴(kuò)展、擴(kuò)容、修改和增加新的功能、接口簡單，重新安裝和運(yùn)行維護(hù)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(shí)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(bào)警類別等；

　　顯示各回路電量參數(shù)的實(shí)時(shí)曲線圖；

　　顯示變壓器的運(yùn)行狀態(tài)以及高溫、超高溫報(bào)警及瓦斯保護(hù)；

　　顯示其他工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及故障情況。

　　（2）報(bào)警功能

　　狀態(tài)報(bào)警：當(dāng)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(hù)裝置內(nèi)部故障時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱、事故類別。

　　超限報(bào)警：當(dāng)變配電系統(tǒng)的各電量參數(shù)出現(xiàn)超過額定值時(shí)或其他工藝設(shè)備超限運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱。

　　三相不平衡系數(shù)報(bào)警：當(dāng)變、配電系統(tǒng)的三相電流或三相電壓值出現(xiàn)不平衡時(shí)(可自定義范圍)，計(jì)算機(jī)能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號(hào)、回路名稱。

　　（3）控制功能

　　在變配電站總值班室中央管理機(jī)處，可以通過鼠標(biāo)器控制各種高、低壓開關(guān)(帶有電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)或者帶有交流接觸器)的合閘和分閘；同時(shí)也可實(shí)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(jī)處鼠標(biāo)下達(dá)操作命令時(shí)具有密碼識(shí)別功能，只有操作人員輸入正確密碼時(shí)才可下達(dá)操作命令。

　　（4）統(tǒng)計(jì)和打印功能

　　統(tǒng)計(jì)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(shí)變化曲線；

　　統(tǒng)計(jì)和打印各斷路器運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)間及故障報(bào)警時(shí)間和類別；

　　統(tǒng)計(jì)和打印各斷路器的操作時(shí)間及操作人員代碼；

　　統(tǒng)計(jì)和打印有功電度、無功電度的一天24小時(shí)內(nèi)單位小時(shí)用電量及電量圖，同時(shí)具有峰谷計(jì)費(fèi)功能。

　　（5）歷史記錄

　　值班室計(jì)算機(jī)軟件能將所監(jiān)測并統(tǒng)計(jì)的各種電量參數(shù)、各斷路器或開關(guān)的狀態(tài)變化時(shí)間、報(bào)警故障類別、操作人員代碼和時(shí)間、開關(guān)機(jī)時(shí)間等永久保存，以便對整個(gè)變、配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

　　（6）通訊功能

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