變配電計算機監控治理系統的應用
一、引言 
變配電站是電力系統組成的一個(gè)重要環(huán)節，是電力網(wǎng)中線(xiàn)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(guān)系到電力系統的穩定和安全，因此對變電站進(jìn)行監控和治理具有十分重要的意義。 萬(wàn)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(chǎng)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(luò )是電力產(chǎn)業(yè)信息化的基礎計算機技術(shù)引進(jìn)電力領(lǐng)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測氣智能電器裝置及系統之間實(shí)現與中心監控系統雙向通訊、聯(lián)網(wǎng)，形成完整的智能化監控保護與信息網(wǎng)絡(luò )系統，進(jìn)步了供配電系統自動(dòng)化程度。變配電站計算機監控治理系統是利用現代電子技術(shù)通訊技術(shù)計算機及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與電力設備相結合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監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（DMS）的應用日趨重要。
變配電站計算機監控治理系統能對系統各種運行開(kāi)關(guān)量狀態(tài)和電量參數進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和顯示，改進(jìn)供電質(zhì)量，力求供電最為安全可靠方便，靈活，經(jīng)濟性好，使變配電治理更為有效，從而改善供電質(zhì)量，進(jìn)步服務(wù)水平，減少運行用度。 
二、系統概述 
變配電計算機監控治理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(kāi)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、現場(chǎng)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的集中治理中心一般安置在有人值班的總值班室內，用于整個(gè)變配電系統的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、參數統計數據分析歷史記錄、故障報警、控制及報表打印等。
通常變配電計算機監控治理系統采用分布式結構，其保護監測裝置分散就地安裝于開(kāi)關(guān)柜上或直接是智能化型開(kāi)關(guān)電器，通過(guò)標準通訊接口進(jìn)進(jìn)監控系統這種保護監測裝置或智能開(kāi)關(guān)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(luò )，計算機可以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò )采集各種保護監測裝置或智能化電器的數據，實(shí)現實(shí)時(shí)處理功能。變配電計算機監控治理系統通常由如下部分組成：
1．遠程數據終端（RTU）在監控系統中作為現場(chǎng)設備與系統的通訊接口，智能化的RTU還可用于存儲與處理數據，執行計算，分析配電網(wǎng)的性能以及監視電能質(zhì)量。
2．系統監控站主要負責對遠程數據終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò )上傳來(lái)的數據進(jìn)行實(shí)時(shí)計算處理、保存并根據用戶(hù)需要天生各類(lèi)報表．同時(shí)監控站還能根據授權處理操縱職員的請求，遠程起�，F場(chǎng)設備等
3．治理中心在一個(gè)大型的建筑群體中，分布在各個(gè)區域的系統監控站可以通過(guò)專(zhuān)用通訊網(wǎng)絡(luò )，將信息數據進(jìn)行集中監控處理系統可以對采集的數據進(jìn)行分類(lèi)保存回檔統計及調用等數據操縱系統具有實(shí)時(shí)數據采集、一次接線(xiàn)圖（高低壓系統）顯示與操縱參數設置遠控閉鎖操縱事件報警/記錄曲線(xiàn)棒圖．報表打印電能分類(lèi)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(shí)際應用 
上海浦東國際機場(chǎng)35kV中心電力監控治理系統是上海浦東國際機場(chǎng)電力調度的重要實(shí)現場(chǎng)所，負責整個(gè)浦東國際機場(chǎng)的電力調配工作，是整個(gè)浦東國際機場(chǎng)電力調配的中心機場(chǎng)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(dòng)化監控系統（SCADA），同時(shí)在海天路站變電所設有機場(chǎng)電力調度中心，負責對中心變電所進(jìn)行中心調度。
機場(chǎng)35kV中心電力針算機監控治理系統采用分層分布式結構，包括調度層就地監控層和現地設備層三層，采用三級控制模式：調度層—機場(chǎng)電力調度中心；控制層-變電所就地監控系統；現場(chǎng)設備層一現場(chǎng)監控設備各種電力儀表系統構成圖如圖1所示 
（一）現場(chǎng)設備層
變電站SCADA系統的監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(gè)開(kāi)關(guān)柜上，所有的控制、保護丈量報警等信號均在就地單元內處理成數據信號后，傳輸至前置處理機各就地單元即使故障，仍可獨立完本錢(qián)拒的監測保護功能，其監測的信息可反映在開(kāi)關(guān)柜的面板上。
（二）控制層
變電所就地監控系統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字通訊的上風(fēng)將變電站的二次設備（包括丈量、信號、控制、保護、自動(dòng)裝置和遠動(dòng)裝置等）經(jīng)過(guò)功能組合而形成的標準化模塊化、網(wǎng)絡(luò )化、功能化的計算機監控系統．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(guò)GeniusBUS連接PLC和微電腦型繼電保護裝置通過(guò)Modbus通訊協(xié)議連接。為進(jìn)步系統控制可靠性和時(shí)效性，每個(gè)開(kāi)關(guān)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(guò)電纜直接與PLC開(kāi)關(guān)量輸進(jìn)/輸出模塊連接。
系統可以實(shí)時(shí)監控電流、電壓、有功功率、無(wú)功功率、視在功率、有功電度、無(wú)功電度、視在電度、功率因數、頻率等模擬量信號及斷路器的分合閘、手車(chē)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(kāi)關(guān)量信號。在畫(huà)面設計時(shí)，充分考慮到采集的數據量大，內容多的特點(diǎn)，設計成以主接線(xiàn)圖為主配合以各個(gè)分功能畫(huà)面為輔的人機界面。因此畫(huà)面內容豐富，包括多種顯示組件如開(kāi)關(guān)狀態(tài)、小車(chē)位置、電壓數字表及棒圖顯示電流趨勢圖、歷史曲線(xiàn)圖。當變配電系統的各開(kāi)關(guān)出現過(guò)載跳閘、短路故障跳閘等事故跳閘時(shí)，計算機能夠通過(guò)多媒體音箱發(fā)出聲音報警并自動(dòng)記錄時(shí)間、站號、回路開(kāi)關(guān)名稱(chēng)、事故種別，以方便電力治理更快更有效地往安排任務(wù)，及時(shí)的往解決發(fā)生的報警故障，在最短的時(shí)間內排除故障，以保證系統的安全運行。
（三）調度層
機場(chǎng)電力調度中心采用星型的產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)架構通過(guò)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控系統通訊。系統配置歷吏數據庫治理系統，將所監測并統計的各種電量參數各斷路器或開(kāi)關(guān)的狀態(tài)變化時(shí)間報警故障種別操縱職員代碼和時(shí)間等數據儲存于系統硬盤(pán)，以便對整個(gè)變配電系統的運行情況進(jìn)行分析．系統可以對采集的數據進(jìn)行分類(lèi)保存．回檔統計及調用等數據操縱。
中心報表系統可以根據實(shí)際輸進(jìn)信號，編制出日月年報表。系統可以根據用戶(hù)要求按照對象性質(zhì)、時(shí)間等項止進(jìn)行檢索，以便進(jìn)行查詢(xún)和故障分析系統可以根據一天用電負荷情況自動(dòng)天生負荷列表、用電量曲線(xiàn)以及電能棒圖等，電力治理可以根據列表曲線(xiàn)或是棒圖來(lái)均衡每一個(gè)小時(shí)用電量，以達到負載利用最高系統可以統計和打印所監控的所有電流值、電壓值、功率值、功率因數值以及這些參數一天24小時(shí)變化曲線(xiàn)；統計和打印各斷路器運行狀態(tài)變化時(shí)間及故障報警時(shí)間和種別；統計和打印各斷路器的操縱時(shí)間及操縱職員代碼；統計和打印有功電度、無(wú)功電度的一天24小時(shí)內單位小時(shí)用電量及電量棒圖。 
四、結語(yǔ) 
變配電站計算機監控系統，促進(jìn)了無(wú)人值班變電站的實(shí)現，可以利用遠動(dòng)技術(shù)使電網(wǎng)調度迅速而正確地獲得變電站運行的實(shí)時(shí)信息，完整地把握變電站的實(shí)時(shí)運行狀態(tài)及時(shí)發(fā)現變電站運行的故障并做出相應的決策和處理同時(shí)可以使值班治理職員根據變配電系統的運行情況進(jìn)行負荷分析．公道調度遠控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制事故處理的主動(dòng)性減少和避免誤操縱、誤判定，縮短事故停電時(shí)間，實(shí)現對變配電系統的現代化運行治理。
總之，變配電站計算機監控系統具有可靠性高、抗干擾能力強實(shí)時(shí)性好及維護簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。隨著(zhù)計算機技術(shù)的迅速發(fā)展：變配電站的計算機化進(jìn)程越來(lái)越?jīng)Q，變配電站計算機監控及無(wú)人值守已成為當今電氣自動(dòng)化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢。