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1、配电监控系统在变电站的应用研究摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，起着接受电能、变换电压和分配电能的作用。变电站供电质量的高低，其安全性和稳定性对于广大电力用户来说都是非常重要的。变电站加入网络监控系统，能够全面提高变电站的技术和管理水平、降低维护成本、稳定电气设备的运行。PowerSCADA3000监控系统与电气设备完美结合，成为变电站电气整体解决方案的一部分。在电气设备正常及故障情况下对其起到监测、保护和控制。为电气设备的维护、检修和安全运行提供保障。为电力用户提供连续、稳定的电力供应，优化电网设备，达到节能增效的作用。本文以PowerSCADA3000配电监控系统在变电站的应用为例，对
2、PowerSCADA3000的网络结构配置、数据库管理、人机界面的操作和通讯管理机的使用等做了简单的介绍，还分析了监控系统运行时存在的问题和解决方法。对系统的安全性和维护管理提出了一些要求。关键词：监控系统、智能仪表、网络配置、人机界面、电磁干扰、维护管理Abstract: Substation is an important part of power system, power plays to accept, transform the role of voltage and distribution of electric energy. The quality of power su
3、pply substation, its security and stability for large power users are very important. Substation in the network monitoring system, able to comprehensively improve substation technology and management, lower maintenance costs, stable operation of electrical equipment. PowerSCADA3000 monitoring system
4、 with the perfect combination of electrical equipment, electrical substation as part of the overall solution. In the electrical equipment under normal and failure to play its monitoring, protection and control.For the power user to provide continuous, stable power supply, optimize network equipment,
5、 achieve energy efficiency. Based on the substation PowerSCADA3000 distribution monitoring system in the application of PowerSCADA3000 as an example, the network structure and database management, man-machine interface and the use of communication management, make a brief introduction to the analysi
6、s of the monitoring system, the problems and solving methods. To maintain the security of the system and puts forward some management requirements.Key words: monitoring system, intelligent instruments, network configuration, interface, electromagnetic interference, maintenance and management前言：深圳长城科
7、技变电站位于长城科技1#楼的地下室，该站从建站初就本着绿色环保理念，不占用地面空间，对周围环境无噪声和电磁辐射的污染，运行安全可靠。变电站的高压供电系统是两路10KV高压电源，一路来自高新站F14线，一路来自科技园站F11线。变电站内有十台功率1600KVA的干式风冷变压器，每一路10KV高压电源通过5列Simens高压开关馈线柜向五台变压器供电。变电站采用单母线分段的供电方式，母联断路器平时是断开的，两路高压电源之间相互备用。正常运行时，两路电源同时供电，当任何一路电源停电，母联断路器立刻合闸，由另一路电源为全站供电。该站主要是为长城科技1#楼，2#楼和3#楼各公司的生产、办公和空调冷水机组
8、的供电。其中有三台变压器是某些公司的生产专用变压器。为了合理的利用人力资源，实现变电站的自动化，全面提高变电站的技术水平、管理水平，经济效益和供电质量，使电气设备安全、可靠、稳定运行，降低运行维护成本。公司从建站初期就使用了深圳康必达控制技术有限公司的FIX电力监控软件与智能仪表组成的配电监控系统。随着运行日久，原来监控系统使用的监控机内存小，仅有128M，硬盘只有20G，不能存储大量的数据。这样，每隔半年就要把数据库里的数据拷贝备份起来，经常因为数据量过大而使监控机死机，表现在主控监控画面里相应的设备与实时数据库连接的数据丢失，无法查看到实时的数据，报警过于频繁，影响监控工作的正常运行。变电
9、站初建时只有七台变压器，后来增加了三台专用变压器和相应的高压开关柜和低压配电开关柜，另外因为负荷的变化和某些公司的搬迁原因，对一些配电开关位置的调整，原来在监控组态画面里的某些开关与其对应的实际开关位置不符。这样就希望在监控画面里对配电系统重新绘制组态画面，在实时数据库里增加一些开关变量的点数。公司决定在不改变变电站监控系统原先分散在各开关间隔层的各种智能仪表、数据采集硬件设备和网络布置的情况下，采用深圳康必达公司的PowerSCADA3000监控软件对本站的监控系统进行改造。改造的工程包含电量计费系统和配电监控系统，本文只介绍配电监控系统的部分。新的配电监控系统把原来的工控机更换成研华科技6
10、10H型工控机，内存有2G ,硬盘有250G，只做后台监控使用，另外增加两台通信管理机KBD3108A和KBD3116A分别与电量计费系统、配电监控系统联网通信。 SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）即数据采集与监控，它是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现设备的数据采集、控制、测量、参数调节以及各类信号的报警等功能。PowerSCADA软件的最基本的两个功能就是数据采集和数据管理。电力监控系统现场采集的数据不仅包括功率、电压、电流等测量数据，还包括分闸、过流和速断等操作及事故所产生
11、的SOE事件。当发生事故跳闸时，还能记录现场的故障录波数据，所以电力监控系统所需要的通信速度很高，采集的数据量是很大的。PowerSCADA能够以用户指定的速率采样数据并将数据储存在数据文件中，创建历史数据和趋势显示，并且提供贯穿整个系统的现场实时数据，所有数据文件都经历了正确处理和优化。操作人员在任何时候都能从数据文件中检索历史数据和查看现场电气设备实时运行的电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数等数据。PowerSCADA通过专用报表工具软件包，可以方便的创建各种报表，如年报、月报、日报等，使得历史数据的查询、显示和打印非常方便，这样更加有效的利用设备资源和人力，提高配电监控系统的自动化
12、。变电站监控系统的设备布局和工作模式介绍一：智能监控设备的布局1：对于高压进线各种电气量的监测、数据采集和故障录波采用的是加拿大PowerMeasument Ltd.公司的高级电力监测仪表PML3720ACM；2：对于高压馈线和低压系统每个开关的三相电流、电压、有功功率、功率因数等电量测量，采用意大利DUCATI公司功能相同的智能仪表MACH96和MACH SMART来实现，其中MACH SMART智能仪表又分为带显示面板和不带显示面板的两种；3：对于所有高低压开关的分闸合闸现场实际位置状态的采集，采用工业级的西门子S7-300可编程控制器（PLC）来实现，可靠性和实时性非常高。PLC同时还负
13、责采集直流电压和每台变压器的温度，PLC采集的参量有：（1）高压侧：包括进线在内的11个回路的保护动作信号、断路器的状态、隔离开关的状态、接地开关的状态等；（2）低压侧：共130个回路的开关状态和故障状态；（3）高压柜的直流屏操作电源直流电压：是由电压变送器将采集的电压信号转换成4-20mA模拟信号送入PLC处理；（4）变压器温度的采集，是由温度监测仪表将变压器三相温度4-20mA模拟信号送入PLC。本地后台监控机光纤通信RS485网络通讯管理机KBD3108通讯管理机KBD3116以太网交换机液晶显示器变压器温度的采集高压线路监测保护主变压器监测保护PLC采集开关状态、直流屏电压及变压器温度
14、IEC104通信协议Modbus通信规约以太网中控室计算机打印机以太网开关线路数据采集智能仪表MACH表带RS485接口智能电度表红外脉冲远传电度表DLT/645通信规约（15块）（41块）（智能配电监控柜1个）Profibus现场总线（130回）Profibus-DP通信协议Profibus专用电缆图1：变电站的分散兼集中的工作模式方框图二：变电站工作模式的简介变电站内所有的高压监测仪表和低压监测仪表通信接口，全部都是RS485串行通信接口，整个系统采用分散兼集中的工作模式，如图1方框图所示。2块高压进线电力监测仪表PML3720、2块高压进线电参量测量显示的MACH96，9块变压器进线电压
15、、电流测量显示的MACHSMART(DUCAT1)，以及西门子S7-300型PLC集中安装在一个独立的监控柜上。130个MACH SMART低压数据采集智能仪表则是就地分散安装在各个低压开关柜上。如图2配电网络图所示，所有的高低压智能仪表采用RS485串口数据通信，分成8组连在不同的通信总线上，构成8条互不关联的RS485网，通过屏蔽电缆接入通讯管理机KBD3116A的RS485串口，这些接口之间的通信要符合Modbus通信规约。西门子S7-200型PLC以Profibus现场总线连接方式与外围设备连接，其与各种高低压开关智能MACH表之间的通信接口连接符合Profibus-DP现场总线通信协
16、议，与变压器温度和直流屏电压的数据采集通信接口符合Profibus-PA现场总线通信协议。为了让通信管理机对PLC采集来的数据统一进行处理，必须将Profibus通信协议转换成Modbus通信协议，以利于通信管理机的RS485接口对通信协议的连接要求。通信协议转换过程是由安装在监控机的协议转换软件来完成的。PLC的通信口用Profibus专用电缆连接到后台监控机的一个RS485串口，经协议转换后，监控机的另一个串口以Modbus通信规约接口连接方式，用屏蔽电缆与通信管理机KBD3116A的RS485串口相连接。变电站原来的FIX监控系统，是将组建成的原5条RS485网的屏蔽电缆接入插在监控机的RS485通讯卡CI-134I上，PLC的Profibus专用电缆则是接入插在监控机的通讯卡C
