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【摘 要】随着计算机技术、网络技术、控制技术、通讯技术、显示技术的发展和广泛应用,变配电监控系统在广阔的工业技术领域和服务行业中的应用日益增多.作为变配电管理的各类变电站,其中枢管理系统早已纳入智能化监控管理的范畴.这类智能型变配电监控系统既是现代化企业实施电力运行科学管理、减员增效的有力工具,也是企业网络化、信息化建设的重要组成部分.
【关 键 词】智能变配电系统；网络化监控；系统集成
变配电监控系统是提高供电系统可靠性的最有效手段,它不但可以减少停电范围,缩短停电时间（由原来的几天、几小时,缩短到几十分钟,甚至几十秒,采用该自动化系统后的配电系统,其可靠性可提高到99.99%）而且可以改进供电质量,改善公司企业形象,为用户提供更高质量的服务.若用人工值班,通过联系或人工巡视,工作量大,速度也很慢.采用变配电监控系统进行监测、管理,能迅速发现故障,使设备按最佳工况运行,实现遥控、遥测、遥信,达到节约能源,减轻运行电工人员的劳动强度、改善工作环境、减少人力,提高劳动生产率,使供电系统安全、合理、经济运行.
本文结合我公司参与设计某学院变配电工程的具体案例,论述变配电监控系统构建的方案.该学院采用的变配电监控系统是高效、安全、经济、可扩展的高、低压供配电系统微机监控系统,采用目前国际流行的面向对象的分层、分布式智能一体化结构,应用计算机控制、网络通讯等多项先进技术,将供配电系统智能型二次设备的各项功能（保护、监测、控制、通信等诸多功能）重新组合优化设计所推出的一种开放性、网络化、单元化、组态化的新一代电力监控管理系统.系统能够在主控室实现对各个变配电站的遥信、遥控、遥测“三遥”功能,对电气设备的运行状态进行实时监控,具有电气参数实时监测、事故异常报警、事件记录和打印、统计报表的整理和打印、电能量成本管理和负荷监控等综合功能.配变配电智能化管理及监控系统(带UPS)采用分层分布以太网结构,分为站控层、通讯管理层、间隔层；保护和测控可分开配置,结构及功能要求单元化以提高系统可靠性；通讯管理层采用一台可支持双以太网、嵌入式CPU、带实时多任务操作系统、支持多种通讯规约的智能通讯装置；
1.高压开关柜与微机综合保护装置
开闭所内两路10KV进线采用10KV微机综合保护装置,可设反时限过电流速断、接地故障、低电压保护,并且通过内部逻辑编程能够实现备用电源自投功能,保证电力永久供应.10KV母联和出线回路,可设反时限过电流速断、接地故障保护.变压器出线回路,设反时限过电流速断、接地故障保护,温度保护.微机综合保护装置能够为电力设备的安全运行提供全面、简单而可靠的解决方案,它能够完成对10KV开关设备的保护（速断、过流、接地、低频、低电压等）、测量（电流、电压、频率、功率、功率因数、电能等等）及监视控制（开关分合闸状态、遥控分合等）,符合我国电力运行人员及测试人员的操作习惯,出现故障跳闸后能迅速准确的作出判断,继而最大程度的减少因故障而带来的损失.配备有多种不同功能的扩展模块,能充分满足用户的要求.通过与RS485网络的连接可以实现远程“四遥”功能.
监控系统工作电源采用在线式长延时UPS装置,可在交流供电电源消失时不影响监控系统运行,仍能够保证实时数据的采集和控制.
2.低压进线、母线联络和部分回路
该部分的监控功能通过智能型网络电力参数测量仪来实现.多功能测量仪表具备所有电力参数的测量,完全可以实现对开关的遥测、遥信和遥控.通过RS485Modbus实现与RS485网络的连接.
（1）测量功能：系统能够实时和定时进行数据采集,测量、显示并上传电流、电压（相、线）、频率、有功功率、无功功率、视在功率、有功电度、无功电度、功率因数、谐波分析、电能质量分析等电量参数.所有的电量参数均采用交流采样,保证测量的高精度和实时性.定时数据可根据设定的时间间隔自动转存于硬盘,作为历史记录存档.能对模拟量进行合理性校验、上下限比较等.
（2）监视功能：动态刷新系统主接线图、实时显示各断路器的分合闸状态、开关故障状态等信息.
（3）继电保护功能：分散式数字微机综合保护测控模块具备控制(开关就地及遥控合闸、分闸等操作)、测量(电流的测量、记录和显示)、遥信信号采集和各种保护功能（具有完善的三段式保护、接地保护等）,且具有很高的精确度和可靠性,既可以单独完成电流测量,控制和保护任务,又可以与监控计算机及通信网络组成完善的电力监控系统.
（4）告警功能：当出现断路器分合闸变位、遥测越限、保护动作和其它报警信号时,系统能发出声光、语音提示,并在屏幕上显示报警内容.尤其当保护动作、开关跳闸等事故时,系统能连续发出报警声光、语音,报警声光、语音经操作员确认后方能手动复位,报警语音能根据不同类型的报警信号发出不同的声音.
●开关变位：自动推出事件报警窗和故障相大画面,画面位开关应有变色提示,并在报警框内有简体中文汉字提示的告警语句及当前变位状态,并指明变位开关名称、回路编号和性质(事故跳闸)；
●电流、电压越限：画面闪烁提示,并在报警提示窗里显示当前越限值；
●对于开关变位、保护动作、保护告警等事件除在报警提示框显示相应内容外,还有声光、语音提示；所有告警事件可打印记录和写盘存盘,作为历史记录存档.能对模拟量进行合理性校验、上下限比较等.
3.低压出线回路
（1）每个输出回路提供一个常开和一个常闭接点和故障接点,并将之引到二次回路的端子排上,然后通过数据采集器对每个开关的开关状态进行实时采集,实现其遥信功能,并通过MODBUS协议与网络连接.
（2）监视功能：动态刷新系统主接线图、实时显示各断路器的分闸、合闸状态；信号采集器本身自带智能通讯接口,通过Modbus协议与监控网络连接.信号采集器性能稳定、可靠,适用于安全性及响应性高的环境,并且接线简单,易于安装,便于维护.
（3）告警功能：开关事故跳闸变位时,系统能发出声光、语音提示,并在屏幕上显示报警内容,并自动推出事件报警窗画面,画面位开关有变色提示,并在报警框内有简体中文汉字提示的告警语句及当前变位状态,并指明变位开关名称、回路编号和性质(事故跳闸).报警声光、语音经操作员确认后方能手动复位,报警语音能根据不同类型的报警信号发出不同的声音.所有告警事件可打印记录和写盘保存.
4.干式变压器（微机型温控仪,带通讯接口）
干式变压器温控、温显智能装置能就地/远程显示三相绕组的线芯温度及最高温度,能设定风机启停温度,能设定高温报警、超温跳闸等功能.
（1）测量功能：系统能够实时和定时进行数据采集,测量、显示并上传三相绕组的线芯温度及最高温度等参数.所有的参数均采用交流采样,保证测量的高精度和实时性.定时数据可根据设定的时间间隔自动转存于硬盘,作为历史记录存档.
（2）遥信功能：风机告警、变压器超温告警、温控器故障.
（3）告警功能：当出现高温报警、超温跳闸等遥测越限报警信号时,系统能发出声光、语音提示,并在屏幕上显示报警内容.尤其当高温保护动作、开关跳闸等事故时,系统能连续发出报警声光、语音,报警声光、语音经操作员确认后方能手动复位,报警语音能根据不同类型的报警信号发出不同的声音.所有告警事件可打印记录和写盘保存.
5.自备应急柴油发电机组（带通讯接口）
（1）测量功能：系统能够实时和定时进行数据采集,测量、显示并上传电流、电压、相位、水温、功率因数、频率、转速、润滑油油压、润滑油油温、启动电池的电压、输出功率等参数.所有的参数均采用交流采样,保证测量的高精度和实时性.定时数据可根据设定的时间间隔自动转存于硬盘,作为历史记录存档.
（2）遥信功能：工作状态（运行/停机）,工作方式（自动/手动）,输出开关状态,过压,欠压,过流,频率/转速高,水温高,皮带断裂（风冷）,润滑油油温高,润滑油油压低,启动失败,过载,启动电池电压高/低,紧急停车,市电故障,充电器故障.
（3）告警功能：当出现水温过高、油压过低、超速、过载、频率过低等越限报警信号时,系统能发出声光、语音提示,并在屏幕上显示报警内容.尤其当保护动作、开关跳闸等事故时,系统能连续发出报警声光、语音,报警声光、语音经操作员确认后方能手动复位,报警语音能根据不同类型的报警信号发出不同的声音.所有告警事件可打印记录和写盘保存.
自动化的设备投切可减少运行人员对设备的手动操作,以便及时对网络结构进行变化,适应运行的要求.不断增加模型的复杂性和基于人工智能的软件,有助于从数据中产生知识和效率.