智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在高壓配電中的應(yīng)用分析

1、智能電力監(jiān)控系統(tǒng)在高壓配電中的應(yīng)用分析1 引言變電站綜合自動(dòng)化技術(shù)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用為前提的多專業(yè)綜合技術(shù)。2001年，我廠采用了深圳中電公司的智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)，將這項(xiàng)技術(shù)在高壓配電系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用,取得了良好的效果。 本系統(tǒng)包括智能電力監(jiān)控裝置、通訊設(shè)備、系統(tǒng)監(jiān)控后臺(tái)三個(gè)部分。智能電力監(jiān)控完成對(duì)廠區(qū)所有線路、設(shè)備的實(shí)時(shí)測(cè)量和監(jiān)控;通訊設(shè)備完成對(duì)監(jiān)控裝置的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，系統(tǒng)后臺(tái)完成企業(yè)廠區(qū)的SCADA的全部功能，還可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的規(guī)約轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)留接口等。它包含有前臺(tái)主機(jī)和后臺(tái)機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)各高壓配電設(shè)備的測(cè)量模塊，485/232轉(zhuǎn)換口，通訊電纜，串口擴(kuò)展設(shè)備等組成，它和其他自動(dòng)化系統(tǒng)的不同之

2、處是，由現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)量模塊完成對(duì)電能參數(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，從現(xiàn)場(chǎng)上傳與下傳至前臺(tái)主控機(jī)的均是數(shù)字化信號(hào)，避免了其他形式自動(dòng)化系統(tǒng)的電能參數(shù)現(xiàn)場(chǎng)模-模轉(zhuǎn)換后到主站控制箱再進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換,減少在傳輸中的干擾對(duì)測(cè)控的影響，還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是:非永久通訊系統(tǒng)故障時(shí)不會(huì)因?yàn)閭鬏斨袛喽箶?shù)據(jù)丟失。2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能智能化監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三層:主控層、通訊管理層和間隔設(shè)備層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖參見圖1。圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采用分層分布式的結(jié)構(gòu)，監(jiān)控裝置都是單元式的裝置，采用集中組屏的方式就近安裝在開關(guān)柜附近，系統(tǒng)升級(jí)可利用原系統(tǒng)的監(jiān)控后臺(tái)，完成當(dāng)?shù)乇O(jiān)控。主控層的監(jiān)控微機(jī)上實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)豐CADA的全部功能，還可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜

3、的規(guī)約轉(zhuǎn)換功能，實(shí)現(xiàn)預(yù)留接口與第三方設(shè)備、系統(tǒng)通訊(DCS系統(tǒng)的通訊接口)?？梢栽谙到y(tǒng)的離線后臺(tái)軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行擴(kuò)容和升級(jí)(需要更換軟件版本、數(shù)據(jù)庫(kù)等)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的訪問。整個(gè)系統(tǒng)在主控室配置一臺(tái)前置機(jī)，以Windows 2000為操作系統(tǒng);另一臺(tái)PC機(jī)作為后臺(tái)機(jī)，以Windows 98為操作系統(tǒng)，通過(guò)一臺(tái)光纖交換機(jī)以粗纜方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，安裝PECSTAR 1.5的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)版。智能化電力監(jiān)控系統(tǒng)與一般功能的電子表的概念截然不同。電力監(jiān)控裝置最終的目的是要實(shí)時(shí)的對(duì)整個(gè)廠區(qū)的供用電情況進(jìn)行監(jiān)視，電子表一般的功能主要是以計(jì)量為主，主要是定期或不定期的查看電度等電量參數(shù)。智能化監(jiān)控系統(tǒng)以Windo

4、ws 2000為操作系統(tǒng)平臺(tái)。應(yīng)用程序采用具有面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)的、成熟的、適合電力系統(tǒng)特點(diǎn)的軟件，并具有安全性、實(shí)時(shí)性和完整性的特點(diǎn)，升級(jí)方便。監(jiān)控主機(jī)均在線運(yùn)行，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)通信。系統(tǒng)為全Windows界面，系統(tǒng)功能嚴(yán)格遵循電力系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。功能要點(diǎn)歸納如下。2.2 數(shù)據(jù)處理功能設(shè)計(jì)遙信量:開關(guān)、刀閘、事故總信號(hào)及順序記錄、變壓器分接頭位置、接地信號(hào)等。遙測(cè)量:頻率、電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率等。脈沖量:主要為電度量。通訊過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)視診斷，統(tǒng)計(jì)通道的停運(yùn)時(shí)間。各種不同的系統(tǒng)參數(shù)可通過(guò)Pecstar提供的數(shù)據(jù)定義編輯器進(jìn)行配置。使用智能通信處理器:連接至網(wǎng)絡(luò)上，與前臺(tái)機(jī)之間

5、按網(wǎng)絡(luò)方式通信。轉(zhuǎn)發(fā)功能:可以以各種不同的規(guī)約和不同的通訊方式向上級(jí)調(diào)度中心或其他同級(jí)集控中心轉(zhuǎn)發(fā)。狀態(tài)量(遙信量)包括可靠性檢查:檢查數(shù)據(jù)是否可靠，并進(jìn)行告警;狀態(tài)取反:根據(jù)開關(guān)量的常開/常閉屬性選擇是否進(jìn)行狀態(tài)取反;變位辯識(shí):辯識(shí)故障變位和遙控動(dòng)作，累計(jì)次數(shù)及時(shí)間;變位告警;人工置數(shù);呆值檢查:對(duì)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)變化的狀態(tài)值發(fā)出告警信息;統(tǒng)計(jì)變位次數(shù)。模擬量(遙測(cè)量)包括可靠性檢查:檢查數(shù)據(jù)是否可靠，并進(jìn)行告警;變化率檢驗(yàn):檢驗(yàn)數(shù)據(jù)是否超過(guò)規(guī)定的靈敏度，決定是否作進(jìn)一步處理;條件復(fù)歸置零:當(dāng)數(shù)據(jù)小于規(guī)定的零漂限值時(shí)，發(fā)出越限報(bào)警信息;越限檢查:當(dāng)數(shù)據(jù)超出正常區(qū)間之外時(shí)，發(fā)出越限報(bào)警信號(hào);電度量包括

6、可靠性檢查:檢查數(shù)據(jù)是否可靠，并進(jìn)行告警;電度量轉(zhuǎn)換;統(tǒng)計(jì)計(jì)算:實(shí)時(shí)計(jì)算峰峰值，谷谷值，日計(jì)電量，時(shí)時(shí)電量。計(jì)算量包括系統(tǒng)提供一些標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算函數(shù)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、計(jì)算，并提供公式編輯功能，使系統(tǒng)能使用計(jì)算函數(shù)、邏輯函數(shù)的組合完成某些特定的計(jì)算;計(jì)算統(tǒng)計(jì):電壓合格率、主變投入/停用時(shí)間，運(yùn)行率(主站和RTU等廠站)、負(fù)荷率、月電量平衡計(jì)算、變壓器有載調(diào)壓次數(shù)和斷路器跳閘次數(shù)。事故報(bào)警和記錄功能包括1ms順序事件記錄(SOE);上位機(jī)設(shè)定U、I、P、Q、Cos、f、諧波等的上上限、上限、下限、下下限等幾個(gè)限值，當(dāng)測(cè)量值越限時(shí)發(fā)出聲、光報(bào)警;系統(tǒng)發(fā)生事故或設(shè)備運(yùn)行工作異常時(shí)，自動(dòng)投入音響報(bào)警、

7、推出事故畫面，畫面上相應(yīng)塊閃光報(bào)警，指出事故的性質(zhì)和異常參數(shù)值;用戶可在主機(jī)上，通過(guò)對(duì)開關(guān)量或執(zhí)行繼電器的輸出接點(diǎn)進(jìn)線邏輯組合定義特定的事故類型，當(dāng)該定義事故發(fā)生時(shí)，自動(dòng)推出相應(yīng)的故障畫面;開關(guān)量變位報(bào)警，且變位對(duì)象在屏幕上變色;通信故障報(bào)警;報(bào)警事件啟動(dòng)事故追憶;控制操作記錄、保護(hù)動(dòng)作記錄、系統(tǒng)設(shè)置記錄、通信故障記錄。統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表、打印功能包括提供計(jì)算工具，分類整理實(shí)時(shí)采集和記錄所有電量;分時(shí)計(jì)費(fèi);電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì);小時(shí)、日、月、年電能統(tǒng)計(jì);有功、無(wú)功、電流、總負(fù)荷、功率因數(shù)、電量日/月/年最大值最小值及出現(xiàn)的時(shí)間、日期、負(fù)荷率、數(shù)字輸入狀態(tài)量邏輯運(yùn)算值等，設(shè)備正常異常變位次數(shù);日、月

8、、年報(bào)表;用戶自定義報(bào)表格式和計(jì)算方法;所有畫面打印、報(bào)表定時(shí)和召喚打印、事件打印;實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)保留兩年記錄。2.3 監(jiān)控顯示功能設(shè)計(jì)采用多畫面形式提供正常的運(yùn)行監(jiān)測(cè)，調(diào)用各種數(shù)據(jù)、報(bào)表及運(yùn)行狀態(tài)圖、參數(shù)圖、電能數(shù)據(jù)分析等畫面。報(bào)警事件窗口具有事件過(guò)濾功能;自定義事件信息用于推出事故畫面。采用先進(jìn)的TTS語(yǔ)音合成技術(shù)，進(jìn)行事件報(bào)警;也可根據(jù)不同的事件等級(jí)自定義報(bào)警聲音。全組態(tài)的圖形工具提供了多達(dá)幾十種的電力系統(tǒng)圖元，強(qiáng)大的功能使得在極短的時(shí)間內(nèi)完成圖形繪制成為可能。系統(tǒng)組態(tài)和參數(shù)設(shè)定功能包括提供系統(tǒng)設(shè)定、設(shè)備接入設(shè)定、圖形和報(bào)表編輯等組態(tài)工具軟件;上位機(jī)顯示和設(shè)定各種定值;運(yùn)行參數(shù)和

9、越限參數(shù)的設(shè)定;監(jiān)控系統(tǒng)的其他參數(shù)設(shè)定。獨(dú)有的郵件中心功能包括系統(tǒng)的郵件中心可以將系統(tǒng)的事件、報(bào)表等發(fā)到指定的E-mail信箱里面;通過(guò)E-mail信箱、手機(jī)的綁定，可以通過(guò)手機(jī)短消息的方式了解當(dāng)前的運(yùn)行情況。診斷及維護(hù)功能包括在線自診斷報(bào)警;數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)完全備份和恢復(fù);系統(tǒng)功能維護(hù)和崩潰后快速恢復(fù)功能;控系統(tǒng)的故障診斷。3 應(yīng)用范例3.1 高速定時(shí)記錄整定只整定了高速定時(shí)記錄8，11塊3720的高速定時(shí)記錄8的具體整定。啟動(dòng)條件:60%的平均線電壓，為3780V。記錄時(shí)限:20S，即1000周波。記錄數(shù)據(jù)的速度:10周波記錄1個(gè)點(diǎn)，即200MS記錄一點(diǎn)。記錄的參數(shù):整定的參數(shù)為Ia，IC，U平均線電壓。3.2 參數(shù)越限整定(1) 60%的平均線電壓，正向越低限觸發(fā)，動(dòng)作結(jié)果:高速定時(shí)記錄8。(2) 監(jiān)視電流，正向越高限觸發(fā)，各回路整定值見上面故障錄波觸發(fā)值，動(dòng)作結(jié)果:觸發(fā)故障錄波。參見附表。附表 電流越限告警整定表(上位機(jī)整定)(3) 當(dāng)平均線電壓越過(guò)6700V時(shí)，正向越高限觸發(fā)，無(wú)動(dòng)作結(jié)果。 4 結(jié)束語(yǔ)該系統(tǒng)投入使用以來(lái)，運(yùn)轉(zhuǎn)正常，取得了良好的效果?？梢詫?duì)電氣系統(tǒng)中的故障進(jìn)行錄波或追憶，特別是事故時(shí)能夠第一時(shí)間了解設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及狀態(tài)，為事故的正確處理，減小故障的影響，對(duì)事