淺析10KV變配電室綜合監控系統

魏云利

【摘 要】本文首先對10KV變配電室綜合監控系統的相關案例進行分析，對變配電室監控系統的運行模式進行介紹，對監控系統的結構特點進行探討，最后提出變配電室綜合監控系統的未來發展前景。

【關鍵詞】變配電室；監控系統；運行模式；結構特點；發展前景

【中圖分類號】TM62【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0438-01

1、引言

20世紀90年代，我國電力系統開始運用變配電室綜合監控系統技術，企業可以借助這項技術，對供電設備的運行情況進行實時監控和管理控制，從而改變了傳統監控系統的種種弊端。本文結合實際案例對10KV變配電室綜合監控系統進行研究，不足之處，敬請指正。

2、工程概述

本工程為某廠智能一體化遠程監控變電站，采用雙路10KV進線電源供電，從距離廠區約2km處變電站，利用YJV22-3×300m㎡交聯電力電纜沿著電纜溝，引入廠內10KV總變配電室。10KV供電系統采用單母線分段的方式，兩段母線同時工作，10KV聯絡開關在正常運行狀態下處于分斷狀態，如果一路10KV電源發生故障，另外一路10KV電源經過母聯開關要承擔全廠生產負荷。全廠總共設置一個10KV開閉所，四個10KV/0.4KV變配電室，八臺干式變壓器，容量達到12000KVA，配電系統模擬屏共1面，10KV/0. 4KV變配電室內總共設置了100門低壓開關柜，以及300多條低壓出線電纜。

10KV變配電室綜合監控系統共有兩個部分，主機單元和人機界面。主機單元主要由輔助電源、主板、模擬量輸入模塊等組成，主機單元和人機界面之間利用串行電纜進行連接，利用RS485T進行通訊，實現多功能保護，采用開關進行遠程控制，利用遙測、遙信以及遙控功能，主機單元可以顯示出變配電系統的系統圖，在圖上顯示各種故障狀態和配電回路的電流、電壓、功率、電度、頻率以及其他因素等。在配電系統中改變開關回路，主機單元可以立即顯示，并發出報警信號，此時主機單元呈保護狀態，并且通過監控系統，對回路動作進行記錄。

3、變配電室監控系統

在變配電室進行上位機的監控設置，對設備的運行狀況進行實時監控，對各回路的運行電壓、電流、功率因素等進行記錄，實現遠程高低壓斷路器合分閘，完成變配電設備集中高效監控和管理。各個高低壓進出線回路都是采用PMC530A-B三相數字式多功能測控電表，以及西門子PLC模式，對各回路運行電氣參數測量和開關狀態進行通訊采集工作。變配電室綜合監控系統的軟硬件接口都是采用國際相關標準，因此開放性強、實時性較高，支持和不同廠商設備進行互聯，整個系統具有標準、維護性高的網絡。

變配電室綜合監控系統采用分層分布式網絡結構，以及客戶機和服務器的模式，服務器和客戶機的相關軟件是采用IFIX4.5，并且設計了相關的功能，比如管理員登陸、授權密碼管理、變配電設備監控實時界面、報警功能以及系統管理功能等，所有的通訊線路均采用同一類屏蔽雙絞線，監控系統實現了對中壓和低壓回路的四遙功能，以及直流屏參數的實時監控，可以和廠家MES系統進行共享。

變配電室綜合監控系統在網絡結構方面共有三層，分別是監控中心、過程控制層、現場設備層和一些附屬系統組成，包括10KV配電PLC系統、變電所PLC子系統、辦公樓變電所PLC子系統等。

在變配電室綜合監控系統的中央監控室內進行服務器的設置，共有兩臺SCADA服務器以及一臺WEB服務器，還有兩臺客戶機，一臺打印機，一套電源，以及一面大屏幕顯示屏等。其中，SCADA服務器是利用以太網和交換機與各個PLC子系統進行聯網，配備SQL2005數據庫系統，可以實現數據采集和設備監控、顯示、數據管理、故障診斷等各個功能；各個PLC子系統也是通過以太網和交換機與SCADA服務器進行通訊，向下利用各個通訊接口模塊和子站，完成對高低壓斷路器、變壓器溫度控制器、無功補償控制器以及綜合保護裝置和多功能儀表等的控制，在進行數據交換的同時，實現了數據的采集和管理控制。

（1）信息管理層

變配電室綜合監控系統的信息管理層是通過光纖以太網，實現了設備運行數據的遠程監控、記錄、報警以及管理等各個功能，能夠進行系統程序的遠程維護，并實現了向上層網絡MES系統進行傳送數據的功能，確保全廠數據資料共享。

用戶管理：對用戶的類別進行分類，按照級別的不同分別給予不同的權限。

報警列表：按照系統的需要，在開關忽然發生變化，或者保護動作時發出報警，可以由值班人員進行修改，并將信息保存到數據庫，以便于問題分析。

事件列表：相關事件進行保存，標有時標和文字說明，比如開關操作、繼電保護、系統通信、報警確認等信息。

高低壓配電開關狀態檢測和控制：對變配電設備的運行狀態進行實時監控，對開關進行遠程分合閘控制。

電氣參數測量和趨勢圖、測量報表：以動態的形式，顯示回路中電氣參數的數據報表和曲線圖。

（2）過程控制層

變配電室綜合監控系統的過程控制層采用的是工業以太網，實現了和各個子系統之間的高速信息通訊，省去了到上層去處理大量數據的過程，可以對現場設備進行數據采集，不會發生丟失記憶的誤差。

（3）現場設備層

變配電室綜合監控系統的現場設備層選擇PRPFIBUS-DP，其他通訊協議也可以直接接入主站，并提供數據通訊的功能。

4、監控系統的結構特點分析

4.1設計和施工簡單

變配電室綜合監控系統的末端都是采用多功能電表完成，多功能電表和控制單元PLC模塊安裝在開關柜內，利用交流采樣，從電流互感器取交流0～5A電流信號，無需電量變送器和開關柜上的測量計量儀表等，在其外部僅僅有一根通信電纜和PLC進行連接，因此變配電室綜合監控系統的設計施工較為簡單。

4.2 運行可靠

盡管變配電室綜合監控系統的智能化開關和智能開關柜自身也附帶監控功能，僅僅需要一根通信電纜就可以實現集中監控的功能，但是斷路器保護跳閘是設計中的一個關鍵環節，因此而增添了數據采集功能電表，并且利用PLC通訊模塊集成，對多功能電表和綜合保護裝置的運行數據和斷路器狀態進行上傳，使得變配電室綜合監控系統運行可靠。

4.3 優質供電

由于在變配電室綜合監控系統設計時，無法預測實際運行狀態的諧波，因此變配電室綜合監控系統對于諧波的監控、記錄等有待改善，以期實現更加優質的供電。

5、發展前景分析

變配電室綜合監控系統自投運以來，可靠性較高、人機界面友好，操作簡單便捷，各個性能指標都符合相關目標，從而提高了工作效率，為企業變配電科學管理提供了相關的數據，以及歷史負荷曲線等重要資料，更能夠為企業電能合理使用、企業節能控制提供一定的數據支撐，以此提高了變配電室運行的安全可靠性，而且還有效降低了變配電室運行成本，促進經濟效益的提高，所以變配電室綜合監控系統是未來企業變配電系統的發展趨勢。

6、結束語

總而言之，變配電室綜合監控系統的設計是非常重要的，但是也要結合實際生產應用，重視設備的故障維護。本文結合實際案例對變配電室監控系統的運行模式進行介紹，對監控系統的結構特點進行探討，最后提出變配電室綜合監控系統的未來發展前景，以期對于變配電站運行水平的提高起到一定的理論指導意義。

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