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精选优质文档-倾情为你奉上电力SCADA系统简介（）一、 SCADA系统简介电力监控系统又称-SCADA系统，主要用于实现对地铁各变电所内主要电气设备进行的遥控、遥信、遥测、遥调和遥视等。它对提高地铁供电系统运行的可靠性、安全性、经济性、减轻调度员的负担、实现电力调度自动化与现代化、提高调度的效率和水平等方面起到了不可替代的作用。是将远程的供电设备如：断路器、隔离开关、变压器等进行远程状态的自动化监控。二、 电力监控系统基本组成电力监控以电力调度中心为主，电站为辅，通过控制中心的电调工作站可以对全线电力系统设备进行监控。电力监控系统是一个分层分布式自动化系统，由上自下分别是：调度中心局域网系统、通信通道、变电站管理层、现场通信网络、间隔层装置。EMCS主服务器显示大屏幕维护工作站 B服务器A服务器培训工作站 电力调度工作站 GCM-507网桥可接其他系统设备LonWorksProfibus-FmsModbusProfibus-DP10/100M以太网CSE通讯处理机B2网段A2网段B1网段A1网段380V系统750V系统整流器牵引变压器配电变压器直流屏10KV系统10/100M以太网网桥光钎三、 电力监控系统的功能1、控制中心功能1) 遥控功能2) 信息处理、显示3) 供电系统运行情况的数据归档和统计报表功能4) 用户画面5) 信息打印功能6) 趋势显示7) 人机画面调阅显示8) 信息查询9) 口令功能10) 系统容错能力、自诊断、自恢复功能11) 电力系统控制模式与级别12) 监控系统控制权限13) 数据采集功能14) 控制功能15) 电度统计功能16) 数据处理功能17) 在线帮助功能18) 事故追忆功能19) 故障录波功能20) SOE（事件顺序记录）功能21) 培训功能22) 系统时钟同步功能23) 调度运行工作管理2、部分功能简述1) 控制功能单点遥控改变某一对象运行状态的控制，包括开关合/分、自动装置投入/撤除、保护定值切换等操作。程序遥控为了简化操作步骤，将某些固定的倒闸作业流程序列定义在一个序列控制中，以简化操作步骤。程序遥控包括所内程序遥控和所间程序遥控两种。程序遥控的执行可以具有手动一次启动、手动逐条启动，条件自动（经人工确认）执行等方式。程序遥控的编制应用表格定义方式，并加入执行条件判断，在执行过程中若出现限制执行条件，则自动终止程序遥控，并给出提示。程序遥控执行过程中允许用户终止执行程序遥控。2) 控制闭锁功能当现场供电设备故障时，相应开关跳闸，则此开关控制命令的操作被自动闭锁，人工解锁后才能进行操作。定义被控制对象时，可编辑输入与之相关开关对象的闭锁条件。3) 定时停/送电控制操作每天对直流750V牵引供电系统进行定时停/送电操作，停/送时间可由用户设置。当到停/送时间时，系统自动弹出停/送电操作画面，由调度人员确认后执行停/送电操作。4) 遥控试验每个变电所主接线画面上设置遥控试验对象，各车站级综合自动化系统内设置模拟试验继电器，用于测试调度系统至变电所综合自动化系统之间的可靠性。5) 复归操作综合自动化系统具有解除及对复归的信号进行远方复归的操作的功能。该操作完成后，系统应给出操作成功与否的返回信息。6) 闭锁、解锁操作对遥控对象进行的单个、批量闭锁遥控操作。解锁为闭锁的反操作。为了控制输出的安全性，系统应具有防止输出继电器接点粘接、多重选择、选择超时监视等措施，在上述情况下，执行命令应被自动屏蔽并给出提示信息。7) 模拟操作可对开关进行不下位模拟对位、闭锁、解锁操作。8) 挂接地线操作当现场供电开关设备接地刀闸接地时，操作员可在主接线画面上开关符号处设置接地标志，对有接地标志的供电开关设备，自动闭锁与之相关的控制命令操作，具体如下：调度员可以在系统单线图上对检修元件挂接地牌；被挂元件按照动态网络拓扑着色原则变成接地色；若被检修元件没有被隔离停电，则挂接地牌时将发出警告并拒挂；接地牌去掉时，被检元件按照动态网络拓扑着色原则变成停电色；允许调度员对未接地的元件进行合闸投运；若对挂接地牌的元件进行合闸送电时，将发出警告并拒合；提供对被挂检修元件统计列表画面；9) 其他安全操作系统应考虑基本的安全操作因素，防止误操作，系统应能自动闭锁不安全操作。此外，调度员还可以进行遥信、遥测闭锁操作等，这时停止对画面相关对象的实时信息刷新。远程数据设置和读取功能：可对变电所10kV、750V微机保护装置的保护定值进行远方读取、设定和修改。该功能应采取加密措施，防止无权限人员的误操作。上述单控、程控、遥控试验操作、远程数据设置采用选择执行两步操作方式，并给出执行中的提示；复归操作、模拟操作、闭锁、解锁操作等安全操作为单步操作。10) 系统互锁功能系统对远方互锁功能在同一时刻只允许一个操作员控制一个独立供电可控设备。系统远方调度控制操作可按照设备、系统、车站进行互锁，采用何种方式互锁关系可由用户自定义。11) 遥信信息的采集及处理功能综合监控系统的对各PSCADA进行实时数据采集，并通过显示器和模拟显示设备对各变电所供电设备的运行状态进行实时监视。监视画面可采用单窗口或多窗口方式显示，遥控开关状态的显示颜色合闸为红色，分闸为绿色。对系统和供电设备非正常运行状态下信息内容的监视：当发生事故跳闸时，与所发生事故变电所相对应的主接线画面自动弹出，显示器报警栏内站名闪光，同时在故障记录画面中记录有故障内容，综合自动化系统的跳闸开关符号闪光，音响报警产生，等待操作员进行确认处理。l 当有两个以上的PSCADA发生故障时，在报警栏内同时显示两个以上发生故障的PSCADA系统站名，或另设用于显示故障站名的专用画面，在画面上按故障处理等级对故障站名进行排序，紧急故障优先于非紧急故障，同一等级的故障以先到控制中心的故障为优先。此外，在模拟显示设备上相应的灯及跳闸开关指示灯闪光，等待操作员确认处理。l 操作员按复归键后停止闪烁及音响报警；同时在故障报警画面显示的故障内容，经操作员确认后，若故障仍存在，则保留故障内容，确认与未确认的内容应有明显区别。l 对异常运行状态的处理功能：对异常运行状态提供报警提示功能，报警提示将包括画面显示、文本信息和音响报警，并提供报警确认、打印、分类、归档、存贮等管理手段。(1) 报警条件l 供电系统设备异常或故障；l 调度系统设备故障；l 通道或变电所自动化设备电源故障；l PSCADA设备故障；l 保护及自动装置动作；(2) 报警处理l 产生可视信号及音响提示；l 在显示器及模拟显示设备上显示报警信息；l 修改相关的显示页面(自动弹出相关的报警显示两面)；l 自动将报警信息加入数据库中，并在实时数据打印机上打印相关信息；(3) 提供操作员确认手段l 调度员可通过对报警类别、报警站名、报警时间的定义检索报警内容。l 当报警发生后，操作员可调出报警类型画面，判断报警情况，然后调出报警处理一般原则内容画面，对操作员进行报警处理指导，此提示内容可通过软件进行增改。(4) 报警种类l 系统的所有报警将根据报警类别在报警表上区别显示，系统信息类别不少于5级，打印机及显示器上可以通过不同打印颜色及显示方式区别。l 开关变位信号和保护动作信号优先上送，以保证供电系统出现事故时调度中心能在最短的时间内得到故障信息，并对此作出快速反应、及时处理事故。l 音响报警：系统报警音响分为轻重两种故障报警，两种音响应有明显区别，音量应可调。12) 遥测监视功能遥测参数的采集方式：系统通过实时采样方式对PSCADA系统运行参数进行实时采集并在调度系统进行实时监视。(1) 显示处理方式在显示器所显示的PSCADA主接线图上，以数字方式实时显示电流、电压及功率等测量参数。设置专用图表画面用来显示遥测参数(2) 电流、电压、功率等曲线图在同一曲线图上可以同时用不同的颜色来显示多条不同的相关模拟量以进行比较。(3) 电度量直方图可以同时用不同颜色显示有功、无功电度量。13) 定期统计报表(1) 系统按每时（天、月、季、年）定期统计电度量、模拟量极值、开关动作次数（应区分操作与事故情况）、主要设备的运行、退出运行时间，并列表存储。(2) 对模拟量越限进行统计列表，内容包括：越限出现、复限时间、持续时间、越限极值等。(3) 模拟量数据处理(4) 阀值监视：系统只接收有效变化的值，每个模拟量值的阀值域可参数化，并通过数据库进行修改。(5) 刻度值处理：每个模拟量值均具有通过数据库定义的特性曲线，它定义了测量值转换成工程值的规则。(6) 限值校验：每个模拟量值均有超上限和下限校验，每个量与正常值的偏差限值由数据库中定义，越限级别至少四级（上、下限各两级）。(7) 最大最小值的计算：对所定时间范围内，选出遥测点的最大和最小值，并存入数据库中。(8) 当所测量的参数出现越限时，需在显示器画面该参数显示数值上给出变色或底色提示，以提醒操作员密切注意该参数的变化情况。(9) 脉冲量数据处理；(10) 传送数值定义至数据库地址；(11) 增量和刻度的计算；(12) 存贮至数据库内；(13) 为电度量参数提供手动置数功能；(14) 系统需考虑足够的容量用于对测量值的显示和存档。(15) 事件顺序记录SOE:系统具有将事件信息按顺序记录的功能，事件信息应带有时标，每条信息应有发生的时间、动作状态等参数，事件分辨率小于5ms。系统可以以各种方式(按时间、按事故源对象、事故报警级别等)进行查询、分析和打印SOE记录。14) 事件记录功能:(1) 定期报表：用表格的形式按每天、每月、每季、每年显示有功电度量和无功电度量统计值及依此计算出的功率因数，显示模拟量极值及出现的时间。报表能进行手动修改。(2) 越/复限统计报表：以表格形式，显示出各模拟量越/复限出现的起始时间，结束时间及峰值/谷值。(3) 事件记录：对所有发生事件进行记录，包括事件发生的时间、对象、内容、结果等信息进行记录。(4) 操作记录：对操作员所进行的操作时间、对象、内容、结果等信息进行记录。(5) 报警记录：用于事件发生后，操作员对事件进行处理。事件发生后画面显示事件发生的时间、地点、事件内容和事件类别等。(6) 事件记录、操作记录、报警记录可分别按时间、站名、对象、类别进行检索。其记录方式应具有实时打印、定时打印、自动以电子文件保存等方式。(7) 设备档案报表。15) 事故追忆功能系统具有事故追忆功能，事故追忆不仅包含模拟量数值，还应有事故追忆阶段相关开关量的变化内容。模拟量事故追忆功能用于在事故发生后，记录事故发生前后一段时间内相关的模拟量的变化情况。每个模拟量事故追忆可以定义多个开关量作为事故源和多个模拟量参数组。开关量事故追忆功能用于在事故发生后，记录从事故发生前至事故发生后一段时间内的开关量状态一系列的变化情况。事故追忆功能至少可追忆到事故前1分钟到事故后2分钟的所有模拟量值及开关状态变位等信息，系统能同时存贮10个以上的事故追忆报告。系统保存事故追忆记录至少保持一个月。事故追忆的触发可以是开关的事故跳闸或人工触发。每个组事故前后的追忆长度和采集周期均可在线修改。16) 画面显示功能(1) 系统采用全图形、多窗口化显示风格，可同时监视多幅画面。(2) 画面的背景色应有多种颜色可供用户选择。(3) 用户画面窗口必须具有平滑缩放功能，缩放时画面上的各设备动态符号相对位置保持不变，且应是全图形的。(4) 系统单线图的动态显示，应是智能化的，所有动态显示的逻辑判断功能，均应是自动实现的。(5) 系统提供丰富的用户画面，配置各种图表显示方式。(6) 主要用户画面种类和要求如下，但不限于此：(7) 供电系统示意图：动态显示供电环网及各开关柜设备运行状态。(8) 供电设施分布示意图：显示全线各种变电所的位置分布，可调出二级显示画面。(9) 电力监控系统运行工况图：包括电力调度所设备，综合自动化系统设备，通道等在内的整个电力监控系统配置情况及各设备运行状态等信息，可调出二级监控画面。(10) 变电所综合自动化构成示意图：包括控制信号屏，间隔单元、所内监控网络等配置情况及各种模块运行状态等信息。(11) 各变电所主接线线路图：动态显示各变电所的主接线和设备的运行状态及系统运行参数。(12) 程序遥控显示画面：在主接线图中用鼠标点中程序遥控操作菜单后，将显示该站的程控项目窗口。(13) 遥测曲线画面：显示各遥测量的趋势曲线。(14) 电度量直方图：显示有功电度量和无功电度量。(15) 统计报表：显示各种报表。17) 运行调度管理功能(1) 应提供调度员值班记录功能，可根据不同级别管理人员确定对记录的记录、修改方式。(2) 可根据需要编制运行调度操作卡片。(3) 支持各种用电量、电量极值统计、设备运行时间累计等统计报表的生成、统计、归档、打印。(4) 具有图纸、日常维护数据的录入功能。（包含供电系统设备的有关技术资料、运营维护数据、工程图纸等）。(5) 数据库管理功能：系统应设置实时数据库及历史数据库管理系统，用于对在线运行数据及历史数据的管理。(6) 实时数据库应具有以下特点：(7) 实时相关数据库特点；(8) 采用存贮器驻留数据区段的最佳访问；(9) 程序和数据严格分段；(10) 在线数据库再构时不会丢失现存数据；(11) 应具有保证数据库一致性的措施，保证系统的安全性。(12) 历史数据库采用标准商用数据库(13) 所选的商用数据库在数据库管理功能、数据完整性检查、数据库查询性能、数据安全性等方面应十分出色，并应具有良好的移植性。(14) 系统应提供大量的数据库在线监视、管理、统计、维护等工具。数据输入和修改应能在线方式进行。(15) 数据库管理软件可以快速访问常驻内存数据和硬盘数据，在并发操作下能满足实时响应的要求。(16) 允许不同程序对数据库内的同一数据集进行并发访问，保证在并发方式下数据库的完整性和一致性。(17) 具有良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充，及应用程序的修改。(18) 在线生成、修改数据库，对任一数据库中的数据进行修改后，数据库管理系统对所有工作站上的相应数据同时都进行了修改，保证数据的一致性。可以用同一数据库定义，生成多种数据集，如培训用、计算用、研究用。(19) 系统数据库管理应能保证对数据库访问的实时性、灵活性和数据的一致性，以及数据库的可维护性和可恢复性。(20) 数据库的生成采用人机交互方式，以允许在增加删除综合自动化系统的数据点时无需修改现存软件。(21) 历史数据能定时写入光盘中。(22) 数据转发功能：中央综合监控系统具有向其他系统数据转发功能，并支持多复示转发，向供电复示系统及其它系统提供供电设备监视信息等内容。(23) 打印功能：所有信息均可根据需要在打印机上打印出来，当不需要打印、打印机关机或故障时，各种信息应自动保存在硬盘的指定目录内。打印分为实时打印、定时打印、随机打印。同时对所有显示器画面均可实现随机拷贝。(24) 显示功能：提供对系统宏观整体运行状况显示，并动态实时显示变电所开关位置及接触网带电状态。(25) 系统具有对显示系统进行试验的功能。(26) 培训功能：系统具有对操作人员、运行维护人员进行上岗培训功能，使其掌握电力监控系统的运行管理、操作、以及日常维护、故障排除等业务。(27) 模拟培训功能和运行状态的切换应方便，同时应能保证系统的安全运行。(28) 培训管理系统将模拟系统的行为，模拟的行为不但能与监控系统中作业程序的实际运转情况一致，还应与教练加入的外部事件以及通过在模拟环境中运转的电力监控系统发出的控制命令一致。(29) 培训管理系统的数据以及与教练动作和学员动作有关的数据，独立于实际运行的电力监控系统的模拟培训用数据，并且不会扰乱或改变实际系统的状态。培训管理系统可以使用电力监控系统的数据库副本，该副本的结构和数据元素类型与实际数据库的结构和数据元素类型完全一致。 (30) 在培训环境中进行的模拟监视和控制、管理与显示功能和逻辑与在线监管环境中的电力监控系统的功能和逻辑相同。学员所看到的显示器内容和显示行为应与在线用户所看到的显示器内容和显示行为相同。其它的电力监控系统的在线功能（事件的在线记录等）在模拟环境中进行模拟。18) 口令功能：对不同权限的运行管理人员进行不同的口令级别设置，以开放不同的系统资源。不同口令级别开放的系统功能，可通过数据库安全方便的配置、修改，无须更改软件程序。系统至少具备四级以上的口令级别操作员、应用软件维护工程师、系统软件编程工程师。同一口令级别的不同口令具有不同责任区界定功能。系统具有调度员交班、接班登录功能，口令具有功能范围及管辖范围的界定作用。19) 汉化功能：用户界面应进行 “汉化”处理，系统应配置GB18030-2000。系统操作界面应提供全汉字菜单，汉字图形显示、汉字制表及打印，并提供简易、快速的汉字输入方式。20) 软件在线编辑、维护、修改、扩展功能系统应具有在线对应用软件维护修改功能。采用人机对话输入方式对各种用户画面和数据库进行在线修改、编辑和定义，包括数据库生成、报表生成、画面生成、控制监测量点参数的修改、增加和删除等，以及用户根据需要可增加硬件（如终端、打印机等）和一些其它功能等。系统定时对数据库进行一致性维护，某节点机退出后再投入，数据不会丢失。在某一台计算机上生成或修改数据库后，通过数据一致性维护，保证在系统范围内所有计算机的数据是一致的。当系统发生故障时，数据库保存了故障前系统的实时数据数值或状态。数据库具有良好的可扩充性，并具有强大的适应性。当用户在生成或修改数据库时，输入了一些非法数据，数据库能给出错误信息提醒用户。系统对数据库维护设置了口令，只有输入了正确的口令，才能进行数据库维护。系统定时检查各设备网络及软件模块等运行状况，一旦发现有故障情况立即作出相应的处理并报警。当系统需增扩一些对象时，维护操作人员可根据数据库及画面编辑原则，对系统进行在线扩容。系统具有远程维护功能，远程维护功能应有严格的安全保护和口令校验措施。用户画面定义时应具有拷贝功能。系统应具有容错能力、自诊断、自恢复功能系统具有高度的容错能力，关键设备冗余配置。系统定时检查各网络设备及软件模块等运行状况，并采用故障模块隔离措施，任一硬件故障都不会造成系统的停运，任一软件模块的故障仅影响该模块本身的功能，而不会使整个系统瘫痪，一旦发现有故障情况立即作出相应的处理，并报警。系统能对整个系统的运行状况实施监视，具有故障自诊断功能，并能以图表来直观反映，对运行设备的故障发生时间，恢复时间能自动记录，并能自动报警提示维护人员。系统具有对各通道进行监视的功能，若有通道故障，能发音响报警。对接收数据配置监视画面。系统具有自启动、自恢复功能，系统在复电或从严重故障中恢复时，能自动启动并恢复正常运行。保证系统安全可靠运行。系统具有防止各种误操作所造成的锁机现象的功能。能对PSCADA运行状况进行监视，能直接显示任一PSCADA传送来的信息原码，并能对通道误码率进行统计。维护人员利用备件和仪器，在故障诊断系统指导下能快速查找故障，及时修复系统。对各种重要命令和操作设置超时监视。对遥控操作具有多重选择无效并给出提示的功能。计次重执功能，对传输失败，可设置最多重发三次，才确认为硬故障。3、变电站自动化系统功能完整的变电站自动化系统应当包括：间隔层设备（保护测控装置）、网络层和管理层三大部分，间隔层按照设备性质不同可分为：l 交流系统（10KV或35KV保护测控装置）、l 直流牵引系统（750或1500V保护测控装置）、l 低压交流系统（0.4KV保护测控装置）、l 其他系统（如电源屏控制机、变压器保护测控装置、电度等），无论这些设备形式如何，其变电站自动化系统都要具备以下条件及功能：1）间隔层装置的信息采集、控制命令的下发；2）各种智能间隔层设备的通信完全接入；3）所内设备联锁、联动关系已经配备并实现；4）与上层监控系统的通信完全接入以及信息交互；5）根据需要可在所内备有人机界面功能，或临时接入界面，以实现对所内设备的测试与控制功能。四、 系统接口1、与通信系统的接口控制中心与通信系统的接口分界点在控制中心通信机房。2、变电站自动化系统内部的接口变电站内部有比较复杂的接口系统，工程实践证明，接口在变电站自动化系统中是影响工程进度的一个重要因素。变电站内部的接口归纳起来有如下几种：1）硬线接口2）串行数据接口3）现场工业总线接口专心-专注-专业