电力监控系统介绍btrl.docx

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1、电力监控控系统目目录11.11.概述述138811.22.需求求分析138811.22.1.总则138811.22.2.系统要要求138811.33.系统统结构设设计140011.33.1.现场监监控层141111.33.2.通信网网络层141111.33.3.系统管管理层141111.44.北京京四达项项目JZZN033型电力力监控管管理系统统的功能能141111.44.1.对100kV中中压配电电系统的的监测功功能141111.44.2.对4000V低低压配电电系统的的监测功功能142211.44.3.管理功功能142211.电电力监控控系统11.11.概述由北京机机械工业业自动化化研究所

2、所开发的的JZNN03型电力力监控管管理系统统是软、硬硬件都已已实现标标准化、模模块化的的集成式式定制产产品，可可以集中中或分布布配置。它它是电力力系统终终端用户户从10kkV开闭站站到4000V低压配配电室进进行“遥信、遥遥测、遥遥控、遥遥调”以及故故障就地地自动应应急处理理的最佳佳解决方方案。采采用该系系统后可可以真正正做到变变电站的的无人或或少人值值守及与与用户的的实时互互动。因因此，它它也是智智能电网网和配网网自动化化的重要要组成部部分。JZN003型电力力监控管管理系统统可对中中、低压压配电柜柜、直流流屏、变变压器、UPS电源、柴柴油发电电机组等等多种变变电、配配电设备备进行全全方位

3、的的监测和和控制；可对配配电系统统的供电电质量进进行连续续不断的的实时监监测，为为谐波污污染的治治理并降降低供配配电系统统的能耗耗和进行行故障及及事故原原因的分分析提供供可靠的的数据和和信息；可在各各种情况况下保证证系统的的可操作作性，具具有多重重软件联联锁能完完全防止止误操作作；除可可进行遥遥控外，系系统还具具有自动动进行故故障的应应急处理理和负荷荷管制等等强大功功能；它它具有可可视化的的人机界界面，能能实时监监控供电电系统的的运行状状况，自自动记录录进行参参数、故故障报警警和操作作内容等等各种事事件，管管理完全全实现自自动化；它具有有开放的的通信接接口，可可以用OPC等多种种方式与与IBM

4、MS及其它它计算机机系统进进行通信信上传数数据，从从而成为为配网自自动化系系统或建建筑设备备自动化化监控管管理系统统、能源源管理系系统的一一个组成成部分；它的智智能化程程度高，变变电站可可实现无无人或少少人值守守，大大大减少人人工费用用；同时时其故障障自动应应急处理理和负荷荷管制功功能，保保证供电电的连续续性，缩缩短停电电时间，降降低因停停电所造造成的经经济损失失。JZN003型电力力监控管管理系统统具有既既先进又又实用的的强大功功能和长长时间稳稳定运行行的良好好性能，因因此它不不仅被应应用在诸诸如北京京首都国国际机场场3号航站站楼等许许多重要要的大型型公共建建筑中，也用于像北京亦庄定海园小区

5、等众多的民用项目中，并且都获得了用户的好评，取得了良好的经济和社会效益。11.22.需求分分析11.22.1.总则整套电力力监控系系统包括括系统监监视主机机，打印印机，通通信管理理机，综综合保护护测控装装置，智智能配电电仪表装装置。整套通信信系统包包括通信信总线等等。整套系统统供应电电源包括括监视主主机，打打印机，通通信管理理机的UPSS电源等等。其他必需需安装附附件。11.22.2.系统要要求 系统结构构变电站以以计算机机站控系系统为核核心，对对整个变变电站的的一次主主设备实实现遥测测，遥信信，遥控控，遥调调功能，对对二次设设备和辅辅助设备备实现远远方的控控制。系系统可以以根据电电网运行行方

6、式的的要求，实实现各种种闭环控控制功能能。实现现对全部部的一次次设备进进行监视视、测量量、控制制、记录录和报警警功能，并并与保护护设备和和远方控控制中心心通讯，实实现变电电站综合合自动化化。系统采用用分布式式数据库库。综合合自动化化系统分分为二层层：站级级控制层层和间隔隔级控制制层，间间隔级控控制层将将采集和和处理后后的数据据信号，经经光纤媒媒介传输输到站级级控制层层，通过过通信网网在站控控层溶为为一体。各各间隔级级单元相相互独立立，不相相互影响响，功能能上不依依赖于站站控计算算机，增增强整个个系统的的可靠性性和可用用性。 系统功能能(a)总总的要求求综合自动动化系统统综合和和集中变变电站的的

7、所有功功能，应应用自动动控制技技术、计计算机数数字化技技术和数数字化信信息传输输技术，将将变电站站相互有有关连的的各部分分总成为为一个有有机的整整体，用用以完成成从变电电站安全全监测、远远方监视视调度控控制到单单个点和和公共点点的操作作处理。系系统的设设计、配配置和选选型应符符合国际际标准、国国际工业业标准以以及国内内标准。(b)数数据采集集与处理理通过间隔隔层单元元采集来来自生产产过程的的模拟量量、数字字量及温温度量等等，生产产过程设设备包括括CT、PT、配电电装置保保护、直直流系统统、所用用电系统统等。对对所采集集的输入入量进行行数字滤滤波，有有效性检检查，工工程值转转换、故故障判断断、信

8、号号接点抖抖动消除除、刻度度计算等等加工。从从而产生生出可供供应用的的电流、电电压、有有功功率率、无功功功率、电电度、功功率因数数等各种种实时数数据，供供数据库库更新。系系统应形形成分布布式的数数据库结结构，在在就地控控制单元元中保留留本地处处理的各各种实时时数据。(c)统统计计算算对实时数数据进行行统计、分分析、计计算，例例如通过过计算产产生电压压合格率率、有功功、无功功、电流流、总负负荷、功功率因数数、电量量日月月年最最大值最小值值及出现现的时间间、日期期、负荷荷率、电电能分时时段累计计值、数数字输入入状态量量逻辑运运算值等等，设备备正常异常变变位次数数并加以以区分等等，并提提供一些些标准

9、计计算函数数，用来来产生用用户可定定义的虚虚拟测点点进行平平均值、积积分值和和其它计计算统计计。具体体算法按按甲方提提出的要要求制定定。(d)画画面显示示(i)概概述A.通过过站级控控制机的的21英寸寸彩色液液晶显示示器和人人机联系系工具显显示变电电站各种种信息画画面，显显示内容容主要包包括全部部设备的的位置状状态、变变位信息息、保护护设备动动作及复复归信息息、直流流系统及及所用电电系统的的信息、各各测量值值的实时时数据，各各种告警警信息、计计算机监监控系统统的状态态信息。B.在需需要分区区显示的的画面中中，可按按要求分分为：过过程画面面区、提提示信息息区、报报警信息息区，各各区以相相互不干干

10、扰的方方式同步步显示信信息。C.显示示画面可可由用户户在线以以交互式式进行修修改、定定义、编编辑、生生成、删删除，画画面总数数60幅。(ii)画面显显示的形形式：显显示器上上显示的的各种信信息以报报告、图图形、声声光等形形式及时时提供给给运行人人员。 (iiii)显显示画面面的调用用：运行行人员在在工作站站上通过过控制键键盘、鼠鼠标实现现对监视视画面的的调用。调调用方式式力求简简单，最最好手动动操作一一次完成成，最多多不超过过三次。(e)打打印记录录：记录录功能指指计算机机站控系系统通过过打印机机将各种种要求的的信息按按指定的的格式输输出到打打印纸上上。 (f)事件顺顺序记录录：事件件顺序记记

11、录的内内容为事事故状态态变化的的快速记记录，时时间分辨辨率应不不大于1毫秒，并并按要求求的报告告形式打打印输出出。(g)报报警处理：报警处处理分两两种方式式，一种种是事故故报警，另另一种是是预告报报警。前前者包括括非操作作引起的的断路器器跳闸和和保护装装置动作作信号。后后者包括括一般设设备变位位、状态态异常信信息、模模拟量越越限复复限、计计算机站站控系统统的各个个部件、间间隔层单单元的状状态异常常等。(h)控控制功能能：对变变电所各各电压等等级断路路器，有有载调压压开关等等采用就就地和远远方控制制方式：(i)就就地控制制方式： 100 kVV开关柜柜上可进进行断路路器分、合合操作；35 kV开

12、开关柜上上可进行行断路器器分、合合操作；主变有有载调压压开关机机构箱上上可进行行升、降降、停操操作；(ii)远方控控制方式式：站级级控制层层控制方方式，调调度端控控制方式式；(iiii)就地地和远方方操作选选择开关关：对于于10kkV开关柜柜，装设设在柜上上；对于于35kkV开关柜柜，装设设在柜上上。(iv)远方调调度中心心控制操操作方式式的选择择切换在在站级控控制层中中以软件件开关的的形式完完成。(i)操操作权限限：具有有操作权权限等级级管理，当当输入正正确操作作口令和和监护口口令才有有权进行行操作控控制，参参数修改改，并将将信息给给予记录录。并具具有记录录操作修修改人，操操作修改改内容的的

13、功能。(j)信信息分层层：站控控单元应应具有信信息分层层功能，并并能将信信息分类类、归并并。(k)远远方信息息交换：计算机机站控系系统实现现与远方方调度中中心的信信息交换换，即与与电力调调度部门门通信,具体的的功能已已在有关关章节描描述。(l)时时钟同步步：计算算机监控控系统可可实现与与调度端端的时钟钟同步。(m)与与其他设设备的接接口：计计算机监监控系统统应具备备与甲方方配置的的其他设设备的接接口能力力。(i)与与保护设设备接口口：计算算机站控控系统可可以与安安装在开开关室和和控制室室内各个个间隔层层单元的的各保护护设备接接口，接接口采用用两种方方式，一一种是与与数字化化保护测测控一体体化装

14、置置通过现现场总线线通讯。另另一种则则通过电电缆连接接将非数数字化保保护设备备的接点点状态输输入到计计算机的的I/0通道。(ii)与调度度端的接接口：计计算机监监控系统统通过通通信控制制器提供供与电力力调度部部门计算算机监控控系统独独立的数数据通信信口。(iiii)所采采用的通通信规约约及连接接方式应应根据电电力调度度部门的的要求，用用户可在在线在工工作站上上自行定定义编辑辑与远方方通信的的数据集集(包括控控制点设设置)。(iv)与其他他设备的的接口：系统提提供与模模拟屏、直直流屏、智智能电度度表、消消防等设设备的数数据通信信口。并并预留一一定数量量的数据据通信口口和I/O接口作作备用。(n)

15、维维护功能能：维护护功能指指变电站站负责管管理计算算机监控控系统的的工程师师通过工工作站对对该系统统进行的的诊断、管管理、维维护、扩扩充等工工作。(i)数数据库维维护：工工程师用用交互方方式在线线对数据据库中的的各个数数据项进进行修改改和增删删。(ii)功能维维护：自自动控制制功能的的启动停停止，对对各种应应用功能能运行状状态的监监测，各各种报表表的在线线生成和和显示画画面的在在线编辑辑。(iiii)站控控系统的的故障诊诊断：对对计算机机站控系系统的各各个设备备进行状状态检查查，通过过在线自自诊断确确定故障障发生的的部位，并并发出报报警信号号，检查查、诊断断的结果果可显示示、打印印出来。11.

16、33.系统结结构设计计北京四达达项目JZNN03型电力力监控管管理系统统采用分分布式配配置，终终端采集集设备分分别配置置在4000V低压配配电柜、10kkV中压配配电柜、变变压器以以及直流流屏中，所所有终端端采集设设备均通通过RS4485通讯接接口经现现场总线线与监控控计算机机进行通通讯。电电力监控控管理计计算机设设在变电电室值班班室内。电力监控控管理系系统原理理图见图图一所示示。图一电力力监控管管理系统统原理图图JZN003电力监监控管理理系统按按监控功功能可分分为：现现场监控控层、通通信网络络层和系统管管理层。11.33.1.现场监监控层集中式现现场监控控层包括括：分别别配置在在各低压压配

17、电柜柜内的网网络电力力仪表和和现场监监控装置置以及10kkV微机综综保装置置、变压压器温控控器、直直流屏控控制器等等。11.33.2.通信网网络层通信网络络层包括括：现场场总线通通信网络络和以太太网通信信网络这这两部分分。前者者是现场场监控层层中设备备与监控控计算机机或设备备之间进进行通信信的通信信网络，常常见有RS4485通信接接口，支支持Moddbuss-RTTU协议的的现场总总线；后后者是现现场总线线与监控控计算机机进行通通信的通通信网络络，主要要设备有有串口联联网服务务器和以以太网交交换机等等设备。11.33.3.系统管管理层系统管理理层包括括：位于于中控室室内的电电力监控控管理计计算

18、机及及其外围围设备、网网络通信信设备等等。11.44.北京四四达项目目JZNN03型电力力监控管管理系统统的功能能11.44.1.对10kkV中压配配电系统统的监测测功能A) 对10kkV中压配配电柜的的监测功功能通过微机机综合保保护装置置和网络络电力仪仪表用通通讯方式式实时监监测微机机综保装装置和10kkV真空断断路器（10kV进线、出出线和母母联柜真真空断路路器）提提供的以以下参数数和信号号：三相电电压（相相电压、线线电压）；三相电电流；零序电电压、零零序电流流；频率；功率因因数；功率（有有功功率率、无功功功率、视视在功率率）；电能（有有功电度度、无功功电度）；断路器器/负荷开开关的状状态

19、信号号、故障障跳闸信信号、接接地故障障信号、断断路器位位置信号号、隔离离手车位位置信号号、弹簧簧储能状状态信号号；接地刀刀位置信信号；自动/手动状状态信号号、控制制回路断断线信号号；微机综综合保护护装置的的故障跳跳闸信号号和内部部故障信信号。可记录录12个模拟拟量和64个开关关量信号号通道，最最多可记记录100条故障障录波，最最长可达达20秒。模模拟量通通道可记记录测量量电流和和电压的的波形或或趋势。可记录录512个带时时标的事事件（SOE）记录录。装置定定义了4个级别别的操作作权限：浏览者者、操作作员、工工程师和和管理员员。B) 对变压器器的监测测功能通过RSS4855通信接接口，支支持Mo

20、ddbuss-RTTU工业现现场总线线用通讯讯方式将将来自变变压器温温控器的的下列参参数和信信号送到到监控计计算机进进行监测测：三相绕绕组的温温度；超温报报警信号号；冷却风风机运行行/停止和和故障报报警信号号。C) 对直流屏屏的监测测功能与监测变变压器类类似用通通讯方式式监测直直流屏的的以下参参数和信信号：输出母母线电压压、蓄电电池电压压、蓄电电池电流流、蓄电电池内阻阻；输出母母线过电电压、欠欠电压、装装置失电电报警信信号；进线（两两路）电电源状态态信号：绝缘下下降、系系统接地地故障信信号、直直流故障障信号、高高频开关关电源模模块故障障信号、控控制器故故障信号；浮充、均均充以及及预告警警、单体

21、体电池失失效告警警、故障障等信号号。11.44.2.对4000V低压配配电系统统的监测测功能低压配电电柜运行行参数的的监测功功能通过安装装在低压压配电柜柜上的网网络电力力仪表用用通讯方方式实时时监测4000V断路器器提供的的以下参参数和信信号：三相电电压（相相电压、线线电压）；三/单单相电流流；频率；功率因因数；功率（有有功功率率、无功功功率、视视在功率率）；断路器器分/合信号号、故障障信号；有功电电度、无无功电度度；4路DDI量，2路DO量；电压、电电流精度度0.2%，有功功、无功功精度0.55%。11.44.3.管理功功能 监控界面面友好的人人机界面面，方便便运行人人员及时时准确的的了解系

22、系统运行行情况，监监控界面面以不同同的颜色色显示所所有断路路器或其其他配电电设备的的工作/故障状状态，与与实际情情况完全全一致，且且系统运运行参数数可实时时显示供供用户查查阅。如如下图所所示：图二低压压一次系系统图图三子画面面功能 用户管理理对用户进进行分级级管理，使使系统管管理员对对运行人人员的操操作权限限进行设设置，用用户分成成一般操操作员、系系统管理理员和工工程配置置员三个个等级，并并由用户户名和口口令字唯唯一确定定，保证证操作的的安全可可靠性，从从而使系系统能够够安全稳稳定的运运行。如如下图所所示：图四用户户管理图五用户登登录 历史数据据存储与与查询功功能：定时存储储监控数数据，并并为

23、用户户提供历历史曲线线查询和和报表查查询等功功能。如如图六所所示。 事件报警警及报警警信息查查询功能能：监控系统统可实时时监测并并记录开开关的运运行状态态变位、故故障报警警、通讯讯异常报报警、越越线报警警等报警警信息，同同时弹出出报警提提示窗口口或在监监控画面面上以图图形方式式进行显显示。这这里断路路器的故故障图标标只有在在故障消消除后才才会消失失。报警信息息查询包包括：报报警类型型、发生生报警的的对象、报报警内容容、发生生报警具具体时间间、确认认状态等等；通过过报警信信息查询询功能，方方便用户户对事故故进行分分析和对对系统进进行维护护。如图图七所示示。图六历史史曲线查查询图七报警信信息查询询 电能统计计及报表表管理功功能监控系统统可为用用户提供供电能消消耗统计计功能，并并可以进进行查询询和打印印等功能能。如下下图所示示。图八电能能查询图九电能报报表 其他辅助助功能主要包括括：网络络测试、数数据备份份、报文文诊断和和用户文文件管理理。监控控管理软软件不断断进行通通信状态态监测和和通信报报文监测测，一旦旦出现通通信异常常立即报报警。