余峰 向玉新 杜雙

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.099

摘 要：低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)是某研究堆低壓供電系統(tǒng)改造中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，經(jīng)過對低壓供電系統(tǒng)的整體改造，監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)已有機(jī)地融入某研究堆供電系統(tǒng)中。該文將介紹低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理、設(shè)備布置、硬件組成、軟件組態(tài)。

關(guān)鍵詞：某研究堆 低壓供電監(jiān)控系統(tǒng) 遙測 遙信

中圖分類號：TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（c）-0099-02

1 概述

某研究堆低壓供電系統(tǒng)改造是一次在不改變原供電系統(tǒng)基本框架的基礎(chǔ)之上的系統(tǒng)性改造，改造內(nèi)容主要包括負(fù)荷計(jì)算和重分配、供電柜更新、應(yīng)急電源設(shè)備更換、蓄電池更換、供電監(jiān)控系統(tǒng)增設(shè)等。

低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)以工業(yè)控制器和以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和圖形顯示等現(xiàn)代技術(shù)，整個系統(tǒng)以供電段為標(biāo)準(zhǔn)分為若干個獨(dú)立子系統(tǒng)，各個子系統(tǒng)之間利用以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)底層設(shè)備充分地利用了電氣設(shè)備的自身通信功能，并按需添加了采集模塊，實(shí)現(xiàn)對供電系統(tǒng)所有設(shè)備運(yùn)行信息的完全采集。

2 系統(tǒng)原理

2.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

監(jiān)控系統(tǒng)采用分散、分層、分布式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個系統(tǒng)分為三層，分別為后臺監(jiān)控層、通信管理層及間隔層。

后臺監(jiān)控層，即監(jiān)控與管理系統(tǒng)層，是電力監(jiān)控系統(tǒng)的最高管理層，后臺監(jiān)控層主要是由通信網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控主機(jī)、打印機(jī)及其他外設(shè)組成，該層負(fù)責(zé)現(xiàn)場各類數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、命令的發(fā)布、數(shù)據(jù)庫的建立及管理，并提供用戶人機(jī)界面。通信管理層，在整個監(jiān)控系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，主要負(fù)責(zé)后臺系統(tǒng)和底層設(shè)備的數(shù)據(jù)交換，并提供與站內(nèi)智能設(shè)備的通信接口和通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。間隔層由各回路的微機(jī)保護(hù)裝置、儀表、直流屏、遙信（測）裝置、UPS等組成，采用RS485通信接口，利用通信屏蔽雙絞線作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的向上傳輸。

2.2 協(xié)議與規(guī)約

在低壓供電改造中，我們通過設(shè)備選型，將所有通信設(shè)備的通信協(xié)議均選定為標(biāo)準(zhǔn)Modbus，因此間隔層設(shè)備與通信管理層的數(shù)據(jù)交換是以標(biāo)準(zhǔn)Modbus為通信協(xié)議，通過雙絞線連接RS485接口實(shí)現(xiàn)的。但是由于某研究堆的中壓供電柜未納入低壓供電改造的范圍之內(nèi)，中壓供電柜所配置的微機(jī)保護(hù)裝置通信協(xié)議為繼電保護(hù)設(shè)備信息接口配套標(biāo)準(zhǔn)（103規(guī)約），所有中壓供電柜微機(jī)保護(hù)裝置為獨(dú)立一組，并以103規(guī)約為通信協(xié)議，同樣是以雙絞線連接RS485接口實(shí)現(xiàn)的。

2.3 遙信與遙測

2.3.1 遙信量的采集

低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)所采集的遙信量幾乎涵蓋了低壓供電系統(tǒng)中所有的設(shè)備狀態(tài)和開關(guān)狀態(tài)，其遙信量可分為由自身通信模塊提供和外加模塊提供。例如中壓供電柜有開關(guān)分合閘、小車位置、地刀位置、微機(jī)保護(hù)裝置保護(hù)信號、設(shè)備通訊狀態(tài)等。

微機(jī)保護(hù)裝置、供電主開關(guān)、UPS等設(shè)備自身配置有智能通信模塊，通過標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議，該類設(shè)備能夠周期性地將所能提供的所有開關(guān)量和狀態(tài)量上傳至通信管理層設(shè)備。

低壓供電柜中的單體供電負(fù)荷抽屜需外加遙信量模塊，采集供電負(fù)荷的分合閘狀態(tài)和電機(jī)類負(fù)荷的啟停、故障信號，遙信量采集模塊型號為SYS32，可同時提供32路開關(guān)量采集通道。

經(jīng)以上方法，某研究堆低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對低壓供電及中壓設(shè)備的527個遙信量的準(zhǔn)確采集。

2.3.2 遙測量的采集

低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)所采集的遙測量主要為電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、實(shí)在功率、功率因素。與遙信量相同的是，供電系統(tǒng)中的一部分設(shè)備，其自身的通信模塊可以直接將與該設(shè)備有關(guān)的遙測量上傳至通信管理層，另外一部分設(shè)備，主要是供電抽屜，不具備智能通信功能，需外加遙測量采集模塊，完成供電負(fù)荷運(yùn)行電流的采集。某研究堆低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對低壓供電及中壓設(shè)備的124個遙測量的準(zhǔn)確采集。

2.4 組態(tài)軟件

低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)組態(tài)軟件主要是由通信管理系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件和人機(jī)界面構(gòu)成。

3 軟件組態(tài)

3.1 數(shù)據(jù)采集功能和管理功能

監(jiān)控系統(tǒng)能夠通過智能設(shè)備進(jìn)行通信對所有的模擬量、開關(guān)量、脈沖量進(jìn)行實(shí)時和定時數(shù)據(jù)采集，所有的電量均采用交流直接采樣，保證測量的高精度和同時性。定時數(shù)據(jù)可根據(jù)設(shè)定的時間間隔自動轉(zhuǎn)存于硬盤，作為歷史記錄存檔。

3.2 事件記錄與報警

當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)事故變位，遙測越限、保護(hù)動作和其他報警信號時，系統(tǒng)能發(fā)出音響提示，并自動推出報警畫面。報警需經(jīng)操作員確認(rèn)后方能手動復(fù)位，報警音響能根據(jù)報警等級發(fā)出不同的音響提示。

3.3 圖形顯示功能

軟件界面顯示整個配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖，動態(tài)刷新顯示配電系統(tǒng)和各變電所主接線圖、系統(tǒng)和保護(hù)測控裝置配置圖，主接線圖上能實(shí)時顯示各開關(guān)運(yùn)行狀態(tài)、在線運(yùn)行參數(shù)等；能夠連續(xù)記錄顯示：負(fù)荷曲線、電壓棒圖等；支持形成各類表格及曲線。

3.4 報表顯示

軟件界面提供所有測量參數(shù)的報表查詢顯示，形成運(yùn)行報表并提供對外打印接口。

3.5 歷史事件及數(shù)據(jù)的查詢

當(dāng)某些事件產(chǎn)生時，啟動相關(guān)的事故追憶記錄，追憶數(shù)據(jù)的測點(diǎn)和周期可定義。

歷史事件包括報警事件、操作事件、一般事件，歷史事件查詢顯示應(yīng)包括日期及時間、事件內(nèi)容，越限事件事件內(nèi)容中還應(yīng)包括越限值?？砂磿r間、分類進(jìn)行查詢、顯示。

3.6 保護(hù)管理

實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在線對保護(hù)裝置的遠(yuǎn)方定值設(shè)置與讀取功能，實(shí)現(xiàn)工程師站功能，對保護(hù)的定值、壓板進(jìn)行遠(yuǎn)方設(shè)置管理。

系統(tǒng)對保護(hù)裝置進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、配置信息管理和保護(hù)動作信息管理，為運(yùn)行人員提供處理提示。

系統(tǒng)提供方便的定值管理功能，對保護(hù)裝置召喚定值、保存定值、更改定值、下發(fā)定值、切換定值。

4 結(jié)語

低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試，現(xiàn)已投入現(xiàn)場使用，低壓供電監(jiān)控系統(tǒng)的新增在一定程度上提高了供電系統(tǒng)的自動化程度，提供了遠(yuǎn)程運(yùn)行監(jiān)視和系統(tǒng)歷史追溯的功能，真正實(shí)現(xiàn)了所有開關(guān)與設(shè)備運(yùn)行情況盡在掌握。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉介才.工廠供電[M].5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2] 劉介才.工廠供電簡明設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993.

[3] 劉滌塵.電氣工程基礎(chǔ)[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2003.

[4] 夏道止.電力系統(tǒng)分析[M].北京：中國電力出版社，2004.

[5] 段建元.工廠配電線路及變電所設(shè)計(jì)計(jì)算[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982.