浅析10KV变配电室综合监控系统

魏云利

【摘 要】本文首先对10KV变配电室综合监控系统的相关案例进行分析，对变配电室监控系统的运行模式进行介绍，对监控系统的结构特点进行探讨，最后提出变配电室综合监控系统的未来发展前景。

【关键词】变配电室；监控系统；运行模式；结构特点；发展前景

【中图分类号】TM62【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0438-01

1、引言

20世纪90年代，我国电力系统开始运用变配电室综合监控系统技术，企业可以借助这项技术，对供电设备的运行情况进行实时监控和管理控制，从而改变了传统监控系统的种种弊端。本文结合实际案例对10KV变配电室综合监控系统进行研究，不足之处，敬请指正。

2、工程概述

本工程为某厂智能一体化远程监控变电站，采用双路10KV进线电源供电，从距离厂区约2km处变电站，利用YJV22-3×300m㎡交联电力电缆沿着电缆沟，引入厂内10KV总变配电室。10KV供电系统采用单母线分段的方式，两段母线同时工作，10KV联络开关在正常运行状态下处于分断状态，如果一路10KV电源发生故障，另外一路10KV电源经过母联开关要承担全厂生产负荷。全厂总共设置一个10KV开闭所，四个10KV/0.4KV变配电室，八台干式变压器，容量达到12000KVA，配电系统模拟屏共1面，10KV/0. 4KV变配电室内总共设置了100门低压开关柜，以及300多条低压出线电缆。

10KV变配电室综合监控系统共有两个部分，主机单元和人机界面。主机单元主要由辅助电源、主板、模拟量输入模块等组成，主机单元和人机界面之间利用串行电缆进行连接，利用RS485T进行通讯，实现多功能保护，采用开关进行远程控制，利用遥测、遥信以及遥控功能，主机单元可以显示出变配电系统的系统图，在图上显示各种故障状态和配电回路的电流、电压、功率、电度、频率以及其他因素等。在配电系统中改变开关回路，主机单元可以立即显示，并发出报警信号，此时主机单元呈保护状态，并且通过监控系统，对回路动作进行记录。

3、变配电室监控系统

在变配电室进行上位机的监控设置，对设备的运行状况进行实时监控，对各回路的运行电压、电流、功率因素等进行记录，实现远程高低压断路器合分闸，完成变配电设备集中高效监控和管理。各个高低压进出线回路都是采用PMC530A-B三相数字式多功能测控电表，以及西门子PLC模式，对各回路运行电气参数测量和开关状态进行通讯采集工作。变配电室综合监控系统的软硬件接口都是采用国际相关标准，因此开放性强、实时性较高，支持和不同厂商设备进行互联，整个系统具有标准、维护性高的网络。

变配电室综合监控系统采用分层分布式网络结构，以及客户机和服务器的模式，服务器和客户机的相关软件是采用IFIX4.5，并且设计了相关的功能，比如管理员登陆、授权密码管理、变配电设备监控实时界面、报警功能以及系统管理功能等，所有的通讯线路均采用同一类屏蔽双绞线，监控系统实现了对中压和低压回路的四遥功能，以及直流屏参数的实时监控，可以和厂家MES系统进行共享。

变配电室综合监控系统在网络结构方面共有三层，分别是监控中心、过程控制层、现场设备层和一些附属系统组成，包括10KV配电PLC系统、变电所PLC子系统、办公楼变电所PLC子系统等。

在变配电室综合监控系统的中央监控室内进行服务器的设置，共有两台SCADA服务器以及一台WEB服务器，还有两台客户机，一台打印机，一套电源，以及一面大屏幕显示屏等。其中，SCADA服务器是利用以太网和交换机与各个PLC子系统进行联网，配备SQL2005数据库系统，可以实现数据采集和设备监控、显示、数据管理、故障诊断等各个功能；各个PLC子系统也是通过以太网和交换机与SCADA服务器进行通讯，向下利用各个通讯接口模块和子站，完成对高低压断路器、变压器温度控制器、无功补偿控制器以及综合保护装置和多功能仪表等的控制，在进行数据交换的同时，实现了数据的采集和管理控制。

（1）信息管理层

变配电室综合监控系统的信息管理层是通过光纤以太网，实现了设备运行数据的远程监控、记录、报警以及管理等各个功能，能够进行系统程序的远程维护，并实现了向上层网络MES系统进行传送数据的功能，确保全厂数据资料共享。

用户管理：对用户的类别进行分类，按照级别的不同分别给予不同的权限。

报警列表：按照系统的需要，在开关忽然发生变化，或者保护动作时发出报警，可以由值班人员进行修改，并将信息保存到数据库，以便于问题分析。

事件列表：相关事件进行保存，标有时标和文字说明，比如开关操作、继电保护、系统通信、报警确认等信息。

高低压配电开关状态检测和控制：对变配电设备的运行状态进行实时监控，对开关进行远程分合闸控制。

电气参数测量和趋势图、测量报表：以动态的形式，显示回路中电气参数的数据报表和曲线图。

（2）过程控制层

变配电室综合监控系统的过程控制层采用的是工业以太网，实现了和各个子系统之间的高速信息通讯，省去了到上层去处理大量数据的过程，可以对现场设备进行数据采集，不会发生丢失记忆的误差。

（3）现场设备层

变配电室综合监控系统的现场设备层选择PRPFIBUS-DP，其他通讯协议也可以直接接入主站，并提供数据通讯的功能。

4、监控系统的结构特点分析

4.1设计和施工简单

变配电室综合监控系统的末端都是采用多功能电表完成，多功能电表和控制单元PLC模块安装在开关柜内，利用交流采样，从电流互感器取交流0～5A电流信号，无需电量变送器和开关柜上的测量计量仪表等，在其外部仅仅有一根通信电缆和PLC进行连接，因此变配电室综合监控系统的设计施工较为简单。

4.2 运行可靠

尽管变配电室综合监控系统的智能化开关和智能开关柜自身也附带监控功能，仅仅需要一根通信电缆就可以实现集中监控的功能，但是断路器保护跳闸是设计中的一个关键环节，因此而增添了数据采集功能电表，并且利用PLC通讯模块集成，对多功能电表和综合保护装置的运行数据和断路器状态进行上传，使得变配电室综合监控系统运行可靠。

4.3 优质供电

由于在变配电室综合监控系统设计时，无法预测实际运行状态的谐波，因此变配电室综合监控系统对于谐波的监控、记录等有待改善，以期实现更加优质的供电。

5、发展前景分析

变配电室综合监控系统自投运以来，可靠性较高、人机界面友好，操作简单便捷，各个性能指标都符合相关目标，从而提高了工作效率，为企业变配电科学管理提供了相关的数据，以及历史负荷曲线等重要资料，更能够为企业电能合理使用、企业节能控制提供一定的数据支撑，以此提高了变配电室运行的安全可靠性，而且还有效降低了变配电室运行成本，促进经济效益的提高，所以变配电室综合监控系统是未来企业变配电系统的发展趋势。

6、结束语

总而言之，变配电室综合监控系统的设计是非常重要的，但是也要结合实际生产应用，重视设备的故障维护。本文结合实际案例对变配电室监控系统的运行模式进行介绍，对监控系统的结构特点进行探讨，最后提出变配电室综合监控系统的未来发展前景，以期对于变配电站运行水平的提高起到一定的理论指导意义。

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