中浪远程抄表系统设计.docx
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中浪远程抄表系统设计
舟山中浪国际大厦
EnerSys远程抄表系统
技
术
方
案
深圳市中电电力技术股份有限公司
二0一一年十一月
1、概述
深圳中电电力是隶属于深圳中电的国有控股，员工持股的股份制公司，总公司是深发展的第二大股东，资金实力雄厚，公司各部门负责人均是硕士，博士。
核心技术人员均持有公司股份，保证了技术发展的连续性和技术人员的稳定性。
大量的实际运行现场也证明了我公司在承接的系统中的工程经验和细节部分的严谨。
深圳中电出于对客户高度负责的态度，一直致力于为用户提供最先进、可靠的产品和最迅速的服务,深圳中电是国内唯一一家承诺装置十年质量保证的公司，深圳中电为舟山中浪国际大厦工程提供售后服务承诺：
接到用户需求后1小时内作出服务响应，如需现场服务4小时赶到现场。
相对电力监控系统来说，其早些时候还属于新鲜事物，随着建筑自动化水平的不断提高，计算机技术、网络技术、工业控制技术的不断发展，越来越多的用户开始重视供电监控系统，近几年电力监控系统更是以前所未有速度在发展。
电力监控系统给人们带来的节省人力成本、提供工作效率、提高生产安全可靠性等诸多优点得到了业内人事的一致认同。
电力监控系统起点应该高，使所配置的电力监控系统应该在今后相当长的一段时间内保持技术上的领先优势。
深圳中电公司是国内最早的从事供配电监控系统的公司，早在1993年，就率先引进了加拿大PowerMeasurement公司原装进口的PML电力监控装置，当时应用的客户包括深圳蛇口招商港务局、深圳当纳利旭日印刷等；早期深圳蛇口招商港务局等监控系统运行距今已经有近二十年的历史。
深圳中电公司目前在电力监控领域拥有国内最完善的产品线，产品应用范围从500KV一直延伸到380V。
其中ION8000系列大量应用在南方电网、华东电网、华中电网等大量的500KV变电站中；ION7000系列应用在国内第一条跨区域（西北电网330KV连接华中电网220KV）的直流输电换流站监控上；其产品和系统在大型工业企业项目中运用的十分广泛，例如：
舟山建设大厦（智能楼宇电力监控系统）杭州中财大厦（智能楼宇电力监控系统）、杭州冠盛大厦（智能化电力监控系统）、中央电视台（CCTV）新台址工程（33个变电所，12万负荷的电力监控系统）、深圳购物公园（智能楼宇供配电监控系统）北京电视台新台址工程（7个变电所，4万负荷的电力监控系统）、深圳大中华交易广场（智能楼宇供配电监控系统）、、浙江大学附属妇产科医院、慈溪人民医院、杭州市第三人民医院、杭州市市民中心（15个变电所设备运行监视和能量管理系统）、浙江协成硅业有限公司（110KV、10KV、380V站）（嘉兴）、浙江三江化工有限公司（110KV、10KV、380V站）（嘉兴）、杭州萧山国际机场（智能楼宇电力监控系统）、杭州桐庐港口（智能化电力监控系统）、宁波国际会展中心（8个配电房）、义乌国际商贸城三期、、深港西部通道工程（深圳侧接线和深方联检楼供电监控系统）、亚洲铝业工业园（中国）有限公司（总部是香港亚洲铝业集团，大型厂区21个变电所群，11万负荷的供电监控系统）、深圳赛格三星股份有限公司（大型厂区10个变电所群，8万负荷的供电监控系统）、深圳三星视界有限公司（大型厂区变配电群供电监控系统）、深圳开发科技股份有限公司（大型厂区变配电群供电监控系统）、深圳南方超薄浮法玻璃有限公司（大型厂区变配电群供电监控系统）、深圳当纳利旭日印刷有限公司（大型厂区变配电群供电监控系统）、广州风神汽车公司（大型厂区电力监控系统）等。
此外，电力系统以及许多对于供电要求很高的企业，选用了我公司的高端智能化电力监控装置，如英特尔产品（成都）有限公司封装测试厂（10kV）、诺基亚（Nokia）东莞移动电话有限公司（10kV）、爱立信熊猫通信有限公司（10kV）、酒泉卫星发射基地（110kV）、第二炮兵部队（10kV）、中国核工业建峰化工总厂（110kV）、杭州施威特克（SwichTec）电源有限公司（10kV）、英格（无锡）发电机有限公司、雅图发电机有限公司、康菱（中国）有限公司、联华电子、台积电，由此可见，在智能楼宇建筑、工业企业项目上深圳中电都积累了十分丰富的经验。
EnerSys智能化供配电监控系统采用单元模块组合式结构，以PMC系列智能监控装置为硬件核心，以我公司开发的具有自主知识产权的PecStar电力监控组态软件为软件核心，系统结构简洁，功能全面，可靠性高。
系统遵循国际标准和国内电力行业的标准，它应用自动控制技术、计算机数字信号处理技术和数字化信息通信技术，将变电所相互有关联的各部分连接为一个有机的整体，把舟山中浪国际大厦的运行设备和运行状况置于毫秒级、周波级的连续精确的监视控制保护中，提供变配电极详尽的数据采集、运行监视、负荷分析、事故预警、事故记录和分析、开关操作、电能质量监视和控制、自动控制、继电保护等功能，极大提高整个建筑变配电系统的可靠性、安全性、自动化水平，为连续可靠的供用电提供保障，使电力的使用更可靠、更安全、更经济、更洁净。
EnerSys系统中主要设备的选型及功能特点的细节，请参阅我公司提供的详细成套资料。
附：
舟山中浪国际大厦系统相关技术标准
本技术方案以现行国家及电力行业的有效标准为依据，国标未列入部分应参考IEC最新标准和规范。
如标准间有矛盾时，应以较高标准为准。
主要有：
IEC870-1《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》
IEC870-2《远动设备及系统工作条件、环境条件和电源》
IEC870-3《远动设备及系统接口（电气特性）》
IEC870-4《远动设备及系统性能要求》
IEC870-5《远动设备及系统传输规约》
IEC870-1《远动设备及系统总则一般原理和指导性规范》
IEC870-2《远动设备及系统工作条件、环境条件和电源》
IEC870-3《远动设备及系统接口（电气特性）》
IEC870-4《远动设备及系统性能要求》
IEC870-5《远动设备及系统传输规约》
IEC60870-5.101《基本远动任务配套标准》
IEC60870-5-102《电力系统中传输电能脉冲计数量配套标准》
IEC60870-5-103《继电保护信息接口配套标准》
GB2887《计算机场地技术条件》
GB9813《微型数字电子计算机通用技术条件》
GB/T13729《远动终端通用技术条件》
GB/T14429《远动设备及系统术语》
GB/T13730《地区电网数据采集与监控系统通用技术条件》
DL476-92《电力系统实时数据通信应用层协议》
DLS003-91《电力系统调度自动化设计技术规程》
DL/T630《交流采样远动终端技术条件》
DL/T634-97《远动设备和系统传输规约基本远动任务配套标准》
DL/T667-99《远动设备和系统传输规约继电保护设备信息接口配套标准》
DL/T643-1997《远动设备及系统第5部分：
基本远动任务配套标准》
DL/T720-2000《电力系统继电保护柜、屏通用技术条件》
DL/T459-2000《电力系统直流电源柜订货技术条件》
DL/T637-1997《阀控式密封铅酸蓄电池订货技术条件》
DL/T670-1999《微机母线保护装置通用技术条件》
DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》
DL/T781-2001《电力用高频开关整流模块》
DL/T770-2001《微机变压器保护装置通用技术条件》
DL/T789-2001《县级电网调度自动化系统实用化要求及验收》
DL/T526-2002《静态备用电源自动投入装置技术条件》
DL/T5103-1999《35～110kV无人值班变电所设计规程》
DL/T5137-2001《电测量及电能计量装置设计技术规程》
GB/T14598.9-1995《辐射电磁场干扰试验》
GB/T14598.10-1996《快速瞬变干扰试验》（或IEC255-21-4）
IEC255-21-1《3级高频干扰试验：
2.5KV（1MHz/400KHz）》
IEC61000-4-2《静电放电抗干扰度试验：
3级》
IEC61000-4-3《辐射电磁场抗干扰度试验：
3级》
IEC61000-4-4《快速瞬变电脉冲群抗干扰度试验：
4级》
IEC61000-4-5《冲击（浪涌）抗干扰度试验》
IEC61000-4-6《电磁场感应的传导骚扰抗扰度试验》
IEC61000-4-8《工频磁场的抗扰度试验》
GB14285-93《继电保护和安全自动装置技术规程》
SDJ9-87《电测量仪表装置设计技术规程》
DL/T5136-2001《火力发电厂，变电所二次接线设计技术规程》
GB/T15145-94《微机线路保护装置通用技术条件》
DL478-92《静态继电器保护及安全自动装置技术条件》
DL5003-91《电力系统调度自动化设计技术规程》
ISARP55.1《数字处理计算机硬件测试》
SAMAPMS21.1《仪表和控制系统功能表示法》
ANSI/NEMAICS4《工业控制设备和系统的端子排》
ANSI/NEMAICS6《工业控制设备和系统外壳》
国电发［2000］589号《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》
国电发［2002］138号《防止电力让产重大事故的二十五项重点要求》继电保护实施细则
2、系统结构
2.1工程概况
舟山中浪国际大厦，总建筑面积为：
126992M,其中地上建筑面积111942M,地下室建筑面积15050M。
本工程建筑地下一层。
地上部分主体A座二十六层（不包括地下室及机房层），建筑高96.3米B、C座二十四层，建筑高89.1米。
本次智能电力监控系统工程包括3个变电所，6台变压器，真空断路器开关柜、直流屏、变压器、低压配电柜、配电箱的运行状态及相关参数进行监视或控制。
所有现场设备层的380V侧多功能测控仪表均就地分散安装在低压开关柜上，项目具体实施前与开关柜供货厂家提前沟通落实清楚安装尺寸及接线端子等，确保开关柜厂家预留装置的开孔位置和安装尺寸。
本次方案配置及报价不包含变电所部分的多功能数字电表。
3、系统结构
结合深圳中电在智能化电力监控行业多年的经验，出于可靠性、先进性和经济性的多重考虑，本次舟山中浪国际大厦监控系统采用星形总线拓扑结构，共分为三个控制层：
间隔层、通讯管理层、主控层。
3.1低压三相3CT馈线回路
采用分布式“一对一”的配置方式，在每个低压馈线回路选用PMC-53M三相多功能测控装置，可以实现以下功能：
测量一回线路或设备的全部三相电量：
U、I、P、Q、Cosφ、kWh、kVarh、f；2个DI、2个DO实现状态量采集（开关分合状态、开关故障状态等）功能；1ms的事件顺序记录；标准的RS485通讯接口，支持MODBUS通讯协议。
3.2主控层
根据项目实际情况考虑，中央控制室设在消控中心配电所。
监控软件采用Pecstar3电力监控专用组态软件，操作系统采用Windows操作系统，实现正常测量和监视、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、处理、共享等全部功能。
同时由于网络化和信息化要求的不断提高，系统与系统之间数据的共享以及信息的交换目前越来越普遍，本次智能化电力监控系统可以实现与楼宇自动化系统（BAS），消防系统（FAS）的互联，连接的方式推荐采用OPC方式。
主控层由服务器和22“液晶显示器、操作台、以太网交换机、UPS、打印机等组成。
主控室硬件配置：
•1套监控主机（含显示器、音响报警器等）一台，后台主机主要用于设备运行参数计算和越限变位处理，存储数据库模型、网络结构、历史数据；完成各种图形显示、网络运行的监视与控制等功能。
•1台UPS电源（1KVA/1小时），当供电电源停电时为值班室提供电源保证。
•1台A4激光打印机，选配HP，完成运行报表以及各种事件的实时打印。
•1台木质操作台，用于置放监控主机。
主控室软件配置：
监控主机采用windows操作系统，监控软件采用Pecstar3.2电力监控专用组态软件，实现正常测量和监视、事故过程记录与分析、开关操作、数据存储、处理、共享等全部功能。
其中电力监控组态软件还包括智能操作票软件，分时计费软件，谐波分析软件等、多功能报表软件等多种组成部分，其数据可接入BA。
•配置PecStar电力监控软件（应用组态软件，系统分析软件，系统配置软件），实现整个系统的监控、管理、网络通讯等全部监控功能。
主控室设备及系统配置
编号
间隔名称
设备选型
单位
数量
功能
1
主控层硬件
监控主机（HP）
台
1
INTEL双核
内存2G
硬盘250G
网卡10-100M
标准鼠标、键盘
音响一对
液晶显示器（22英寸）
台
1
HP22寸LCD显示器
A4激光打印机
台
1
HP1319
山特UPS
台
1
1KVA/1H
操作台
台
1
木质操作台
2
软件配置
应用组态软件
套
全系统
Pester
系统分析软件
套
PecView
系统配置软件
套
PecSet
3.2.1PecStar电力监控软件具有以下功能：
PecStar目前已经在国内外大大小小的近千个现场稳定运行，PecStar具有的兼容性和大容量应用在大型建筑、大型工厂等变配电群的电力监控系统上上更能显示出其优越性，在网络结构上和软件PecStar具备以下特点：
◆开放性：
PecStar遵守公认的开放性标准，方便系统的维护、扩充和升级，可与其他系统实现无缝集成。
◆安全性：
PecStar能满足长时间连续稳定可靠运行的要求，保证数据的完整性和一致性，防止来自系统自身的意外或人为的误操作，PecStar在所有现场均一次性投运成功，所有系统运行至今没有出现过由于系统软件原因出现的计算机死机或系统崩溃问题。
◆功能完备性：
PecStar除包括基本的SCADA及必备功能外，还包括分时计费（峰、谷、平等十种费率计费）、电能质量分析（谐波分析、电压波动、三相不平衡度等）、微机防误操作等功能，是企业内部审核和运行管理最可信赖的朋友。
◆实时性：
PecStar满足对实时性的要求，系统响应时间足够短，可在数秒中之内，把深圳国际农产品物流园各部分用电情况集中监视。
◆用户友好性：
PecStar用户界面简捷、直观，方便用户特别是不太熟悉计算机的用户使用。
用户通过几天简单的培训就可以轻松的操作PecStar后台监控软件。
4、系统主要硬件特点
4.1PMC-1380智能通信管理机
硬件特点：
•稳定，无风扇、无硬盘、低功耗设计
•CPU主频为100MHz，外部总线频率可达到50MHz
•系统用FLASH为32Mbyte，SDRAM为32Mbyte，最大可扩展至128Mbyte
•用户用FLASH为28Mbyte，最大可扩展至2Gbyte
•具有16个串口，RS-232/422/485可选
•RS-485串口具有防雷和防静电保护、3kV隔离保护；ESD（静电）保护，非接触15kV，接触6kV
•RS-232串口具有防雷和防静电保护；ESD（静电）保护，非接触15kV，接触6kV
•2个10/100Mbps以太网口，标准RJ45型，交叉线与直连线自适应
•机箱采用2U×19或9.5英寸铝合金结构，表面喷砂导电
•128×64点阵液晶显示和6个操作按键，可以查询装置信息
软件特点
•强大的通信处理能力
•PMC-1380通信管理机内建丰富的可选规约库，能支持与各种不同通讯规约的设备通信，支持的标准规约有IEC60870-5-101/103/104、MODBUS（主/从）、MODBUS、TCP/IP、新部颁CDT（主/从）、SC1801、DNP3.0（主/从）、PROFIBUSDP/MPI、OPCServer/Client等等，非标通信规约包括SEL、PMC、ION等，同时还可以根据需要进行规约库的扩展。
•四遥功能的完整实现
完整实现遥测、遥信、遥调、遥控功能，并且支持遥控自动闭、解锁功能。
•多种数据的实时巡检
对PMC-1380通信管理机的各种状态数据，可以进行实时监视和保存；能够随时查看系统设备状态及通信报文，协助用户或工程师解决现场问题。
•当地数据存储功能
与底层设备通信读取的数据可在通信管理机内保存，且掉电不丢失。
保存数据的容量存储卡选配参数决定，保存的数据内容、间隔等均可由用户设置。
•灵活强大的远程诊断和设置
通过维护端口提供完全基于WEB的状态监视及维护功能，使得用户能通过笔记本电脑，使用IE浏览器方便地对设备进行诊断、维护，以及参数下载等操作。
利用通信管理机的透明通信功能，可以在上位机直接对底层设置进行通信设置、设备诊断，方便实用。
•看门狗功能
PMC-1380同时具有软件和硬件看门狗，具有强大的自我诊断与自恢复功能，在受到外界干扰或其它原因导致程序运行出错时，系统能在短时间内自行恢复。
•与综合自动化系统接口
PMC-1380通信管理机具备与我公司综合自动化监控系统PECSTAR的专用通信接口，可以高速、方便地接入到PECSTAR系统中，实现与PECSTAR系统的数据交互。
PMC-1380运用在PECSTAR综合自动化系统中时，可取代常规前台采集计算机，直接与系统数据库相连，可简化系统结构，提高可靠性，提高综合性价比。
5、系统的主要功能
EnerSys以Windows2008为操作系统平台，全Windows界面，监控系统主要功能严格遵循电力系统行业标准。
5.1数据采集与处理
实时采集模拟量、开关量、数字量、温度量、以及各类事件信息。
对实时数据进行统计、分析及计算并存入数据库。
模拟量主要包括电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、温度等；开关量包括开关位置、事故信号和预告信号、自动装置投入及撤除信号、开关当地/远动操作位置信号、变压器温度报警信号、超温跳闸信号、开门信号等；事件信号包括开关状态的变位、综合保护装置动作信号、控制操作及操作后状态变化等以及事件发生的时刻、事件性质和名称。
5.1.1实时计算各线路的功率因数。
5.1.2实时计算各线路的有功、无功功率值。
5.1.3实时计算每日、每月各条线路的有功，无功最大、最小及平均值。
5.1.4实时显示各变压器温度值；实时计算每日、每月各变压器温度最高、最低与平均值。
5.1.5实时显示各高压进线的频率、谐波分析情况。
5.1.6实时显示、统计各回路各时段的电度值,对电能数据进行分时计费统计,应根据用户要求具有多种分时计费（峰、谷、平值等）方案和费率的种类。
实时显示、统计各回路每日、每月、每年的有功电度总值和无功电度总值
5.1.7实时显示电容的投切状态以及手动/自动状态。
5.1.8数据采集周期、方式、参数等可由用户在线定义，状态量的变化应优先传送。
5.2报警处理
设置预告信号和事故信号，并产生不同的音响报警及闪光，自动推出相应画面，对应事故、故障设备的图形发生闪动变位，窗口提示事件内容及处理指导。
报警信号可在监控主机上人工确认复归。
报警同时启动事件打印输出功能。
预告信号部分：
线路过负荷、系统自诊断故障、母线电压越限、电流越限、变压器温度越限等。
事故信号部分：
保护装置动作、开关变位。
5.2.1当出现开关变位、遥测越限（电流越限、电压越限、周波越限、温度越限等）、保护动作及其它报警信号时，系统对发出声响提示并在屏幕弹出报警框，报警框内显示报警内容，如当前变位状态、当前越限值、越限给定值、报警信号名称等。
5.2.2所有报警事件可打印记录和写盘保存，并提供有关的报警原因、时间、电气参数值等信息，以便于快速查故障和事故分析。
5.3显示功能
能显示系统的各种接线图、电气设备的运行状态和各种电气参数，显示内容实时自动更新。
系统可以生成和显示各种统计报表和图形（曲线图、棒图、饼图等），显示照片、各种仪器仪表、事故追忆、各类报警、各类通讯报文。
所有显示的画面都可打印。
5.3.1接线图显示
包括开关位置和各实时电量信息。
图形包括一次接线图、二次接线图、所用电交系统图、直流系统图、保护监控配置图、通讯结构图、报警信号图、地理位置信息图等图形，可根据甲方需要绘制各种图形。
实时显示变电所设备运行状态，负荷分配情况，开关刀闸状态。
5.3.2工况图
包括日常数据、电度显示、选点召唤等画面；能显示整个系统各计算机的工作状态图；能显示系统中保护监控装置的工作状态。
5.3.3棒图
有电流棒、负荷棒图等实时刷新显示图。
可自行定义10KV、0.4KV等各级电压并在棒图的下方有当前值显示。
5.3.4曲线画面
有电压曲线、电流曲线、负荷曲线等。
5.3.5一览表
包括事故信号一览表、故障信号一览表、操作信号一览表、保护定值一览表。
5.3.6系统自检信息
5.3.7事故追忆显示
可调用多个故障变量故障前后的变化情况，使于分析事故原因。
5.4遥控跳合闸控制
系统具有运程控制功能，操作人员可以通过监控主机对受控对象进行远程操作。
远程操作具有严格的分级权限管理功能，系统具有防误操作、互相闭锁功能，以确保操作安全。
系统能自动记录保存每次远程操作的操作人、操作时刻、操作类型等信息。
通过监控主机能实现断路器远方跳合闸。
5.5远动通信
预留与其它监控系统和企业管理信息网的接口。
5.6历史数据存储
5.6.1系统数据库分门别类保存各种测量数据、状态信息、事故信息、操作日志信息等历史数据，测量记录周期可设定。
数据至少能保存三年，并能够转存到光盘等外部存储设备长期保存。
5.6.2对历史数据进行日、月统计，实现测量数据的日报、月报等统计报表，指明该日或月最大值、最小值以及出现的时间，能对历史数据库的数据进行库操作。
5.7保护定值设置和修改
监控主机能显示各线路的保护配置并能对所有保护定值进行设置和修改，也能对各保护功能进行投退，以适应开关所内保护多种运行方式，修改时必须输入相应密码才能进入。
5.8报表功能
提供功能强大、灵活自如的报表编辑工具。
所见即所得并可自动生成。
应提供典型报表模板。
应支持定时和随机两种打印方式。
随机打印是自动记录故障，事故情况下操作时的事件，并响应手动选择的各打印功能；定时打印是专用于定时报表的打印。
主要功能有：
（1）现场工况打印。
（2）事故、故障及操作控制项目的自动打印，成组或选择打印；事故、故障通过报表可输出至Excel表格。
（3）对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：
分时（峰谷平）、班次、日、月、季度和年度报表；
（3）负荷曲线、趋势曲线打印。
（4）历史数据选择打印。
（5）运行日志，包括日报表、月报表打印。
（6）各种随机选择打印。
（7）屏幕拷贝打印。
（8）可根据实际需要制定各种复杂的报表。
5.9生成与修改
开关量输入、遥控量输出定义及修改；人工参数的置入、模拟图及相关图的生成修改；打印报表自动生成及修改。
5.10运行及配电管理功能
系统具有交接班记录、运行记录、操
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