精品第800章综合电力监控.docx
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精品第800章综合电力监控
800.4.1系统总述3
800。
4.2监控对象及内容3
800.4。
2.110kV系统3
800。
4。
2。
2400V系统4
800。
4。
2.3发电机组4
800。
4。
2.4变压器5
800.4。
3电力监控系统构成5
800。
4。
3。
1集控站层:
5
800.4。
3。
2通信层6
800.4.3。
3电力监控终端设备层:
6
800.4SCADA系统功能7
800。
4.1控制功能7
800.4。
2报警及处理8
800。
4。
3画面显示和打印9
800.4。
4图形系统10
800.4.5系统维护功能11
800.4。
6数据库系统12
800.4。
7数据处理12
800.4。
8继电保护系统13
800。
4.9前置通信处理系统13
800.4.10语音系统功能14
800.5系统要求14
800。
5。
1系统技术指标14
800.5.2系统技术指标15
800。
5。
3监控工作站17
800.5.4激光打印机17
800。
5。
5光纤工业以太网交换机18
800。
5.5通信网关18
800。
5.610kV线路变压器组保护测控20
800。
5。
6.1支持图形逻辑可编程20
800。
5。
6。
2保护方面的主要功能有：
20
800.5。
6.3远动功能20
800。
5.6。
4通讯功能21
800.5.6.5保护的主要技术参数21
800.5。
710kV线路（进线/出线）保护测控装置22
800。
5.7。
1支持图形逻辑可编程22
800。
5。
7.2保护方面的主要功能有：
23
800.5。
7。
3远动功能23
800。
5。
7.4通讯功能24
800.5.7。
5主要技术参数24
800.5。
8低压总进线测控终端25
800.6施工及验收27
800.7培训27
800.7。
1概述27
800。
7。
2高级管理人员培训28
800。
7。
3维修技术人员培训28
800。
7.4参与安装28
800章综合电力监控系统
800。
1系统总述
随岳湖北中段高速公路供配电系统由沿线的房建区变电所、箱式变电所系统构成，10kV变电所分别为沿线交通监控系统、其他机电系统、收费站、服务管理区供电。
为提高供配电系统运行的可靠性、安全性、先进型，也为提高高速公路的生产及管理效益,管理自动化水平,减轻高速公路管理维护人员的劳动强度，减少值班维护人员，降低运行维护成本。
随岳湖北中段高速公路供配电系统全线设置综合电力监控系统。
利用成熟的计算机、通信网络和自动控制技术,实现随岳湖北中段高速公路全线变电所系统综合自动化监测与控制。
综合电力监控系统负责对全线电力系统和设备实施监控，监测系统运行状况、设备状况，确保系统正常运行。
专用技术规范（PTS）包含本系统的的设计、制造、安装、试验、调试、试运行、提供文件、培训维护和保证书。
本规范应与合同条件、一般技术规范（GTS）、图纸及其中相关的任何其它资料一并阅读。
800。
2监控对象及内容
随岳湖北中段高速沿线共设有15座10kV变电所，其中有4座为户外箱式变电所。
10kV变电所由10kV系统、400V系统、发电机组、变压器等部分组成。
电力监控系统对这些设备、系统的运行状态进行监控。
800。
2。
110kV系统
本工程供配电系统10kV变电所10kV高压系统一般设有由地方电网（供电公司）引入一条10kV进线。
详细情况可参考供配电系统图纸和技术规范。
高压系统设有微机综合保护测控装置，对10kV进线、线路变压器组、出线进行继电保护和运行测控。
电力监控系统与微机保护测控装置进行通信实时监测各进线、出线的运行状态。
10kV进线/出线监控内容有：
进线/出线回路：
采用微机保护测控单元，可设置速断、瞬时速断，定时限过流，作为其线路的继电保护.可测量三相电压，电流I、频率、有功功率、功率因数COSΦ；16个遥信（其中压力异常、弹簧未储能、远方就地信号、闭锁合闸、闭锁分闸、闭锁分合闸、手合、手跳、合位、分位装置已经定义，其余6个遥信用户可自行定义）；控制开关分、合闸。
线路变压器组：
采用三相式线路变压器微机保护测控单元，可设置速断、瞬时速断，定时限过流,零序过流，过负荷告警等继电保护功能。
测量功能有：
有功功率P、无功功率Q、三相电压U、三相电流I、功率因数COSΦ、非电量信号；16个遥信（其中压力异常、弹簧未储能、远方就地信号、闭锁合闸、闭锁分闸、闭锁分合闸、手合、手跳、合位、分位装置已经定义，其余6个遥信用户可自行定义）；遥控本线路的遥跳、遥合。
800。
2.2400V系统
变电所设有400V开关柜，主要有进线单元、电容补偿单元组成。
电力监控对这些单元分别设置相应的微机测控装置进行监控。
进线回路：
其监控采用微机测控装置,可监测有功P、无功Q、三相电压U、三相电流I、功率因数COSψ；开关位置信号、故障脱扣信号等；可以对进线开关（低压断路器或电操）进行远程分合闸控制。
进线回路包括变压器主电源进线、分段母线联络线和发电机备用电源进线。
电容补偿：
对低压柜电容补偿单元，设置电容器自动控制单元，对电容柜三相电力参数、电容投切组数等电容器组的运行工况进行监测。
800。
2.3发电机组
10kV变电所设有柴油发电机组作为变电所的后备电源，发电机组设有智能控制器，电力监控通过发电机智能控制单元对发电机的工况进行监控。
根据实际发电机的情况，主要对以下内容进行监控：
遥测量：
发电机出口三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数等电量参数，监测发电机油压、水温、油温、转速、日期、运行时间、电池电压等非电量参数；
遥信量：
发电机运行状态信号、故障信号、各类报警信号等；
遥控:
远程控制发电机组的启动/停止。
发电机智能控制单元出厂时预装在发电机内，不属于本设计范围。
800.2.4变压器
变电所设有1台或2台10/0.4kV干式变压器,电力监控通过干变内部预先埋设的温度传感器和相应的智能温控仪对干变的温度信号、超温报警、变压器风机工作状态等变压器运行状态进行监测.
温度传感器和相应的智能温控仪出厂时预装在变压器内，不属于本设计范围，
800.3电力监控系统构成
根据电力监控系统的需求情况，电力监控子系统应建成为一个功能相对完善的电力自动化系统。
电力监控子系统现分为三个层次：
集控站层、通信系统层、电力监控终端设备层.
800.3.1集控站层：
集控站层设置在分中心变电所，它主要完成对各个变电所的的电力设备SCADA、高级应用、与其他系统的接口等功能。
主站从各个变电所的设备监控单元和其它自动化系统获取供配电系统的实时信息，从整体上对供配电系统进行监视和控制，分析供配电系统的运行状态，对整个监控的供配电系统进行有效的控制、管理，使供配电系统处于最优的运行状态.集控站将有效数据实时地显示在电力监控工作站的显示器上，以保证分中心对供电系统全局运行状态的掌握并协调各个自动化系统之间的运行。
设计在中心变电所设置2台电力监控工作站（2台互为备用）、1台激光打印机、网络设备及其他服务设备等组成，电力监控工作站通过RJ45接口与中心变电所以太网交换机相连。
800.3.2通信层
电力监控系统采用工业以太网和现场总线相结合的方式构成其通信系统层,主干通信网络采用100M光纤工业以太网，每变电所数据采集通信采用现场总线方式。
通信系统层主要有工业光纤以太网交换机和通信网关组成。
每座变电所设置一台工业光纤以太网交换机,利用通信系统提供的4芯单模光缆，按照各监控所所辖范围内的各个站点分别构成环状光纤通信网络（以太网），为电力监控系统提供100M数据传输通道。
每个变电所设置一台通信网关,通信网关上行就近接入本系统工业以太网交换机，下行通信接口为RS485或RS232接口，与变电所内的智能保护测控装置进行通信，构成现场总线通信系统,完成监控数据信息的集中、协议转换，实时转发（上传和下传）采集终端装置的数据信息，上行与电力监控工作站进行通信。
上述通信系统的组网方式可参考电力监控设计图纸.
800.3.3电力监控终端设备层：
终端设备层根据被监控设备的情况设置数据采集监控终端，完成现场设备的数据信息采集、状态监视和控制输出执行功能.是电力监控系统的前端设备。
综合电力监控终端设备层装置采用模块化、单元化结构、面向对象（高压进线、出线、低压进线、变压器等设备对象）的数据采集方式和数据信息集中转换传输的标准模式配置，主要由10kV系统微机保护测控一体化装置、400V系统低压微机测控装置、变压器监控单元等构成；10kV微机保护测控一体化装置完成10kV系统的继电保护功能、数据监测功能（遥测信息）、信息采集功能（遥信信息）和控制输出（遥控）功能；400V低压微机测控装置完成低压进线、出线等的监控功能;变压器监控装置完成干式变压器的温度监测、风机控制、故障报警等功能。
电力监控终端设备安装在各变电所进、出线开关、配电变压器等电力设备中，主要对其进行数据采集和控制，记录线路短路和接地故障信息，配套断路器应具有电流保护与重合闸功能.
800。
4SCADA系统功能
电力监控系统的功能主要在SCADA功能上实现，SCADA功能主要有以下几个方面的内容：
800。
4。
1控制功能
定时控制开关方式
系统提供组态的方法，对所有供电回路的工作时段进行定义，将不同回路分类进行组合，可以根据不同的季节，不同的需要，设定不同的时间,自动开启和关闭多组供电线路，实现自动控制功能.
根据高速公路电力监控的要求，照明回路根据全系统统一定时自动开关操作；
服务区空调回路可以根据全系统统一定时自动开关操作.
人工远程控制方式
可以在人机界面上通过点击指定的开关图标,对低压总开关、0。
4kV出线回路进行开关操作.
照明控制开关方式
若设有照度计，可根据照度计的反映的照度情况自动开关照明系统。
系统联动控制方式
变压器过负荷保护：
当变压器负荷超过额定值时,发出过负荷告警信号，并切除部分低级负荷;
变压器过温保护：
系统对采集到的变压器温度设定参数越限报警，当变压器温度值超越第一上限值时，自动启动通风风机，经过一定延时后温度仍未下降则切除部分低级0.4kV侧馈电断路器；
当10kV进线失电时，发电机自动启动，负荷超过发电机额定功率时切除部分低级负荷；
当某变电所夜间出现防盗报警时，自动联动开启配电室照明。
0。
4kV馈线回路出现超限报警时，自动跳闸.
控制功能实现的主要操作过程如下：
✓检查本机是否具有遥控能力；
✓输入操作员和监护人操作口令，核实是否具有遥控权限；
✓选点:
选择动作开关点，核实正确性;
✓内部核验：
由主站首先根据数据库内动作遥信质量位、遥控屏蔽位、开关状态、确认该开关是否允许操作及操作状态是否正常；
✓发令：
发出遥控指令;
✓装置核验：
将命令传送至装置校验；
✓检验返回:
将校验结果返回人机界面；
✓确认执行：
操作人员根据校验结果，执行或撤消命令。
遥控命令无校验返回或遥控执行无结果时，系统具有超时自动撤消，并分别给予提示；
✓执行结果返回:
由RTU执行遥控命令,引起开关变位及事件顺序记录,推出画面显示执行结果，并打印记录；
✓操作登录：
将调度人员进行的遥控操作内容、时间、结果及人员姓名登录下来备查。
800。
4。
2报警及处理
系统根据数据处理的结果和用户的要求，对系统中发生的特定变化进行提示和告警。
其功能为：
✓设定需要告警的信息的类别，如事故、变位、越限等；
✓设定不同的告警优先等级，对同时发生的变化按优先等级顺序提示；
✓设定告警的方式,如闪光、语音、推画面等;
✓开关变位、重要保护动作时，闪光告警一直到值班员确认为止;
✓对告警信息进行打印和分类保存；
✓对告警信息可分类、分时段检索和查询。
✓对数值越限检查可定义一个死区，以避免不必要的扰动.
针对高速公路电力监控的需要告警信息可分为2级,具体为：
一级报警：
✓10kV失电报警；
✓发电机不能正常启动报警；
✓UPS失电或电池量低于设置值报警；
✓变压器超温报警；
二级报警：
✓模拟量越限；
✓开关拒动；
✓配电室高温；
✓设备故障报警；
✓当系统出现一级报警时,系统给出声光报警的同时，自动进行联动控制。
✓当出现二级报警时，系统给出声光报警；
✓所有报警只有人工确认后才能消除；
✓所有报警都带有时标实时打印并存入系统数据库.
✓800.4.3画面显示和打印
✓图形化显示全线各站点位置图；
✓显示器可以显示变电所一次系统的单线图，图上显示开关量的实时状态或有关的实时参数，例如有功、无功、电流、电压、频率等，并且指明潮流方向。
也可以显示按电压等级划分的分区接线图及按单元划分的单元接线图；
✓能显示实时测点表，表明所有实时测点和状态，实时统计数据及限值；
✓按时间变化显示测量值的曲线，显示电压棒图及趋势曲线.时间刻度和采样周期可由用户自由选择；
✓历史负荷曲线及历史事件的画面可以存档，需要时可在显示器上显示，并可打印；
✓显示的图表及画面主要有：
Ø主接线图
Ø变电所保护和监控系统运行工况图
Ø开关量状态表
Ø各种实时测量值表
Ø历史事件及及重要数据表
Ø值班员所需的技术文件，如主要设备参数表、操作票等
Ø画面及数据一览表
Ø模拟光字牌报警显示
Ø时间、频率及安全运行日显示
✓借助与实时和历史数据库，报警打印机还具备其他画面的打印功能：
Ø断路器跳闸次数表,表中区别事故跳闸和手动跳闸
Ø越限报警表
Ø事件和事件顺序记录表
Ø操作记录表，包括操作员姓名、工号、操作时间、内容和结果
Ø能拷贝任一时刻的画面
所有显示和打印记录均汉化
800.4.4图形系统
系统应能够完成分层分平面的电力系统图形的制作、维护和实时显示.其功能为：
通过对画面的分层实现对上层信息的屏蔽，通过具有不同放大系数的不同显示平面隐藏信息细节，通过对信息的分类使得用户可以只观察感兴趣的信息；提供丰富有力的手段制作自动化系统中所需的各类画面;在线定义和使用符合国家标准的电力系统符号库的功能；通过和系统实时数据库的联接,完成电网实时状态的显示和异常告警；实现画面的平移（漫游）和变焦（缩放）显示功能；提供多种画面调用手段,方便定位所需观察的信息；具有地理信息管理功能；
✓地理信息图:
显示桥梁、隧道、道路、收费站、变电所等地点的地理位置及设备的安装位置以及设备参数，运行工况等信息；
✓全线模拟效果图;
✓系统主接线图:
显示变电所、各进线，出线，联络线的电压、电流、有功功率、无功功率以及开关状态等信息;
✓日负荷曲线图；
✓每条曲线采样周期由用户定义，采样时间间隔为5分钟到60分钟任选。
每条曲线图上可标有最大值、最小值、平均值等；
✓电压棒图；
✓以单、双、叁棒的形式显示10Kv、0。
4Kv各电压等级的电压；
✓表格图;
✓系统工况图；
✓在画面上，可执行挂操作牌、接地牌，人工置数等操作；
✓可定时或召唤打印各种报表,如日报、月报等.自行设定定时打印时间；
✓在画面调用方式上可采用菜单调用、单击调用、关联调用等。
✓800.4。
5系统维护功能
✓维护功能指负责管理当地后台监控系统的工程师可以对系统进行的诊断、管理、维护、扩充等工作;
✓数据库维护；
✓工程师用交互式在线对数据库中的各个数据项进行修改和增删，可修改的内容：
Ø各数据项编号
Ø各数据项的文字描述
Ø各数字量的状态描述
Ø各输入量报警处理的定义
Ø测量值的各种限值
Ø测量值的采样周期
Ø测量值越限处理的死区
Ø测量值转换的计算系数
Ø数字输入量状态正常、异常的定义
Ø电能量计算的各种参数
Ø输出控制的各种参数
Ø其他需要修改的内容
✓功能维护：
对各种应用功能运行状态的监测，各种报表的在线生成以及显示画面的在线编辑;
故障诊断：
当地后台监控系统的各个设备进行状态检查,通过在线自诊断确定故障发生的部位，并发出报警信号，检查、诊断的结果可以显示、打印出来。
800。
4。
6数据库系统
系统应提供全图形、交互式的数据库人机界面，供用户进行对数据库的所有操作,包括：
✓数据库的创建
✓数据库内容的录入
✓数据库的维护
✓数据库在线检索和修改
✓实时数据库有后备,倘若当前实时数据库一旦被破坏，能即时恢复运行。
可以对历史数据检索、分析或用图表显示。
历史数据库自动保存在硬盘上，也可以指定专人负责按照数据量的大小一年或两年（也可根据实际情况确定其它时间周期）一次的备份到可读写光盘上做为长期存档。
✓800.4。
7数据处理
✓判别数据是否在有效范围内，有效上下限可由用户设定；
✓跳数处理。
对于通道瞬间干扰或故障造成的跳数，可采取低通滤波方式,将跳数过滤掉,可保证数据的可信性；
✓零漂。
用数据库中的关系功能判断当开关断开时将测值置零;
✓归零处理。
可设定每个值归０范围，将近似为０的值置为０；
✓死区范围.当数据在死区范围内波动时,数据不刷新,降低系统负载。
✓接收实时数据变化，更新数据库;
✓测量数据状态的判别，开关事故变位的判别等;
✓数据的定时采样，如曲线和报表数据，采样周期可由用户设定;
✓数据的统计、累加、最大值、最小值及最大最小值发生的时间等功能;
✓必要的计算，如合格率、功率因素、负荷率等；
✓必要的统计，如开关、保护动作次数，线路运行率等；
✓用户自定义公式的计算。
用户可自定义计算公式，描述各种计算要求。
800.4.8继电保护系统
保护信息处理将各保护装置的各种信息通过通信系统传送到监控所，供值班员查看并作相应的修改.值班员可以查看相应的保护定值，具体功能如下：
✓显示保护装置的工作告警信息，动作信息，自检信息;
✓主站与保护装置对时；
✓获取保护装置所采集的测量值;
查询保护装置的定值。
800.4.9前置通信处理系统
该系统通过通信网关完成电力系统运行数据的采集和预处理。
全部操作均在线完成。
其功能为:
根据现场情况设置通道的工作参数：
通信规约、速率、方式等。
✓通信规约:
CDT-———部颁CDT规约（DL/T451—91）。
✓POLLING—---SC1801、μ4F、SIEMENS等规约；
✓通信速率：
300bps、600bps、……57600bps。
✓接收多子站、多种规约的RTU信息或控制终端信息，根据相关规约完成规约转换。
✓根据指定规约和通信方式完成向监控中心转发信息的组装和发送。
✓系统统一时钟,广播对时。
✓对所接收的报文完成规约转换、系数处理和合理性检查，将处理结果交给数据库；完善的数据合理性检查.
800.4。
10语音系统功能
在系统发生事件时,按系统数据库中定义的语音提示内容，实现对该事件的语音提示。
800。
5系统要求
800。
5.1系统技术指标
系统主要技术指标表：
序号
性能项目名称
要求性能
1
遥信分辩率
≤3ms
2
事故记录分辩率
≤5ms
3
事故记录正确率
≮99。
9％
4
远动通信传送率
600、1200bps
5
通信信杂比在17dB时误码率
≯0。
00001
6
遥信量正确率
≮99.9%
7
遥控量正确率
100%
8
遥调量正确率
≮99.9%
9
遥测遥信传送时间
≤3ms
10
遥控命令传送时间
≤4ms
11
遥测量误差
≤0。
5％
12
显示画面实时数据刷新时间
1s
13
遥信输入
无源接点或通信口输入方式
14
遥控输出
无源接点方式
15
组屏尺寸
2260*800*600
16
组屏颜色
签定合同时定
17
误故障间隔时间
≮30000h
18
电源
DC220V±10%
AC220V±20％
19
频率
50HZ±0.3%
800。
5.2系统技术指标
序号
性能项目名称
要求性能
1
遥信分辩率
≤3ms
2
事故记录分辩率
≤5ms
3
事故记录正确率
≮99.9％
4
远动通信传送率
600、1200bps
5
通信信杂比在17dB时误码率
≯0。
00001
6
遥信量正确率
≮99。
9％
7
遥控量正确率
100%
8
遥调量正确率
≮99。
9%
9
遥测遥信传送时间
≤3ms
10
遥控命令传送时间
≤4ms
11
遥测量误差
≤0.5％
12
显示画面实时数据刷新时间
1s
13
遥信输入
无源接点或通信口输入方式
14
遥控输出
无源接点方式
15
组屏尺寸
2260*800*600
16
组屏颜色
签定合同时定
17
误故障间隔时间
≮30000h
18
电源
DC220V±10％
AC220V±20％
19
频率
50HZ±0.3%
（1）系统接口容量
标准配置为1:
16,最大配置为1:
64（指一个中心站站:
若干个分中心站,含与上级调度、三大系统的互连）,这里包括双通道、转发和上屏。
（2）数据采集、处理及控制的类型和容量
数据采集和处理的类型包括遥测量、遥信量、脉冲量、数字量及其它非电量，容量如下：
开关量输入（DI）
>2000*16
模拟量输入（AI）
>1000＊16
脉冲量输入（PI）
〉1000＊16
数字量控制输出（DO）
〉256*16
（3）数据传送时间
--重要遥测量（A帧）更新周期≤2s
——一般遥测量（B帧）更新周期≤5s
——次要遥测量（C帧）更新周期≤10s
--事故遥信变位传递时间≤3s
——遥控遥调命令传递时间≤3s
-—全系统实时数据扫描周期（以64个通道计）≤5s
注：
以上参数受现场设备传递方式影响。
（4）画面时间特性
—-一般画面调用响应时间≤1s
——复杂画面调用响应时间≤4s
——画面实时数据刷新周期≤3s
（5）系统运行指标
——遥信处理正确率≥99。
9％
——遥控（调）正确率≥99.99％
——模拟屏数据刷新周期≤10s
—-CPU负荷率在正常运行时≤35％
-—系统平均无故障时间MTBF10000小时
——系统运行可靠性≥99.98％
（6）系统运行环境要求
——电源：
交流单相220±10%V50±0。
3Hz
-—温度：
5-30℃
——相对湿度：
≤85%
——具有防尘、防静电措施，一般应提供容量足够、保持时间在1小时以上的不间断电源（UPS）.
800。
5。
3监控工作站
采用工控机，不低于以下配置:
——CPU：
P42.6GHz；
--硬盘：
60GB；
—-光驱：
40速CD—ROM；
-—内存：
DDR512MB；
——网卡:
集成10/100自适应以太网卡;
——声卡：
集成声卡；
—-显卡：
内存16MB；
-—扩展槽：
2个PCI插槽、1个AGP插槽；
——17英寸LCD显示器：
分辨率1280×1024，32位真彩;
——带多媒体音响（报警用）.
800.5。
4激光打印机
——分辨率：
1200×1200dpi；
——打印速度：
A3:
11页/分钟、A4：
22页/分钟；
——打印机内存：
标配16MB；
-—打印负荷：
68000页/月；
——接口:
IEEE1284标准并行口。
800。
5.5光纤工业以太网交换机
——RJ45端口：
10/100BaseT（X）自适应，全/半双工模式,自动诊测MDI/MDI—X连接
-—光纤端口：
100BaseFX端口（SC连接头）
-—传输距离：
单模，0～40km，1310nm（9/125μm），3.5PS/（nm＊km））
——冗余双直流电源输入
——－40至75°C操作温度范围
——冗余Hip
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