电力监控方案

PMCS 变配电监控系统亚投行电力监控项目技术方案目 录 第一部分 前 言 P1第二部分 技术方案 P31、系统概述 P32、软件优势及设计规范 P33、项目概况 P84、监控对象术方案 P85、数据、电源线缆材料规格 .P106、软件功能介绍 .P10 第一章 .P11 第二章 .P11 第三章 .P13 第四章 .P13 第五章 .P19 第六章 .P20 第七章 .P21 第八章 .P24 第九章 .P27 第十章 .P28第一部分 前 言随着社会经济发展、生产自动化程度的提高、劳动力的解放和生活质量的改善，大量电能驱动设备投入到生产、生活中，人们对电力的依赖程度越来越高。供电的可靠性、连续性已经成为整个社会关心的重要问题之一。由于供电系统具有产生和消费同时发生的特殊性，对整个供电过程进行有效的监控，是保证供电可靠性和连续性的重要手段。过去，由于配电环节点多馈出，支路数量大，实现自动化存在诸多困难，电力自动化只能在发电、输电和变电环节中实现。近年来，电子技术、自动化技术、通讯技术、计算机技术取得了长足进步，使得配电监控装置、通讯网络、监控调度管理系统的研究开发、生产制造、安装调试、使用维护成本大大降低，而随着监控功能、集成度和易用性的大幅提高，配电环节实现自动化已经不再是梦想。PMCS配电监控系统除了实现传统的四遥功能外，还加强了故障预警、事故记录、电能质量监测等电能用户关心并对其安全用电有严重影响的功能，以及电能消耗的分配和统计、电能需量统计等与用户经济利益相关的功能，具体如下：()传统的四遥功能（遥测电量参数、遥信开关状态、遥控开关、遥调装置设置参数）； ()故障预警（事故发生前及时消除事故隐患）和事故记录功能（分析事故原因）； ()电能消耗的分配和统计（电费分解到各个回路，利于内部核算）；()电能需量统计（制定电能使用计划，节约电费支出）； ()电能质量的监测（避免设备非预期损坏）； ()详尽的数据记录和方便快捷的报表生成（便于统计分析）；()历史曲线查询，对用电情况、趋势一目了然； ()对无人值守的配电站增加遥视功能（防火、防盗，保证设备安全）。综上所述 PMCS配电监控系统是您的不二选择！第二部分 技术方案1. 系统概述PMCS变电站监控系统是我司的一套集电力监控、管理操作及综合信息自动化为一体的现代化电力监控管理信息系统。PMCS变电站监控系统运行于Windows系列操作平台，基于大型专业数据库软件SQL进行操作，具有稳定性高、可靠性好、实时性强、兼容扩展性突出、人机界面友好及易操作维护等许多特点。PMCS变电站监控系统可以完成开关状态监视、模拟量采集、综合保护监控、远程控制、报警管理、曲线棒图分析、报表生成、统计打印、用户管理、事故追忆等多种实用功能，从而加强了用电可靠性、提高了用电管理效率，提升了供电质量，降低了运行维护成本。2. 软件介绍及设计规范2.1软件概述PMCS智能化变配电监控管理系统，符合国际电工委员会IEC技术规范。系统通过ABB（中国）有限公司认证，可与ABB公司全部智能化产品完全兼容，同时兼容具有标准通讯协议的其它制造商的智能化产品。PMCS智能化变配电监控管理系统具有稳定、可靠、安全、高效、经济、可扩展性强等特点。系统基于分层分布式结构，实现了变配电系统高、低压电气设备分散监控、集中管理功能，使您的配电系统“透明化”，可真正实现配电室的无人值守，全面提高变配电运行现代化管理水平。系统适用于35kV、10kV、0.4 kV供电系统的自动化监控和管理，可以根据用户需求为电力、楼宇、工厂、金融、电信、交通等领域用户提供个性化的解决方案。2.2系统构成系统采用分层、分布式结构设计，按间隔单元划分、模块化设计，整个系统分为三层：现场设备层、通信管理层和系统管理层。现场设备层：采用工业现场总线(FCS)，将现场层智能设备连接组网。现场层智能设备包括：各种监控仪表、测控单元、继电保护设备、智能直流电源系统、智能柴油发电机组、变压器温控单元及通讯扩展装置等。所有监控单元相对独立，按一次设备对应分布式配置，就地安装在开关柜内，监控单元与开关柜融为一体，构成智能化开关柜，经RS485 通信接口接入现场总线。通信管理层：通信管理层主要完成数据和信息的收集、通讯协议的转换、接收和传送指令，实现监控层和管理层之间的网络连接。通信管理层设备包括：终端服务器、前端机、人机界面、可编程控制器等。系统管理层：系统管理层主要负责把采集上传的全部数据信息存入实时数据库，并同过友好的操作界面和强大的数据处理功能实现变配电系统的遥信、遥测、遥控、遥调和遥视（可选）的“五遥”功能。系统具有良好的开放性基于目前国际通用的OPC技术通过以太网可实现系统与办公信息管理系统（MIS）、楼宇自控系统（BAS）和智能消防管理系统（FAS）等自动化系统的通讯及信息共享。系统通过104、103、101、CDT等通讯协议与供电公司自动化系统实现通讯及信息共享。系统管理层设备包括：一台或多台监控主机、大屏幕彩显、打印机、UPS电源和卫星定时系统等。2.3系统特点 系统具有良好的兼容性，与ABB全部智能化产品完全兼容，同时兼容具有标准通讯协议的其它制造商的智能化产品。 系统功能全面，对电力系统实时监控具有事故报警及报警记录、电能管理及负荷优化、谐波统计及电能质量分析、各种运行统计报表自动生成和打印等综合功能。可实现自动化管理达到无人或少人值守。 系统网络结构简洁清晰，系统采用分层、分布式结构设计，整个系统分为三层：现场监控层、通讯管理层和系统管理层。 系统具有良好的开放性，可与办公信息管理系统（MIS）、楼宇自控系统（BAS）和智能消防管理系统（FAS）、供电公司管理系统等自动化系统通讯实现信息共享。 系统标准化程度高，符合IEC国际电工技术委员会标准、IEEE电气和电子工程师协会标准、ISO国际标准化协会标准、GB/T 中华人民共和国国家标准、DL 中华人民共和国电力工业部行业标准。 系统软件具有友好的操作界面，操作界面采用全中文实时监控界面，操作简便实用。2.4 设计规范及依据PMCS监控软件符合的软件开发标准及遵循的电气国标如下：PMCS系统软件的功能开发、运行、技术实现及相关技术指标符合如下标准：国际标准：IEC870（14） 远动设备及系统国家标准：GB/T 12505 计算机软件配置管理计划规范 GB/T 9386- 1988 计算机软件测试文件编制规范 GB/T 14394-1993 计算机软件可靠性和可维护性 GB/T 12504-1990 计算机软件质量保证计划规范行业标准：DL/T 634-1997 基本远动任务配套标准 DL/T 13729-92 远动终端通用技术条件 DL 5003-91 电力系统调度自动化设计技术规程ABB PMCS系统提供的变电站技术参数符合如下标准：国际标准：IEC694（1980） 高压开关设备标准的共用条款 IEC439-1（1997） 低压开关设备标准的共用条款IEC298（1990） 额定电压1KV以上50KV以下交流金属封闭开关设备和控制设备国家标准：GB3906-91 335KV交流金属封闭开关设备GB11022-89 高压开关设备通用技术条件GB7251-1998 低压成套开关设备PMCS系统的智能硬件装置产品的功能开发、运行、技术实现及相关技术指标符合如下标准：国际标准：IEC61000-4-2(EN6100-4-2)静电放电抗干扰试验 等级3 IEC61000-4-3(EN6100-4-3)射频电磁场辐射抗干扰试验 等级3 IEC61000-4-4(EN6100-4-4)电快速瞬变脉冲群抗干扰试验 等级3 IEC61000-4-5(EN6100-4-5)浪涌冲击抗干扰试验 等级3 IEC61000-4-6(EN6100-4-)传导骚扰抗干扰试验 等级2行业标准：EN55011 射频辐射骚扰限值 A类2.5 系统技术指标PMCS系统提供的变电站技术参数符合如下标准： 系统容量信息量总点数64000模拟量16000状态量16000 遥控量16000 脉冲量16000 可用率 系统年可用率99.98 系统寿命 系统寿命正常使用年限为10年，在具有一定的备品和软件升级的条件下能达到15年。 系统实时性指标 a. 全系统实时数据扫描周期210秒可调 b. 遥测量越死区传送时间 2秒 c. 遥信变位传送时间 2秒 d. 遥控命令响应时间 1秒 e. 实时调用画面响应时间 1秒 f. 画面刷新周期210秒可调，且每一画面均可定义其刷新周期。 SOE分辨率：站内不大于2毫秒，站间310毫秒 遥测合格率：99.9 遥信正确率：99.9 遥控正确率：99.99% 遥测综合误差： 0.2% 以太网传输速率： 100/1000 Mb/秒 CPU及网络负荷率a. 监控主机CPU负荷率 正常状态下5分钟内平均 30 事故情况下10秒钟平均 50b. 网络负荷率 正常状态下5分钟内平均 25 系统时钟精度a. 稳定性： 106（255）b. 时间误差： 2毫秒（有标准时钟） 系统平均无故障时间小时3. 项目概况亚投行电力监控项目共有6座配电室，分别为1-6号配电室，其中1号配为监控中心，内设1台数据存储服务器和2台冗余采集服务器。每个配电室设置网络控制柜，将配电室内智能仪表，设备进行通讯的汇总，最后以网络的形式，接入由光缆敷设的网络系统，将数据上传至监控中心。4. 监控对象根据目前的电力图纸，需采集10/0.4KV电力系统的回路模拟量、数字量及综保信号；变压器温度信息、报警及风机状态；直流屏模拟量、数字量。其中：1号配：综保11台，直流屏1台，变压器4台，智能仪表304台，DI模块88台；2号配：综保11台，直流屏1台，变压器4台，智能仪表259台，DI模块73台；3号配：综保4台，直流屏1台，变压器4台，智能仪表235台，DI模块67台；4号配：综保4台，直流屏1台，变压器4台，智能仪表235台，DI模块65台；5号配：综保4台，直流屏1台，变压器4台，智能仪表243台，DI模块67台；6号配：综保6台，直流屏1台，变压器6台，智能仪表101台，DI模块28台；根据上述仪表数量及分布情况，按照合理分配通讯接口，保证通讯质量的原则，1-5号配电室设置2台16口终端服务器采集数据，6号配电室各设1台16口终端服务器采集数据。终端服务器安装在网络控制柜内，落地安装。PMCS系统结构采用“系统管理层-通讯管理层-现场设备层” 的分布式设计思想，详细介绍如下：现场设备层：位于配电室内。现场智能仪表安装在配电柜上，可采集配电室内各回路的电参量，发送到终端服务器。 通讯管理层：位于配电室内，安装于墙上；通讯管理层设备为终端服务器，负责与现场设备层的智能设备进行通讯，实现数据的采集，集中传向主站层。 现场设备层与终端服务器采用RS485总线连接方式。系统管理层：位于监控中心室内。系统主机主要负责与终端服务器进行通讯，将采集到的数据进行显示、分析、存储。系统后台主机与终端服务器之间采用网络通讯形式连接。 总组网方式如下：（详见CAD图纸） 现场所有智能设备通过RS485总线接入终端服务器，终端服务器将串口通讯数据转换为网络通讯数据传输，经RJ45口输出，通过网线连接到网络交换机，再经过交换机将数据传入PMCS电力监控系统，监控系统将显示现场各智能设备采集到的数据信息。5. 数据、电源线缆材料规格5.1 现场智能设备间用RS485进行串联，电缆为RVVP型。 5.2 现场通讯采集设备供电的220V AC电缆规格为BVR型。 5.3 网线采用UTP56软件系统介绍华胜立天（北京）系统技术有限公司 45第一章 系统概述PMCS变配电监控系统是全方位配电监控系统。该系统集SCADA现场数据采集，数据加工，统计于一体，并具有良好的人机界面，现场数据实时显示，并具有实时报警和历史数据查询功能，支持网络传输和网间数据实时通讯。下面就对现场使用方法进行介绍。第二章 系统主界面1、 系统主界面：主画面系统启动后自动进入系统主界面，在主界面中包含了系统的一些主要功能按钮，通过点击这些按钮，就可进入相应的画面，浏览数据，查看报警，管理设备等。其中主要的按钮及功能如下：1.1 系统总览，点击此按钮显示整个项目的电力系统概况汇总显示。包括总的负荷状况，每小时总用电情况，每台变压器的功率、符合率情况，报警状态等。使用户对总的用电状况有一个全面的了解。1.2 配电系统，点击此按钮显示整个项目的配电系统主接线图，用户可以清晰的了解本配电室或各配电室之间的电气连接、电缆走向等信息。双击相应区域，可进入相关配电室的详细单线图连接。1.3 网络拓扑，点击此按钮可以显示整个项目的结构信息，网络组成，及各层网络及设备的具体信息。1.4 设备分布，点击此按钮可以直观体现设备的地理位置。1.5 实时数据，点击此按钮显示各高压及低压重要回路的重要电参量，如电压、电流、频率、功率、电能等信息。1.6事件记录，点击此按钮显示报警信息、系统信息，通过它可详细查看出现报警的具体设备及时间等报警信息以及各种系统信息。1.7 管理系统，提供配电系统运行日、月、年报表及综合报表，对历史数据库中的两年内的日报数据进行回顾显示和打印。1.8系统设置，点击此按钮可以查看并设置监控系统的相关功能，如短信报警手机号设置，报警信息设置等。1.9用户管理，是本系统提供的管理用户功能。第三章 系统总览通过点击“系统总览”，可进入相应画面，图如下：系统总览 通过该图，将整个项目的电力系统概况汇总显示。包括总的负荷状况，每小时总用电情况，每台变压器的功率、负荷率情况、实时曲线，报警状态等。使用户对总的用电状况有一个全面的了解。第四章 配电系统点击“配电系统”，可进入画面图（a）中。图（a） 配电系统图通过该图，我们可以观察整个项目的配电系统主接线图以及供电状态，暗红色为带电显示，绿色为不带电状态。用户可以清晰的了解本配电室或各配电室之间的电气连接、电缆走向等信息。双击区域图片，可进入相关配电室的详细图。比如高压系统图，比如各个变压器，以及相应的低压系统图等。一、双击高压区域可进入画面图（b）中。图（b） 高压系统图通过该图，我们可以观察10kV各段母线的供电状态，暗红色为带电显示，绿色为不带电状态。母线旁边有电压指示，具体显示本段电压；电流值显示，显示本段电流，开关触点的分合及告警状态也都有显示，另外还可以进行动态网络拓扑分析判断，以不同的颜色显示不同的电压等级、带电与失电，以闪烁指示告警点。以红色显示电流越限，当电流超过预先设定的数值时，电流数值变为红色引起值班人员注意，值班人员采取一定的措施达到预防事故的目的。另外：1、可以通过点击“保护型号”信息按钮，进入画面图（c）可以查看更详细的保护信息。图（c）保护数据全览画面中动作指示栏，设备正常运行时颜色显示为“红色”；设备不运行，颜色显示为绿色。断路器合分闸状态也有显示。注意：不是故障。2、 可以通过点击各回路下的“详细”信息按钮，进入画面图（d）可以查看更详细的回路信息。图（d）回路数据全览通过回路数据全览，用户可以方便快捷的查找任何一个回路的数据信息。回路数据全览高压及低压的所有电参量，电压、电流、频率、功率、电能等信息。3、可以通过点击“直流屏”按钮，进入画面图（e）可查看该直流屏数据的全览图，如下：图（e）直流屏一览直流屏数据全览显示系统数据：母线电压、母线电流、充母电压、充母电流、电池组端电压等信息。直流系统状态：充电状态、母线过压告警、电池组欠压告警、绝缘接地告警等信息。正常情况下，指示为绿色，产生告警时，画面指示灯为红色。此外直流屏数据全览以棒形图的方式，直观的显示每个电池的电压。并以变色的方式显示电池低电压告警。二、双击低压区域可进入画面图（f）中。图（f）低压系统图通过该图，我们可以观察0.4kV各段母线的供电状态。另外：1、回路上所显示的信息为Ib电流，可以通过点击各回路上的“Ib电流数据框”信息按钮，进入画面图（g）可以查看更详细的回路信息。图（g）回路数据全览通过回路数据全览，用户可以方便快捷的查找任何一个回路的数据信息。回路数据全览高压及低压的所有电参量，电压、电流、频率、功率、电能等信息。3、 可以通过点击上图（g）“回路数据全览”界面右侧中间的“分次谐波按钮”进入画面（h）可查看分次谐波的具体数据：图（h）回路谐波数据细览3、可以通过点击变压器温度值的信息框按钮，进入画面图（i）可查看该变压器的具体数据：图（i）变压器全览通过变压器设备一览，用户可以方便快捷的查找任意一台变压器。变压器数据全览显示变压器的三相温度值，三相温度历史曲线、风机状态及告警信息。第五章 系统管理系统具有管理功能，具有网络拓扑，设备分布图，实时数据，通过点击各自的按钮就进入其画面中。1、 网络拓扑图：网络拓扑图设备通讯正常时，图中指示灯颜色为绿色；设备通讯中断时，指示灯颜色变为红色。2、 设备分布图直观体现设备的地理位置。3、 实时数据显示各高压及低压进线的所有电参量，电压、电流、频率、功率、电能等信息。第六章 历史曲线在高低压各个回路电流数据或子画面中的实时曲线周围空白区域，双击鼠标左键,可进入查询各设备历史数据的画面：选择所要查询的方案，即可。例如：选择“高压201”方案，如图：通过调整下方左右边时间，可查所需时间段的历史数据。第七章 管理系统系统具有报表统计功能，通过主画面中的管理系统按钮，进入相应画面：报表查询有以下几种方式：1、 通过点击日报表，月报表，年报表按钮浏览或打印项目总功耗的报表文件。月报表如下：2、通过选中选择框中的所要查询的回路，点击相应的低压报表/高压报表：选择所要查询的报表，以“日报表”为例：选择要查询报表的日期，点击“确定”：3、 可以查询某一个回路中某一时间段内的功耗以及在尖峰平谷电量段所需付的费用。具体操作如下：通过选中选择框中的所要查询的回路，输入费率，选择时间段，选择电量段，点击查询按钮即可。