摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例對變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)的構(gòu)成、內(nèi)容及特點(diǎn)進(jìn)行了敘述，并再現(xiàn)了實(shí)時(shí)檢測、遠(yuǎn)程控制、事故報(bào)警及故障分析等功能的實(shí)現(xiàn)。 關(guān)鍵詞： 變配電 監(jiān)控 自動化 1概述 變配電站是電力系統(tǒng)組成的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是電力網(wǎng)中線路的重要連接部分，其作用是變換電壓、匯集和分配電能。變配電站能否正常運(yùn)行關(guān)系到電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和安全，因此對變電站進(jìn)行監(jiān)控和管理具有十分重要的意義。 計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)是電力工業(yè)信息化的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)引入電力領(lǐng)域，一方面使許多輸配電裝置有了智能功能，另一方面也使各保護(hù)監(jiān)測、智能電器裝置及系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)與中央監(jiān)控系統(tǒng)雙向通信、聯(lián)網(wǎng)，形成完整的智能化監(jiān)控、保護(hù)與信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高了供配電系統(tǒng)自動化程度。變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電子技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與電力設(shè)備相結(jié)合，將配電網(wǎng)在正常及事故情況下的監(jiān)測、控制、計(jì)量和供電部門的工作管理有機(jī)地融合在一起。由此，變配電管理系統(tǒng)（DMS）的應(yīng)用日趨重要。 變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)能對系統(tǒng)各種運(yùn)行開關(guān)量狀態(tài)和電量參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和顯示，改進(jìn)供電質(zhì)量，力求供電最為安全、可靠、方便、靈活，經(jīng)濟(jì)性好，使變配電管理更為有效，從而改善供電質(zhì)量，提高服務(wù)水平，減少運(yùn)行費(fèi)用。 2 系統(tǒng)概述 變配電計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)由帶有通訊接口的采集控制模塊：多功能電力綜合儀表、開關(guān)量采集模塊、電流量采集模塊、模擬量采集模塊、繼電器控制輸出模塊、現(xiàn)場管理機(jī)、24V直流電源以及中央管理機(jī)等組成。中央管理機(jī)是本系統(tǒng)的集中管理中心。一般安置在有人值班的總值班室內(nèi)，用于整個(gè)變配電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)顯示、參數(shù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、歷史記錄、故障報(bào)警、控制、報(bào)表打印等。 通常變配電計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)采用分布式結(jié)構(gòu)，其保護(hù)監(jiān)測裝置分散就地安裝于開關(guān)柜上或直接是智能化型開關(guān)電器，通過標(biāo)準(zhǔn)通信接口進(jìn)入監(jiān)控系統(tǒng)。這種保護(hù)監(jiān)測裝置或智能開關(guān)電器在就地能獨(dú)立完成其保護(hù)和測量功能而不依賴于通信網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)可以通過通信網(wǎng)絡(luò)采集各種保護(hù)、監(jiān)測裝置或智能化電器的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)處理功能。變配電計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)通常由如下部分組成： 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端（RTU）：在監(jiān)控系統(tǒng)中作為現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)的通信接口，智能化的RTU還可用于存儲與處理數(shù)據(jù)，執(zhí)行計(jì)算，分析配電網(wǎng)的性能以及監(jiān)視電能質(zhì)量。 系統(tǒng)監(jiān)控站：主要負(fù)責(zé)對遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)終端通過網(wǎng)絡(luò)上傳來的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算處理、保存、并根據(jù)用戶需要生成各類報(bào)表。同時(shí)監(jiān)控站還能根據(jù)授權(quán)處理操作人員的請求，遠(yuǎn)程起、?，F(xiàn)場設(shè)備等。 管理中心：如果在一個(gè)大型的建筑群體中，那么分布在各個(gè)區(qū)域的系統(tǒng)監(jiān)控站可以通過專用通信網(wǎng)絡(luò)，將信息數(shù)據(jù)進(jìn)行集中監(jiān)控、處理。系統(tǒng)可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類保存、歸檔、統(tǒng)計(jì)、調(diào)用等數(shù)據(jù)操作。系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、一次接線圖（高、低壓系統(tǒng)）顯示與操作、參數(shù)設(shè)置、遙控閉鎖操作、事件報(bào)警/記錄、曲線/棒圖、報(bào)表打印、電能分類管理、故障智能分析、智能聲光報(bào)警、負(fù)荷分析、用電質(zhì)量分析、信息管理等功能。 3 實(shí)際應(yīng)用 上海浦東國際機(jī)場35KV中心電力監(jiān)控管理系統(tǒng)是上海浦東國際機(jī)場電力調(diào)度的重要實(shí)現(xiàn)場所，負(fù)責(zé)整個(gè)浦東國際機(jī)場的電力調(diào)配工作，是整個(gè)浦東國際機(jī)場電力調(diào)配的中心。機(jī)場一期工程中，設(shè)有航飛站和航翔站兩座35KV中心變電所，二期工程新建了海天路站35KV中心變電所，每座中心變電站均設(shè)有獨(dú)立的變電站計(jì)算機(jī)綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)（SCADA），同時(shí)在海天路站變電所設(shè)有機(jī)場電力調(diào)度中心，負(fù)責(zé)對中心變電所進(jìn)行中央調(diào)度。 機(jī)場35KV中心電力計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，包括調(diào)度層、就地監(jiān)控層和現(xiàn)地設(shè)備層三層，采用三級控制模式：調(diào)度層——機(jī)場電力調(diào)度中心；控制層——變電所就地監(jiān)控系統(tǒng)；現(xiàn)場設(shè)備層——現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備、各種電力儀表。系統(tǒng)構(gòu)成圖如圖１： 1） 現(xiàn)場設(shè)備層： 變電站SCADA系統(tǒng)的監(jiān)控和測量范圍包括主變壓器、35KV高壓柜、10KV高壓柜、所用變、直流電源、UPS不間斷電源和電容器柜。各控制保護(hù)單元分設(shè)在每個(gè)開關(guān)柜上，所有的控制、保護(hù)、測量、報(bào)警等信號均在就地單元內(nèi)處理成數(shù)據(jù)信號后，傳輸至前置處理機(jī)。各就地單元即使故障，仍可獨(dú)立完成本柜的監(jiān)測保護(hù)功能，其監(jiān)測的信息可反映在開關(guān)柜的面板上。 2） 控制層： 變電所就地監(jiān)控系統(tǒng)集保護(hù)、測量、控制、遠(yuǎn)傳等功能為一體，采用微機(jī)化產(chǎn)品，并充分利用微機(jī)的數(shù)字通信的優(yōu)勢將變電站的二次設(shè)備（包括測量、信號、控制、保護(hù)、自動裝置和遠(yuǎn)動裝置等）經(jīng)過功能組合而形成的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、功能化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。選用GE Fanuc公司PACSystems系列控制器作為PLC控制站的主控設(shè)備，PLC的CPU與I/O模塊之間通過GeniusBUS連接。PLC和微電腦型繼電保護(hù)裝置通過Modbus通訊協(xié)議連接。為提高系統(tǒng)控制可靠性和時(shí)效性，每個(gè)開關(guān)柜上斷路器分/合閘的控制與分/合閘狀態(tài)信號、故障信號通過電纜直接與PLC開關(guān)量輸入/輸出模塊連接。 系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控電流、電壓、有功功率、無功功率、視在功率、有功電度、無功電度、視在電度、功率因數(shù)、頻率等模擬量信號及斷路器的分合閘、手車工作位置、高溫報(bào)警信號、超高溫跳閘信號、斷路器故障信號、事故跳閘信號、綜合保護(hù)器的故障等開關(guān)量信號。在畫面設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到采集的數(shù)據(jù)量大，內(nèi)容多的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成以主接線圖為主配合以各個(gè)分功能畫面為輔的人機(jī)界面。因此畫面內(nèi)容豐富，包括多種顯示組件如開關(guān)狀態(tài)、小車位置、電壓數(shù)字表及棒圖顯示、電流趨勢圖、歷史曲線圖。當(dāng)變配電系統(tǒng)的各開關(guān)出現(xiàn)過載跳閘、短路故障跳閘等事故跳閘時(shí)，計(jì)算機(jī)能夠通過多媒體音箱發(fā)出聲音報(bào)警并自動記錄時(shí)間、站號、回路開關(guān)名稱、事故類別，以方便電力管理更快、更有效地去安排任務(wù)，及時(shí)的去解決發(fā)生的報(bào)警故障，在最短的時(shí)間內(nèi)排除故障，以保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。 3） 調(diào)度層： 機(jī)場電力調(diào)度中心采用星型的工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)。通過光纖以太網(wǎng)與航飛站和航翔站高壓變電所就地計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)通訊。系統(tǒng)配置歷史數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，將所監(jiān)測并統(tǒng)計(jì)的各種電量參數(shù)、各斷路器或開關(guān)的狀態(tài)變化時(shí)間、報(bào)警故障類別、操作人員代碼和時(shí)間等數(shù)據(jù)儲存于系統(tǒng)硬盤，以便對整個(gè)變配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。系統(tǒng)可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類保存、歸檔、統(tǒng)計(jì)、調(diào)用等數(shù)據(jù)操作。 中心報(bào)表系統(tǒng)可以根據(jù)實(shí)際輸入信號，編制出日、月、年報(bào)表。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶要求按照對象、性質(zhì)、時(shí)間等項(xiàng)止進(jìn)行檢索，以便進(jìn)行查詢和故障分析。系統(tǒng)可以根據(jù)一天用電負(fù)荷情況自動生成負(fù)荷列表、用電量曲線以及電能棒圖等，電力管理可以根據(jù)列表、曲線或是棒圖來均衡每一個(gè)小時(shí)用電量，以達(dá)到負(fù)載利用最高。系統(tǒng)可以統(tǒng)計(jì)和打印所監(jiān)控的所有電流值、電壓值、功率值、功率因數(shù)值以及這些參數(shù)一天24小時(shí)變化曲線；統(tǒng)計(jì)和打印各斷路器運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)間及故障報(bào)警時(shí)間和類別；統(tǒng)計(jì)和打印各斷路器的操作時(shí)間及操作人員代碼；統(tǒng)計(jì)和打印有功電度、無功電度的一天24小時(shí)內(nèi)單位小時(shí)用電量及電量棒圖。 4、結(jié)束語 變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，促進(jìn)了無人值班變電站的實(shí)現(xiàn)，可以利用遠(yuǎn)動技術(shù)使電網(wǎng)調(diào)度迅速而準(zhǔn)確地獲得變電站運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息，完整地掌握變電站的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)變電站運(yùn)行的故障并做出相應(yīng)的決策和處理，同時(shí)可以使值班管理人員根據(jù)變配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行負(fù)荷分析、合理調(diào)度、遠(yuǎn)控合分閘、躲峰填谷，把握安全控制、事故處理的主動性，減少和避免誤操作、誤判斷，縮短事故停電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對變配電系統(tǒng)的現(xiàn)代化運(yùn)行管理。 總之，變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好及維護(hù)簡單等特點(diǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，變配電站的計(jì)算機(jī)化進(jìn)程越來越快，變配電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控及無人值守已成為當(dāng)今電氣自動化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢其發(fā)展勢頭方興未艾。 參考文獻(xiàn)： 1） 變電站綜合自動化技術(shù) 黃益莊 出版日期 2000.03 中國電力出版社 2） GE FANUC自動化PACSystems系統(tǒng)介紹 GE FANUC 2003年