变配电自动操纵系统在智能建筑中的应用
摘要
随着电力行业与通讯技术、工业总线、计算机及电子技术不断结合，通过对电力设备的自动监控，对信息资源的治理和对使用者的信息办事及其与建筑的优化组合，使建筑物更具安全、高效及舒适性。本文结合别墅小区的实例，主要介绍了电力自动监控系统在现代智能建筑小区供配电系统中的应用。 要害词：电力自动监控，智能建筑，供配电系统，节能高效
目录
摘要
绪论...
一、项目概括.2
二、系统简介.2
三、网络结构.2
四、系统实现功能.4
轻质隔墙条板五、系统实现功能 (5)
2、数据处理功能 (6)
六、数据库治理6
七、人机界面功能7
六维网
八、运行效果8
结论 (8)
参考文献 (9)
绪论螺旋板冷凝器
随着电力行业与通讯技术、工业总线、计算机及电子技术不断结合，通过对设备的自动监控，对信息资源的治理和对使用者的信息办事及其与建筑的优化组合，使建筑物更具安全、高效及舒适性。别墅项目由于小区供电面积大，变配电室多，其本身对供电的可靠性和供配电系统的自动化水平都有着较高的要求，因此本工程采纳先进的ESDCMMI4.0电力自动监控系统，对本项目的中低压配电系统、变压器、直流屏等实施自动监测和操纵。
别墅项目由于供电面积大，通常设有一个主配电室和几个分配电室。为做好供电系统的安全性及可靠性，需要实现变配电系统的自动化治理。传统变配电系统在治理上的存在的弊端主要有：对电网运行状况的把握依靠人工巡视；运行维护人员太多，人力成本过高；事故快速反应能力不足，停电时间长；缺少优秀的供电保障系统，供电可靠性不高；对电能质量缺乏有效的监控，谐波污染严峻；对电能消耗缺乏有效治理，公司成本高。
引进变配电自动化可以实现：监控功能和继电庇护的有机结合；变电站站内设备监控和站外设备监控的有机结合；采纳交流采样技术，无须变送器，节约成本和占地；由单元化的测控装置就地完成四遥功能；采纳现场总线技术，系统通信完全网络化，实现数据共享。
从已运行的变配电室智能配电监控治理系统看，完全实现了全部无人职守，实现了遥测、遥控、遥信，操作简单便利，提高了工作效率，提高了供电可靠性，增强了安全性，减少了事故处理时间，有效的节约了电能，减少了电力治理人员，取得很好的经济效益。
配电监控治理系统在近年来已走向成熟，并成为智能的配电监控治理系统。利用监控装置形成完整的低压配电网信息采集系统，为供电公司的用电侧电能治理提供科学可靠的决策依据，
其社会效益是不言而喻。
一、项目概况：
本别墅智能小区总建筑面积31万平方米，占地面积131.3公顷。包罗一个主站（开闭站）和6个分变配电室，其中4号变配电室负荷中包含重要的超磁站房设备。本项目的特点就是占地面积大，供电面积范围大。除主配电室有人值班外，其余配电室皆无人值守。为提高了工作效率，提高了供电可靠性，增强了安全性，减少了事故处理时间，有效的节约电能，减少电力治理人员，本项目采纳ESDCMMI4.0电力监控系统配电智能化系列产品，完全实现了上述功能。
二、系统简介：
ESDCMMI4.0电力监控系统是基于Windows2000操作系统的配置软件。该系统主要包罗：一次设备(高压，低压开关柜)；二次设备(庇护继电器，智能测量仪表)；监控设备(监控计算机，通信治理器)接口设备(监控治理软件，各种卡件)等。
系统采纳可简单连接的双绞线作为总线，把多个测量操纵仪表连成网络系统，并按公开、规范的通信
合同，将位于现场的多个微机化测量操纵设备、现场仪表与远程监控计算机之间进行连接，实现数字化、双向多变量数字通信。该系统特点：完全的单元独立，分布式安装，集中监控，可扩展性强；系统具有良好的开放性，支持多种规约；实现与配电现场的各种通讯设备的通讯连接和通讯数据的处理；实现对断路器、开关及刀闸等对象的远程操纵；实现对现场各种通讯设备的庇护定值的读写操作；查询系统采集的遥信、遥脉、遥测等数据；监视现场各种通讯设备的通讯状态及传输的报文信息；通过对用户权限的设置、口令检查等方法，保证系统操作的安全性；提供系统维护的设置功能。
系统软件实现真正的多任务，支持数据库跨平台连接，支持多种开放的数据库治理系统；利用断路器触头损耗监视功能及断路器动作次数，灵活制定检修维护计划，节省维护。
三、网络结构
该站配电系统结构采纳了分层分布式设计思想，系统分成3个层面：后台监控层面、站级治理层面和现场测控层面。
在后台监控层面采纳了配电网络治理组态系统，通过以太网往下连接至站级治理层。为整个配电系统提供全面治理，同时提供热备一套，大大减少系统故障，提供可靠的电力保证。在站级治理层面采纳了组态嵌入式系统（触摸屏HMI）作为前端处理机，通过Modubs合同采集来自现场层的数据，并对数据进行适当处理和故障诊断。将打包后的数据通过以太网交换机传输给后台监控系统供中心治理层使
用，同时，将来自中心治理层的操纵信息经过以太网交换机通过HMI发送到现场层。
在现场测控层面采纳配电智能化模块，将来自现场的遥信量、遥测量、庇护动作等信息通过现场庇护或测控单元采集处理，并通过Modbus合同上传至站级治理层和后台监控层。负责实现模拟信息、数字信息、电能量信息的采集、传输及操纵等。主要应用于大楼10kV系统监控，包罗10kV断路器柜的操纵和庇护、全部10kV高压柜的模拟量和开关量的采集、高压环网柜暗号和状态的采集。模拟量包罗电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数等，开关量包罗断路器位置、手车位置、储能状态、庇护动作暗号等。
400V系统的监控，采纳在低压柜回路各配置一台FMl00智能测控装置，实现各回路的模拟量采集和4个开关量采集；其余需要监测的回路各配置一台FM100;3智能测量装置，实现各回路的模拟量监测，所需开关的操纵由FM100的输出接点完成。
模拟量包罗电流、电压、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、频率、功率因数等，开关量包罗断路器合位、就地／远方位置、工作位置等。变压器部分：变压器温度、变压器风机启动、停止状态暗号、变压器事故暗号等。直流系统部分：电压、电流、环境温度、断
线开路暗号、绝缘检测暗号。
间隔层的单元化设计、分布式处理保证了系统的稳定性、可靠性和可扩充性，即便在网络失效的情况下，间隔层设备仍能独立完成间隔层的监测和断路器操纵等功能。间隔层单元通过485总线型接入通讯层主控单元，布线和维护便利，数字通信抗干扰能力强、精度高，传输介质采纳屏蔽双绞线(FTP)。
站级治理层面：图形工作站是电力自动监控系统的人机界面，以实现电力系统的集中监视、测量、操纵和治理。用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询，设备状态和参数的查询，操作指导，操作操纵命令的解释和下达等等。通过监控工作站，运行值班人员能实现对全所生产设备的运行监测和操作操纵。mesh自组网
四、系统实现功能：
本项目变配电室供电采纳高压10kv系统单母线分段运行，两路高压电源同时供电。当一路电源断电时，中间联络开关自动闭合，由另一路电源向全部一级，二级负荷供电。高压系统要进行进线与中间联络断路器状态操纵监测，电压，电流，频率，有功功率，无功功率等。低压系统包罗进线与中间联络断路器状态监测，电压，电流，功率因数，重要输出支路断路器状态操纵，故障显示与报警。庇护分为：进线过电流庇护，电流速断庇护和低电压庇护；母线联络柜装设过电流庇护；变压器装设过电流庇护，电流速断庇护，变压器温度及故障状态正常运行显示与报警；在超磁站房供电回路中，采集断路器分合及故障状态，实现远程遥控。
ESDCMMI4.0A系列产品提供丰富完整的智能电力监控产品，实时监控，监视，记录供电系统的运行情况，可以按照用户的不同需求提供使用可靠、便利灵活的系统应用方案，可适用各种复杂的现场情况及应用需求。按照各自回路的差异性，分别使用不同的产品最优化搭建合理的解决方案。本文在此系统中挑出几条具有代表性的回路分别按照各自的不同情况做一个最优化的配置。
如图所示，对于系统进线的监控，由于其回路的重要性及对监控设备的较高要求，需要全面采集各种电参量，并需要及时正确的发现回路中存在的隐患和故障。因此在本线路中采纳了EX8+综合电力监控仪表。馈电回路1、馈电回路2指照明和动力回路，这些回路只要求监视电流和开关状态，并需要对回路中断路器能遥控。因此采纳LCTA+ESDA9015提供对电流的监测，采纳ESDA9050和ESDA9061提供了对开关量的遥测及遥控。在馈电回路3指超磁站房超磁设备等重要负荷等一些回路容量较大，需要对该回路提供更完善的监测及庇护。因此采纳了ESDA9150A采集断路器分合及故障状态，采纳ESDA9161A对断路器实现远程遥控。同时采纳了ESDA9133A实现对该线路电参量全方面的监测。
ESDCMMI4.0支持Modbus合同，通过总线将各个配电回路的操纵及庇护信息送往上位机监控系统，以实现对各配电回路的智能化测控。
五、监控系统软件主要功能
电力自动监控系统软件，在监控中心的图形工作站上安装ESDCMMI4.0监控系统软件。基于Windows
2000操作系统的配置软件，提供便利的操作、维护界面；具有16口同时通讯处理的能力，参数配置符合有关通讯标准；实现RS232/485/422、CAN卡、Profibus－DP、局域网通讯；实现与配电现场各种通讯设备的通讯连接和通讯数据的处理，可进行现场监视和向上级系统转发数据，采集通讯装置的遥信、遥测、电度数据并显示；设置修改每个量的相关信息，实现通过信息条件查询数据量；可以实现本地遥控；能够检测通讯口和通讯装置的运行状况；可以对通讯装置下载参数；可以同时向多个上级系统转发数据，发送数据量可选且按序可不同；后台可以通过更灵活，更高效的DCOM接口访问数据；显示每个通讯口的通讯报文，可以设定报文显示/停止、校验/不校验；可以向上级系统传送转发数据量的系数；有不同级别的权限治理；可以设置本机时间；系统易生成，恢复时间短。好的开放性、扩展
性、实时性和安全可靠性。
ESDCMMI4.0监控系统软件的主要功能是对整个变配电系统正常运行和事故情况下的生产过程进行实时监控，大屏幕彩显示，按时自动报表打印或召唤报表打印，越限和事故报警，事故推画面、事件按序记录与事故追忆，进行数据采集与处理，完成自动化操纵功能，并且具有向调度传送远动暗号与数据，接收调度遥控命令，以及其它一些运行治理功能。
1、数据通讯和采集功能
通过串口通信把间隔层设备的所有电气量、非电气量采集到主控单元，实现数据采集和预处理，包罗测量量、暗号量、电度量等，并将采集的实时数据通过网络送至监控系统后台工作站，同时将主站有关命令发往主控单元并经主控单元传送到间隔层设备。
2、数据处理功能
数据处理包罗工程值转换、零漂处理、人工设置处理、越限设置处理、暗号分类处理、事件按序记录(SOE)和故障录波功能；故障录波可以显示、打印带时标的故障波形，供精确分析故障。
六、数据库治理功能
可对实时数据库、历史数据库进行治理，具有：
◆快速访问常驻内存数据和硬盘数据，在并发操作下能满足实时功能要求；
◆认可不同程序对数据库内的同一数据集进行并发访问，保证在并发方式下数据库的完整性和同意性。
◆良好的可扩性和适应性，满足数据规模的不断扩充，及应用程序的修改。
◆在线生成、修改数据库，对任一数据库中的数据进行修改时，数据库治理系统应对所有工作站上的相关数据同时进行修改，保证数据的同意性。
◆计算机系统故障消逝后，能恢复到故障前的状态。
◆可以用同一数据库定义、生成多种数据集。
实时数据库保留的是从LCU采集上来的实时数据，其数据在每次系统扫描周期之后刷新一次。在实时数据库中可以保留模拟量、数字量、电度累计量、操纵量、计算量、人工设置等很多类型的点。用户可生成、查询、修改实时数据库。数据库治理系统保证了对数据库访问的实时性、灵活性和数据的同意性，以及数据的可维护性和可恢复性。
历史数据库对每一个实时数据库中的点，可选定周期实现历史数据记录，并可随时查询和使用，形成数据表、趋势曲线和用于统计分析。
◆重要数据自动归人历史库
◆历史数据可查询、计算
◆历史库能按时存人硬盘中
◆监控系统工作站中的历史数据库的压缩数据可保留一年
七、人机界面功能
采纳全中文界面，按照IEC相应条例用规范的线路图形符号显示供配电系统电气主接线图和各配电站的接线图，主接线图和分支接线图之间的切换可便利地通过快捷键或地理位置图切换，具有画面漫游及大画面快速操作导航图功能。
1）动态刷新显示：电气测量参数、运行参数和状态量参数，各线路按电压等级不同以不同颜区分（原电力部的部颁规定），具有带电自动变功能。
2）模拟量显示：包罗各模拟量的意义、对应的开关号及实时测量数据：电流、电压、功率（有功、无功）、电度（有功、无功）、频率、功率因数、电压不平衡度等。
3）开关量显示：包罗供配电线路的各种开关量的含义、对应开关号及开关量的当前运行状态；如断路器位置暗号、继电庇护各种动作暗号、装置故障暗号等。
4）连续记录显示：电流、电压、功率及功率因数实时曲线、负荷曲线、电压棒图等。
5）事故按序记录显示：将庇护动作和开关跳、合闸等事件按动作按序进行记录，在报警窗里显示庇护动作，断路器变位情况，模拟量的越限值等。
在供配电系统发生故障后，系统自动记录故障发生前/后的三相电压、电流数据，同时自动弹出故障智能分析报告（包罗故障跳闸的原因、性质、地点及发生时间），事故后可从计算机中调用事故追忆报告数据，以便分析事故原因。
自动记录断路器及继电庇护暗号的动作先后按序，其SOE分辨率小于等于2ms。记录的内容包罗断路器或庇护暗号的名称、动作状态及事件发生的时间。事件按序记录可就地存档，并发送至监控主站系统。
6）报警处理和历史事件查询：报警的内容包罗模拟量越限报警和开关量状态变位报警，报警分为一般报警和事故报警。一般报警包罗模拟量越限报警、开关量预告暗号报警及微机庇护本身的故障报警。事故报警指由事故引起的庇护动作及断路器跳闸暗号，此时，监控系统自动推出相关画面显示，画面中的跳闸断路器应变、闪烁，并发出特别的报警音响，报警音响经操作员确认后能手动复位，报警音响能按照不同类型的报警暗号发出不同的声音。a）开关变位：自动推出事件报警窗和故障相关画面，画面中变位开关闪烁、变提示，并在报警框内有汉字提示的告警语句及当前变位状态，并指明变位开关名称、运行编号和性质（正常操作或事故跳闸）。
b）电流、电压越限：画面闪烁提示，并在报警提示窗里显示当前越限值。
c）对于开关变位、庇护动作、庇护告警等事件在报警提示框显示相应的内容。
d）所有告警事件可打印记录和写盘保留。
历史事件查询包罗越限报警事件（由定值越限报警触发的事件，包罗越限值）、遥控操作事件（监控主机对庇护测控装置进行的定值整定、参数修改、开关遥控操作等）、一般事件（通信故障等），历史事件查询可按日期、时间、类别进行查询、显示。
7）运行报表、负荷曲线自动生成
系统能够自动生成各类运行报表，按用户的要求和方式编制值班记录、交接班记录、设备台帐、继电庇护定值表、设备检修记录表、运行人员值班表等。
睫毛器
a）负荷日、月和年报表的自动生成、显示、查询、打印（可选择时间段）；
b）电能日、月和年报表的自动生成、显示、查询、打印（可选择日、月、年）；
c）日负荷曲线的查询、显示、打印（可选择不同时间段）；
d）历史负荷曲线查询、显示、打印（可选择不同时间段）；
八、数据库的成立与查询
网络游戏防沉迷系统监控系统实时采集来自各分变电所的各种信息，经过处理后形成标准的数据库，并实时更新数据库；数据库容量可保证系统三年免维护。
1）可查询任一电量的日、月、年统计数据及该数据的最大值、最小值及平均值。
2）可对历史数据进行日、月、年检索，能够对历史数据库的数据进行操作，并按用户的要求按期将历史数据存盘。
3）可召唤显示、打印历史数据库中任一电量的记录数据，包罗日、月、年报表。
以上的数据查询结果均能够打印，打印方式有按时打印和召唤打印等方式，打印时不影响程序的执行及系统响应能力。
九、系统自诊断和自恢复
监控系统具有良好的自诊断与自恢复功能，能在线诊断系统软件和硬件，发生故障时，能自动在屏幕上显示故障单元、故障部位及故障性质，单个组件的故障，不会引起整套装置的误动，也不影响其它装置和监控系统的运行，当发现异常及故障时能及时按照故障性质自动判别是否需要闭锁有关功能或设备，并显示和打印报警信息。
十、在线维护功能
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