变电所监控及其网络系统的设计

配电房无线监控终端系统的设计和实现作者：冯志坚来源：《中国科技纵横》2013年第06期【摘要】利用电能采集模块和环境参数传感器，通过无线通信网络，组建配电房无线监控终端系统，采集和传输配电变压器总输出电压和电流，功率因素，有功无功电度，配电房各路低压出线的电流，配电房温度和湿度，门禁状态等数据，实现配电房运行的实时监控，提高配网管理的自动化和信息化水平。

【关键词】配电房无线监控配电网是供电网络的末端，直接为千家万户供应电能，直接关系到用户的供电质量，保证配电网的稳定可靠运行是供电企业重要任务。

配电房作为配电网的重要单元，内部设有配电变压器，高低压进出线设备等重关键配网设备，由于配电房数量多而分散，为高效管理带来了困难。

在信息技术高速发展的今天，利用先进通信和传感器技术，建立配电房监控终端系统，对配电房进行实时监控，势在必行。

1 配电房设备运行参数采集配电变压器（以下简称配变）是配电房内的核心设备，对配变二次则电压，三相电流，功率因素，用功无功电度等进行实时采集和分析，能够及时掌握其运行负载情况和三相不平衡情况，及时发现异常状态。

公用配电房的供电对象一般包含多个用户，分散于不同方向的区域。

配电房内设置有低压出线柜，分接出多条低压出线，向多个方向供电。

由于用户性质和变化多样，各条出线的负荷情况经常发生变化，往往出现配变未超载，但一条出线超载，或者一条出线中某一相中重负荷等不良情况出现。

因此各路低压出线的三相电流也必须纳入到监控范围。

对配变电能参数采集通过力创的EDA9033E三相电参数采集模块完成。

EDA9033E能够准确测量三相四线制交流电路中的三相电压、三相电流、功率因素、有功无功电度等多项参数。

而多路低压出线的电流将通过力创EDA9015A电流测量模块采集，该模块最大能够采集12路电流输入，能够满足多路低压出线电流检测的需求。

EDA9033E和EDA9015A均使用RS485或RS232总线通信，支持ASCII码，十六进制和Modbus协议，通信方式统一，两个采集模块能够挂在同一条通信总线上，通过不同的地址进行访问。

变电站智能辅助巡检系统设计与实现摘要：针对国内变电站的辅助监控系统的智能化问题，提出了一种变电站智能辅助巡检系统，完善变电站辅助监控系统的相应功能，实现变电站子系统的整合和联动，实现向监控中心（主站）的远传，解决了传统变电站运维工作高度依赖人工的问题，节约大量的人工成本，提高了变电站安全生产水平，具有重要社会意义。

关键词：变电站；智能辅助；巡检系统；设计实现1设计需求分析目前，在国内传统的智能变电站辅助监控的技术发展领域，主要的设计思想是通过安装传感器完成对各种设备实时状态数据的采集，然后将数据上传至系统分析台，通过人工智能算法完成对采集数据的分析，实现对智能变电站的监控和辅助运维。

针对智能变电站的设计思路，除上述方法外，还应该重点考虑以下2个方面：（1）变电站电气设备的稳定性、可靠性和智能化水平。

目前大部分变电站都已实行无人值班，电气设备一旦出现问题，巡检人员很可能无法立即达到故障现场，电气设备性能的波动会导致站内故障频发，增加巡检人员的工作量。

而目前随着设备智能化研究水平的不断提高，电气设备的远程操作控制水平和自动化也越来越高，这就能够大幅度降低电网运维巡检人员亲自到现场的次数。

（2）变电站信息数据安全传输，智能变电站虽然逐步实现了无人值班，但是变电站内的各种实时电网数据必须要及时安全传回控制的终端。

只有保证传回终端的数据完整准确，才能保证终端对站内设备运行状态进行准确的判断。

同时，考虑到变电站的数据有生产调度业务数据，管理业务数据等，还需要做好变电站各类业务的分类传送，以提高智能变电站各类数据的精准处理能力。

综上所述，变电站智能辅助生产系统的设计主要为了满足实现对变电站全站中的各个子系统的数据采集、智能分析。

系统设计的主要目的是达到智能识别故障、智能化巡视、智能预警和分析决策。

结合智能变电站辅助巡检的实际需求，采用前端展示呈现，后端对数据进行智能分析，并提高决策。

整体采用“一个平台，多项功能应用”的设计思路，为变电站巡检运维人员提供准确及时的辅助管理功能。

低压智能配电监控系统方案1、概述：派诺电子有限公司是专门生产智能电源监控产品及监控软件系统的高科技企业,通过先进的设备、元件、软件和专用技术，向国内外用户提供世界一流的智能监控仪表产品和监控系统，产品符合国际CE标准和中国国家标准，满足用户对供配电自动化系统的设计、制造、检验、供货及运输保护等的要求。

目前珠海派诺电子有限公司的智能监控系统已经有很多使用单位,用戶遍及交通、电信、邮电、石化、电子、政府单位、金融等多种行业.本公司坚持顾客至上的理念，结合积极、创新、专业的工作团队及事业伙伴，提供品质优良、稳定性佳的全方位产品，以高效能的技术服务,为顾客提出降低成本、提升竞争力的最佳配电职能化系统解决方案为经营目标.2、低压智能配电监控系统2.1 低压智能配电监控系统简介珠海派诺电子有限公司的西格玛监控系统在变配电的监控领域里处于领先地位.根据本项目的技术要求，西格玛监控系统可与智能型低压柜实现数据交换和远方监控功能。

在低压智能配电柜中配置派诺电子公司的智能监测单元对低压监控系统中进线开关在线监测，同时对进线回路实现远方遥控功能。

西格玛监控系统配置一台监控计算机对整个监控系统提供优化的友好的人机界面，实时显示各种监控信息，例如在监控主机上显示进线开关的开合状态和故障状态，实时显示进线回路的三相电流值、三相相电压值、三相线电压值、有功功率、无功功率、视在功率、电度、频率、功率因数等电网参数值，并对系统所采集到的数据进行处理、显示、存档和报表自动打印,即时显示事件记录和故障记录，并提供声光报警.西格玛监控系统在通讯方面具有很强的开放性,它可以很方便地通过现场总线与高压系统、变压器温控装置、发电机的智能接口相连，实现数据通讯功能。

同时西格玛监控系统提供标准的RS485接口向上连接到BA系统。

西格玛监控系统还能为用户提供变电站内各种电气图纸和元件清单，极大地方便用户进行技术管理和物料管理。

西格玛监控系统使用十分简单，它不需要用户掌握太多的计算机知识，同时系统能够引导用户进行一系列的操作、识别和二次开发工作,是用户实施变电站监控管理的理想工具。

基于ＳＣＡＤＡ的微型电网监控系统的设计研究吴长贵１　喻建军２（１ 南通开放大学　２ 南京南瑞继保电气有限公司）摘　要：随着电力系统管理体系持续改革，促进变电所自动化技术快速发展，很多变电站实现无人值班，并给各变电站供电系统配置对应的专用网络。

尤其在信息化时代背景下，全面优化供电系统，变电所不仅要设置传统的自动化系统，还要搭建微型电网实时监控系统，通过监控系统，能实现变电站自动运行，合理控制现场操作环节，有利于监控中心远程控制变电站设备，有效增强集中监控的综合调度和运行管理能力。

基于此，本文将ＳＣＡＤＡ技术应用到电网实时监控系统上，采用面向对象技术开发软件系统，将整个系统分成数据层、控制层、展示层。

根据实践证明，该系统能实现变电站无人值守，多点位控制变电站运行，实现数据实时展示和调度结合。

关键词：ＳＣＡＤＡ技术；微型电网监控系统；系统设计０　引言近年来，信息技术快速发展，给电力系统运行提供良好的信息技术保障，党中央提出以信息化促进工业化发展的要求，给电力调度系统自动控制打下坚实基础。

因此，在建设电力调度监控系统时，要以安全可靠为目标，规范建设标准，提供统一的调用规范和系统接口，积极引进信息技术、通信技术、控制技术，促进调度控制向一体化方向发展，有效增强电力管理水平，加强电力调度效果，给变电站工作提供技术支持。

同时，变电站运行中要采用各种控制设备，这些设备需要利用变送器、传感器、ＰＬＣ监控设备进行，但这些监控设备只能采集变电站部分关键数据，很多检测因子很难实现全面管理和采集工作。

针对该种情况，工作人员要构建健全的管理监控信息系统，全方位监控变电站所有设备数据，有效满足电力监控中心调度运行要求。

基于此，本文将ＳＣＡＤＡ技术应用到电网实时监控系统上，采用面向对象技术开发软件系统，将整个系统分成数据层、控制层、展示层，实现变电站无人值守，多点位控制变电站运行，实现数据实时展示和调度结合［１］。

１　ＳＣＡＤＡ技术概述ＳＣＡＤＡ技术（ＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙＣｏｎｔｒｏｌＡｎｄＤａｔａＡｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ，监控与数据采集）是一种用于实时监测和控制工业过程的自动化系统。

变电站综合自动化系统结构与功能综述关键词：变电站综合自动化系统结构功能---综合自动化系统的硬件结构变电站综合自动化系统的发展过程与集成电路技术、微计算机技术、通信技术和网络技术密切相关。

随着这些高科技的不断发展，综合自动化系统的体系结构也不断发生变化，其性能和功能以及可靠性等也不断提高。

从国内外变电站综合自动化系统的发展过程来看，其结构形式有集中式、分层分布式、和全分散式等三种类型。

1.集中式的结构形式集中式结构的综合自动化系统，指采用不同档次的计算机，扩展其外围接口电路，集中采集变电站的模拟量、开关俩个和数字量等信息，集中进行计算与处理，分别完成微机监控、微机保护和一些自动控制等功能，集中式结构也并非指由一天计算机完成保护、监控等全部功能。

多数集中式结构的微机保护、微机监控和与调度等通信的功能也是由不同的卫星计算机完成的，只是每台微计算机承担的任务多些。

例如监控机要负担数据采集、数据处理、开关操作、人机联系等多项任务：担负微机保护的计算机，可能一台微机要负责几回低压线路的保护等。

随着微处理器的发展、微型计算机的性能价格比迅速优于小型机后，才开始发展以微处理器为核心的变电站自动化系统。

图2.1 集中式结构的综合自动化系统框图这种集中式的结构式更具变电站的规模，配置相应容量的集中式保护装置和监控主机及数据采集系统，它们安装在变电站中央控制室内。

主便延期和各进出线及站内所有电器设备的运行状态，通过TA、TV经电缆传送到忠言控制室的保护装置和监控主机。

继电保护动作信息往往是取保护装置的信号继电器的辅助触点，通过电缆送给监控主机。

这种系统的主要功能即特点是：1）能实时采集变电站中各种模拟量、开关量，完成对变电站的数据采集和实时监控、制表、打印、事件顺序记录等功能。

2）完成对变电站主要设备和进出线的保护任务3）集中式结构紧凑、体积小、可大大减少占地面积。

4）造价低，尤其是对35kV或规模较少的变电站更为有利。

变电站电力设备综合状态在线监测系统变电站电力设备综合状态在线监测系统一、应用范围及特点变电站电力设备综合在线监测系统主要针对110kV及以上电压等级变电站内关键电力设备（变压器、GIS、断路器、容性设备、避雷器、电力电缆等）进行在线监测，并通过对不同电力设备多种运行参量的综合分析为全面评估设备的运行状态和寿命预测提供准确的现场运行数据。

系统主要特点：采用分层次监测的系统结构，将电力局管辖区域内的多个变电站内的多种电力设备在线监测作为一个整体进行规划和设计，在统一的硬件平台、统一的软件平台和统一的数据库上实现变电站多种电力设备、多个状态参量的集成监测，避免了在线监测简单拼凑带来的弊端，使监测系统具有良好的兼容性、可扩展性和可维护性。

采用目前国际上最先进的数据采集硬件和PXI测控总线结构，不同设备和数据中间之间的通讯采用IEC61850标准，能够保证监测数据的准确性和可靠性。

超高频局部放电监测采用外置的微带天线传感器（带宽：3000MHz）进行测量，并对采集到的单次放电波形进行多种分析，从真正意义上实现了超高频局部放电的在线监测。

所有传感器的安装不改变变压器的本体结构，不影响设备的正常运行。

现场前置机机柜、智能采集单元和所有外置传感器的结构设计均符合高海拔、大温差户外长期使用的要求，系统具备定期自检和故障自恢复功能，能在规定的工作条件下长期可靠工作。

远程数据监控中心采用双机热备+磁盘阵列的结构保证数据长期存储的可靠性，采用电力局区域互联网通信的方式，通过浏览器方式可以远程监控管理终端和监控中心连接，实现电力局办公桌面查看现场数据，并提供无线接入方式。

系统软件采用模块化结构设计和图元设计，同时具备自动监测和手动监测功能，具有良好人机界面，易操作，易升级。

二、技术参数1. 电容性设备：介质损耗角正切分辨率达1‰。

长期检测稳定性小于5‰。

检测单元测量误差小于5‰智能监测单元电磁兼容满足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；2．避雷器电流测量精度小于2%（现场干扰条件下测量）；能够对测量结果进行温湿度修正；长期监测稳定性小于1%；电磁兼容应足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；3．断路器：a) 电寿命诊断分合闸过程电流波形正常工作和分合闸过程电流幅值电弧持续时间（准确性≤±10%）分合闸动作次数、时间及日期主触头累计电磨损（以I2T 或IT 表征）（受燃弧时间判断的影响，测量精度≤±15%）b) 机械系统诊断线圈分合闸时间分合闸线圈电流波形断路器分/合状态c) 控制回路状态监测辅助触点动作时间d) 储能机构状态监测储能电机工作电流波形储能电机启动次数4 变压器：a）射频局部放电监测单元传感器频带：100kHz~15MHz实时采样带宽：15MHz相位分析窗口数：4000放电统计参量分析功能，包括：基本放电参量：最大放电量、平均放电量、放电次数二次统计参量：偏斜度、峭度二维谱图显示：最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)二维放电谱图三维放电谱图：放电次数－放电量－相位b）超高频局部放电监测单元传感器频带：10MHz~3000MHz实时采样带宽：300MHz实时采样速率：2000MS/s等效采样速率：2000MS/s纳秒单次放电分析功能，包括：时域指纹分析、频域指纹分析、联合时频分析、基于小波提取的分形分析c）油中气体色谱在线监测最小分析周期: ≤4小时；工作环境温度：-30℃～45℃；安装接口位置：油路循环范围内；测量精度：气体组分灵敏度测量范围检测精度H2 ≤1μL/L 1－2000μL/L ≤10％CO ≤1μL/L 1－5000μL/L ≤10％CH4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H6 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H2 ≤1μL/L 0.1－500μL/L ≤10％总烃≤1μL/L 1－8000μL/L ≤10％d）套管介质损耗角正切在线监测（可选）介质损耗角正切分辨率达10-3长期检测稳定性小于5×10-3检测单元测量误差小于±1%读数+0.0005e）油中温度在线监测温度检测范围：-30℃～+125℃温度测量精度：0.5℃f) 铁芯接地故障在线监测最小电流分辨率1mA最大可测量电流范围应达到100A5 环境参数监测：环境参数环境温度 -50～80℃ ±0.5% 环境湿度 0～98%RH ±2%三、系统构成采用分层次在线监测的方式，将需要在线监测的电力设备按照区域划分为多个单元（通常将一回出线上的所有电力设备划分为一个单元）。

基于PLC的箱式变电站监控系统设计贾澜;苗红霞【摘要】A monitoring system of box substation was realized based on programmable controller (PLC) and Ethernet in this paper.In the monitoring system,PLC was used as the implementation center of lower computer.CP243-1 was used as the core component of Ethernet communication.The host computer monitoring subsystem was established using King View.The intelligent monitoring of the box substation was achieved to ensure the normal operation of the power supply system.%本文基于可编程控制器(PLC)和以太网实现了箱式变电站的监控系统.监控系统用PLC 作为下位机的执行中心,用CP243-1作为以太网通信的核心元件,用组态王建立了上位机监控子系统,实现了对箱式变电站的智能监控,保证了供电系统的正常运行.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】3页(P28-30)【关键词】箱式变电站;PLC;CP243-1;组态王;智能监控【作者】贾澜;苗红霞【作者单位】河海大学物联网工程学院,江苏常州,213000;河海大学物联网工程学院,江苏常州,213000【正文语种】中文上世纪80年代我国开始研究箱式变电站，经过几十年的发展，如今箱式变电站技术已经非常成熟。

箱式变电站由高压开关柜室，低压开关柜室，变压器室组成，由于它占地面积小、可移动，安装方便，经济性较好等优点，得到广泛的使用，其“可遥测，可遥控，可遥信，可遥调”等特点使得它成为供电系统自动化的有力保障[1-3]。

220kV变电站计算机监控系统专用技术规范220kV变电站计算机监控系统通用技术规范本规范对应的专用技术规范目录220kV变电站计算机监控系统专用技术规范220kV变电站计算机监控系统采购标准技术规范使用说明1. 本标准技术规范分为通用部分、专用部分。

2. 采购标准技术规范通用部分原则上不需要设备招标人（项目单位）填写，更不允许随意更改。

如对其条款内容确实需要改动，项目单位应填写《项目单位通用部分条款变更表》并加盖该网、省公司招投标管理中心公章及辅助说明文件随招标计划一起提交至招标文件审查会。

经标书审查同意后，对通用部分的修改形成《项目单位通用部分条款变更表》，放入专用部分，随招标文件同时发出并视为有效。

3. 采购标准技术规范专用部分分为标准技术参数、项目单位需求部分和投标人响应部分。

《标准技术参数表》中“标准参数值”栏是标准化参数，不允许项目单位和投标人改动。

项目单位对“标准参数值”栏的差异部分，应填写“项目单位技术差异表”，“投标人保证值”栏应由投标人认真逐项填写。

项目单位需求部分由项目单位填写，包括招标设备的工程概况和招标设备的使用条件。

对扩建工程，可以提出与原工程相适应的一次、二次及土建的接口要求。

投标人响应部分由投标人填写“投标人技术参数偏差表”，提供销售业绩、主要部件材料和其他要求提供的资料。

4. 投标人填写“技术参数和性能要求响应表”时，如与招标人要求有差异时，除填写“技术偏差表”外，必要时应提供相应试验报告。

5. 有关污秽、温度、海拔等需要修正的情况由项目单位提出并在专用部分的“项目单位技术差异表”明确表示。

6. 采购标准技术规范的页面、标题等均为统一格式，不得随意更改。

7. 对于保护测控一体化装置，其保护部分的技术要求参见相关保护装置的技术规范。

目次220kV变电站计算机监控系统采购标准技术规范使用说明 (43)1总则 (45)1.1引言 (45)1.2供方职责 (45)2技术规范要求 (45)2.1使用环境条件 (45)2.2工作条件 (46)2.3标准和规范 (47)2.4技术性能要求 (48)2.5屏体及其他要求 (57)3试验 (58)3.1工厂试验 (58)3.2现场验收试验 (59)4技术服务、设计联络、工厂检验和监造 (59)4.1技术服务 (59)4.2设计联络 (61)4.3工厂验收 (62)附录A计算机监控系统监控范围 (63)A.1模拟量 (63)A.2状态量 (64)A.3控制量 (64)220kV变电站计算机监控系统专用技术规范1总则1.1引言投标人应具备招标公告所要求的资质，具体资质要求详见招标文件的商务部分。