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電力監(jiān)控系統(tǒng)范文第1篇

關(guān)鍵詞：電力監(jiān)控系統(tǒng)；量測系統(tǒng)；量測設備；電力生產(chǎn)設備；沖壓機 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM723 文章編號：1009-2374（2015）29-0009-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.005

1 量測系統(tǒng)與設備簡介

電力使用狀況是評估機臺生產(chǎn)狀況參考因素之一，本研究使用電力監(jiān)控系統(tǒng)建立設備安裝及量測，進行搜集生產(chǎn)設備滾壓與液壓式?jīng)_壓機的生產(chǎn)信息。通過搜集的電力參數(shù)經(jīng)由GPRS系統(tǒng)傳輸后，協(xié)助搜集出在信息及判斷生產(chǎn)異常的時間點與情況。

2 量測設備簡介

本研究使用的監(jiān)控設備為PA310電表，作為電力參數(shù)等數(shù)據(jù)搜集，并利用GPRS模塊板應用于遠距離傳輸信息，比流器為提供量測設備電流的參數(shù)功能。

2.1 PA310電力量測儀器

其設計應用于一般單、三相系統(tǒng)的電力監(jiān)控與負載調(diào)查，可長時間記錄不停電作業(yè)的電力負載狀況，具有量測范圍寬廣、裝置方便、雙向計量和標準通訊接口等特點，其規(guī)格如下：輸入電壓：相對相電壓96～418V；輸入電流：CT?10（60A），可選配CT?16（100A）、CT?24（200A），最大可達400～1000A；輔助電源：AC～110V/220V；額定：

PF=1，

2.2 GPRS通訊板

當手機撥號時，訊號傳遞首先連上BTS，再繼續(xù)傳到BSC以及MSC。BSC（Base Station Controller）又稱企業(yè)全能服務器，一臺服務器包含企業(yè)電子化的軟硬件。BTS（Base Transceiver Station）又稱為基站收發(fā)臺，其主要功能是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立。Zigbee又稱紫蜂，是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)路協(xié)議，主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)絡節(jié)點、支持多種網(wǎng)絡拓撲。MSC（Mobile Switching Center）主要是作為網(wǎng)絡間交換功能服務器，將傳送進來的撥號信號交換到另一個MSC或公眾有線電話，進行整個聯(lián)機系統(tǒng)的建構(gòu)。

2.3 CT夾（比流器）

主要用于量測電流與連接儀表和保護組件，并可將大電流以一定比例精確地轉(zhuǎn)換成較小電流。一般要求不嚴苛時，兩種用途可共享一具CT。

3 系統(tǒng)操作步驟

此步驟應用于搜集完電力參數(shù)或第一次設定機臺，相關(guān)的機臺讀取分析數(shù)據(jù)與改變設定，提供讓管理人員或維修人員后續(xù)作業(yè)。

第一，目前使用RS485轉(zhuǎn)232，轉(zhuǎn)接器與PA310電表必須要有電源供應，此時轉(zhuǎn)接器上電源顯示燈應為啟動，PA310電表屏幕顯示為啟動。

第二，將轉(zhuǎn)接線接上PA310電表。

第三，接上USB至計算機，待數(shù)秒后計算機屏幕右下方出現(xiàn)額外驅(qū)動訊息。

第四，打開軟件，使用2.26版與4.0版，兩版本都可以將數(shù)據(jù)讀取出來，而4.0版增加相序圖可供判斷接線是否錯誤。

第五，打開軟件后點選聯(lián)機，數(shù)秒后聯(lián)機下方紅色區(qū)塊換顯示成綠色，且電表序號時間會提供，將鮑率設定為9600或19200的顯示。

第六，若為第一次開啟電表設定，選擇左下方圖示PT以CT比率改寫，設定完后必須再點選一次設定，電表才會記錄，如圖2所示：

第七，正常狀況軟件會依照目前接線情形判斷顯示其狀態(tài)，若是實地接線，計算機顯示判斷不正確，可以對軟件進行修正，修改完畢之后需再次點選接線方式設定，以得到正確數(shù)據(jù)。

第八，若要改寫機臺記錄時間，先點選下方Load Profile設定，之后點選時間，設定完之后需再點選確認一次。

第九，機臺設定完畢后，讀取之前所記錄的數(shù)據(jù)，先點選下方Load Profile基本數(shù)據(jù)，設定要讀取數(shù)據(jù)筆數(shù)之后點選Read and Save，就可以將資料讀出，讀取時轉(zhuǎn)接器上顯示燈會閃爍，讀出數(shù)據(jù)放在LP Data數(shù)據(jù)夾中，以Office Excel呈現(xiàn)數(shù)據(jù)。

第十，讀取完數(shù)據(jù)之后即可關(guān)閉軟件，之后拔取USB連接線，并將轉(zhuǎn)接器的電源供應關(guān)閉，數(shù)據(jù)未讀取完畢或機臺未設定完畢之前，不可直接拔除USB或是關(guān)閉電源和切斷機臺與轉(zhuǎn)接器的聯(lián)機等，以防機臺數(shù)據(jù)存取錯誤或是設定錯誤。

4 系統(tǒng)分析

第一，先點選LP Data文件夾，選擇.scv檔案，前面第一段為電表序號，之后是讀取日期以所選取Group，方便使用者在尋找與使用時判斷。

第二，開啟檔案后第一列為讀取時間，下方則會以起始程序中所選取資料排列。從圖3可以知道，在2013年7月22日下午1點48分開始進行量測，量測間隔為1分鐘讀取一筆數(shù)據(jù)，如圖3所示：

第三，在分析時依照所需數(shù)據(jù)和量測目的選取，并分析機臺運作功率消耗，了解機臺消耗過程有無異常

狀況。

第四，選取kWh（interval），并選擇適當時間與量測范圍進行分析，選擇完畢之后可以使用折線圖或是其他所需圖示以方便判斷。

參考文獻

[1] 劉天琪，邱曉燕.電力系統(tǒng)分析理論[M].北京：科學出版社，2005.

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[3] 張浩，等.現(xiàn)場總線與工業(yè)以太網(wǎng)絡應用技術(shù)手冊[M].上海：上海科學技術(shù)出版社，2002.

電力監(jiān)控系統(tǒng)范文第2篇

隨著電力需求的不斷增加，在電力電纜運行過程中綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要作用。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計，將電網(wǎng)一次設備有線網(wǎng)絡監(jiān)控轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線通信網(wǎng)絡監(jiān)控，大大降低了一次設備的監(jiān)控成本，未來電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展有很大市場前景，能夠為我國電網(wǎng)的發(fā)展帶來明顯效益。因此，本文基于B/S軟件架構(gòu)，對電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)、工作流以及功能進行設計，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

【關(guān)鍵詞】電力電纜 監(jiān)控系統(tǒng) B/S 設計

隨著我國電網(wǎng)的發(fā)展，國家開始重視電力電纜的設計，在電力電纜維護管理方面，綜合監(jiān)控系統(tǒng)具有重要意義。在電力電纜設計中，綜合監(jiān)控系統(tǒng)起到的作用是有效監(jiān)控一次設備運行狀態(tài)。研究得知，以往綜合監(jiān)控系統(tǒng)對電網(wǎng)一次設備的監(jiān)控采用的有線網(wǎng)絡技術(shù)，缺點是布線難、成本高、維護困難，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計和使用將對一次設備的監(jiān)測轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線網(wǎng)絡，采用無線監(jiān)控技術(shù)，有效提高了監(jiān)控效率。

1 電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)設計

1.1 系統(tǒng)組成

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)由三個部分組成，分別為：前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)和監(jiān)控中心系統(tǒng)。系統(tǒng)圖如圖1所示。

1.2 工作原理

前端系統(tǒng)攝像頭將采集的信號經(jīng)過模擬線纜傳輸?shù)揭曨l編碼服務器中，信號在視頻編碼服務器中經(jīng)過編碼和壓縮之后，經(jīng)過網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)，傳輸至監(jiān)控中心系統(tǒng)。

2 電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的設計

2.1 前端系統(tǒng)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的前端系統(tǒng)，主要是由三個部分組成，網(wǎng)絡視頻編碼器、信號采集攝像機和云臺，主要作用是對重點區(qū)域進行視頻監(jiān)控。前端系統(tǒng)通過信號采集攝像機采集模擬信號，再將模擬信號傳輸至網(wǎng)絡視頻編碼器中，模擬信號在網(wǎng)絡視頻編碼器中會被壓縮和編碼處理，然后輸出數(shù)字信號。通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡，電力部門將數(shù)字信號傳輸至監(jiān)控管理中心，監(jiān)控管理中心將數(shù)字信號解壓得到視頻信號，并且通過信號轉(zhuǎn)換在顯示屏進行播放。

2.2 網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)

網(wǎng)絡傳統(tǒng)系統(tǒng)采用是光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡。該網(wǎng)絡的組成部分是不同類型的網(wǎng)元設備，組成載體是光纜路線。光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡通過這些不同類型的網(wǎng)元設備，可以實現(xiàn)不同的功能，比如：同步復用、交叉連接和網(wǎng)絡故障自檢、自愈等。長距離傳輸會使得光信號在傳輸過程中受到影響，但是光同步傳輸網(wǎng)絡的自愈功能可以對光信號進行放大和整形處理，得到質(zhì)量較高的光信號。如果光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)絡的某個傳輸通道出現(xiàn)故障時，交叉連接功能可以有效保護復接段的通道，并且將信號接入保護通道。

2.3 監(jiān)控中心系統(tǒng)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)是由三個部分組成，分別為監(jiān)控客戶終端、監(jiān)控管理系統(tǒng)和圖像監(jiān)控服務器。遠端和近端現(xiàn)場監(jiān)測設備的管理，由監(jiān)控中心負責，為了確保還原后的信號能夠準確傳輸至主控計算機中。主控計算機接收到還原信號后會在屏幕上顯示相應的圖像，并且自動詳細記錄下監(jiān)測設備和儀表的運行情況，此時，監(jiān)控中心的外置大屏幕會與主控計算機屏幕顯示同樣的圖像信息。監(jiān)控中心系統(tǒng)能夠隨意切換和控制前端系統(tǒng)的信號采集攝像機，一旦現(xiàn)場出現(xiàn)緊急情況，前端系統(tǒng)攝像頭會在聯(lián)動機制的作用下自動發(fā)出聲光報警，并且將攝像頭對準緊急情況發(fā)生區(qū)域，自動錄像并進行光盤刻錄。

3 可靠性及關(guān)鍵技術(shù)的評價

3.1 可靠性

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，具有分布式特點，業(yè)務擴展及維護簡單，具有良好的共享性。開發(fā)語言采用成熟的JAVA編程語言，數(shù)據(jù)庫采用企業(yè)版SQL Server 2008，此外，綜合監(jiān)控系統(tǒng)的安全運行是監(jiān)控工作的有利保障。電力電纜中繼電保護系統(tǒng)是維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定工作的最后保護關(guān)口，因此，它需要具有極高的安全性和可靠性。這就要求在設計電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)過程中，將繼電保護系統(tǒng)與綜合監(jiān)控系統(tǒng)分離，確保兩者的獨立性，嚴禁繼電保護系統(tǒng)的控制回路與綜合監(jiān)控系統(tǒng)相連，從而有效提高系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)，將過去監(jiān)測一次設備的有線網(wǎng)絡替換成無線網(wǎng)絡，無線傳感網(wǎng)絡技術(shù)具有較好的靈活性，能夠在監(jiān)測區(qū)域合理布置節(jié)點，方便實現(xiàn)對一次設備運行狀態(tài)的在線監(jiān)測，徹底消除了有線監(jiān)測網(wǎng)絡布線難的問題，并且有效降低了電力電纜一次設備監(jiān)測系統(tǒng)的建設成本和工作復雜程度。

4 總結(jié)

綜上所述，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)的運用，能夠大大提高輸電線路故障監(jiān)測效率，具有顯著效益。電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)設計是基于無線傳感網(wǎng)絡，因此，電力電纜綜合監(jiān)控系統(tǒng)與衛(wèi)星通信技術(shù)結(jié)合，可以實現(xiàn)全國不同區(qū)域的電網(wǎng)運行狀態(tài)的無線在線監(jiān)控，以便在地方電網(wǎng)出現(xiàn)故障時，能夠及時得到技術(shù)服務支持，及時消除電網(wǎng)故障，確保各地電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]唐忠，楊春旭.智能電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及其與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合[J].上海電力學院學報，2011（05）.

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[3]李華春.基于FPGA的XLPE電纜局部放電在線監(jiān)測技術(shù)[J].電線電纜，2009（03）.

作者簡介

耿芳遠（1974-），男。大學本科學歷。現(xiàn)供職于山東科華電力技術(shù)有限公司，從事電力自動化方向的研究。

電力監(jiān)控系統(tǒng)范文第3篇

關(guān)鍵詞：光伏電站；監(jiān)控系統(tǒng)；設計

隨著全球氣候變化和能源的短缺，太陽能資源越來越受到投資者的追捧。作為最清潔、安全和可靠的能源，發(fā)達國家已把太陽能的開發(fā)利用作為能源革命的主要內(nèi)容和長期規(guī)劃，光伏產(chǎn)業(yè)日益成為國際上繼IT、微電子產(chǎn)業(yè)之后又一熱門行業(yè)。2006年，全球250萬千瓦的太陽能電池產(chǎn)量中，我國占據(jù)37萬千瓦，超出美國，成為繼日本、德國之后的世界第三大太陽能電池生產(chǎn)國。太陽能光伏電站與公共電網(wǎng)相連接成并網(wǎng)光伏電站共同承擔著社會的供電任務，由太陽能電池方陣、系統(tǒng)控制器和并網(wǎng)逆變器等組成，是當前電力工業(yè)組成部分的重要發(fā)展方向。但太陽能電站因其占地面積大等在日常運作中數(shù)據(jù)對系統(tǒng)的管理、設備的維護等方面還存在著一些不便和困難。本文通過對光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)設計與研究的分析，實施將多個光伏電站系統(tǒng)的各電力流和電壓信號在一個現(xiàn)場監(jiān)控中心顯示屏內(nèi)集中顯示，便于各部門進行信息共享。

1 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)建模

2 監(jiān)控系統(tǒng)總體設計

光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)以PC和組態(tài)MCGS構(gòu)成。由MCGS服務器完成并接收上位機中的各項數(shù)據(jù)，其他PC由以太網(wǎng)與MCGS連接，通過標準的IE瀏覽器即可查看數(shù)據(jù)，由此實現(xiàn)光伏電站的無人值守或在異地進行數(shù)據(jù)查看，或由上位機發(fā)送數(shù)據(jù)以實現(xiàn)各部分共享，進行遠端控制中心的實時監(jiān)控。

2.1 硬件設計

由于傳感器精度、響應速度等對電站監(jiān)控系統(tǒng)的影響較大，加之測量參數(shù)種類繁多，所以要根據(jù)不同的測量參數(shù)選擇不同的傳感器，經(jīng)調(diào)理電路送至A/D輸入端口。

①設計電流傳感器以測量25A的額定電流為標準。電壓傳感器適用于測量電壓10~500V、副邊額定輸出電流為25mA。在實際應用過程中，測量出電壓傳感器電阻上的電壓，乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，即可計算出原邊上電壓數(shù)值。這兩種傳感器模塊優(yōu)越的電性能具備了傳統(tǒng)互感器和分流器檢測的所有優(yōu)點，又彌補了互感器和分流器的不足之處，可同時檢測交流和直流，或瞬態(tài)鋒值，成為互感器和分流器的最佳替代品。

②風速傳感器宜選用抗紫外線的塑質(zhì)材料制作的風杯，因其重量小、慣性低和起動扭矩小的優(yōu)點，能真實反應風速信息；其高密度的截光盤更適于高精度的測量，能提高脈沖輸出的頻率值。

③溫度傳感器的設計著重于具有：體積小、內(nèi)部無空氣隙，熱慣性小，無測量滯后；機械性能較好、耐振且抗沖擊；能彎曲和便于安裝的使用壽命較長的優(yōu)點。在工作過程中，與溫度變送器配套輸出4~20mA或1~5VDC。

④光照強度傳感器的選擇應適于室內(nèi)外安裝，通過現(xiàn)場開關(guān)選擇，按其測量范圍的多個分段，含10~2000/4000/10000Lux，輸出的電壓為0~10VDC。

2.2 軟件設計

2.2.1 MCGS

MCGS作為強大實用的工控組態(tài)軟件，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進行采集處理，采用動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供出解決工程問題的方案，其具有簡單靈活的可視化操作界面，實時性強，并有著較好的并行處理性能，廣泛應用于自動化領(lǐng)域。據(jù)使用場合的不同，MCGS分為通用版、嵌入版和網(wǎng)絡版。通用版組態(tài)軟件主要適用于對實時性要求不高的監(jiān)測系統(tǒng)中，用以監(jiān)測和數(shù)據(jù)后臺處理，如動畫顯示等；嵌入版以觸摸屏為載體，分散在各現(xiàn)場使用，集成人機交互界面，專門進行實時控制，常用于實時性較高的控制系統(tǒng)中；相比之下，網(wǎng)絡版則要注重于數(shù)據(jù)共享，用戶可通過標準的IE瀏覽器安裝MCGS網(wǎng)絡版服務器，使信息的收集更集中，達到更多部門的分享。

2.2.2 通信協(xié)議設計

通信規(guī)約信息幀由地址碼、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)和錯誤校驗碼組成，各字節(jié)數(shù)據(jù)的定義和設計如下：

地址碼是通信傳送的第一個字節(jié)，表示出由用戶設定的地址碼從機會接收到由主機發(fā)送過來的信息。因每個從機具有相應的唯一的地址碼，響應回送均以各自的地址碼開始，主機發(fā)送的地址碼表明了將發(fā)送到的從機地址，而從機發(fā)送的地址碼又表明了回送的從機地址碼。設計原理為在一條總線上與多個并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)通信。

功能碼是通信傳送的第二個字節(jié)，主要用以讀寫指令。作為從機響應，從機發(fā)送出的功能碼與職級發(fā)送來的功能碼一致時，表明從機已響應主機并開始進行操作。

根據(jù)不同的功能碼設定出不同的數(shù)據(jù)區(qū)，可以是實際數(shù)值、設置點，或者為主機發(fā)送至從機及從機發(fā)送至主機的地址。

2.2.3 軟件流程設計

在軟件流程的設計上主要表現(xiàn)為對其串口進行的初始化并開中斷。串口接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)時，要先判斷出數(shù)據(jù)是否為其地址碼，若不是，需繼續(xù)等待中斷到來；若是，要先驗證后面的命令是否符合要求，并對收到的數(shù)據(jù)進行校驗，校驗不符，則繼續(xù)等待中斷，校驗正確，下一步要對命令進行解析，根據(jù)命令操作分析出是讀數(shù)據(jù)還是寫配置信息。如為讀數(shù)據(jù)應啟動數(shù)據(jù)緩沖區(qū)進行刷新，等主芯片將新的數(shù)據(jù)經(jīng)采樣計算后寫入緩沖區(qū)，讓下一次主機讀取，然后對主機作出相應回應，經(jīng)串口將MCGS所需數(shù)據(jù)發(fā)送至主機，完成數(shù)據(jù)的傳送和傳送配置成功的信息，回應完畢，應循環(huán)此項程序；而寫配置信息后，即可改變執(zhí)行參數(shù)，如采樣點數(shù)等。

3 控制界面的設計與研究

光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的變量參數(shù)是通過輸入和輸出兩個界面來實現(xiàn)的，包括電站公共參數(shù)的顯示、下位機信息配置和各逆變器運行參數(shù)的顯示，均體現(xiàn)出監(jiān)控系統(tǒng)中各個參數(shù)的監(jiān)控，是現(xiàn)場及遠程監(jiān)控共享的界面，不同的是，現(xiàn)場監(jiān)控中心PC的MCGS版本為通用版而后者為網(wǎng)絡版。

4 結(jié)語

太陽能作為21世紀能源發(fā)展方向，是人類取之不盡、用之不竭的永久性能源，對光伏發(fā)電監(jiān)測系統(tǒng)的設計與研究的探討及實施可以確保太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)更可靠、更穩(wěn)定的運行，以裝載MCGS組態(tài)軟件的PC通信完成電站內(nèi)各項參數(shù)的采集、顯示和控制，通過讀取、校驗、傳輸?shù)榷嘀爻绦虮Ｕ狭孙@示數(shù)據(jù)的準確性，從而確保光伏電站發(fā)電系統(tǒng)的安全運行，更好實現(xiàn)對發(fā)展太陽能開發(fā)利用的服務。

參考文獻

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[2] 張筱文，鄭建勇. 光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)的設計[J]. 電工電氣，2010，（9）

電力監(jiān)控系統(tǒng)范文第4篇

（長安大學，陜西 西安710064）

【摘　要】為方便讀者全面了解電力監(jiān)控系統(tǒng)，本文從系統(tǒng)理論的角度，用系統(tǒng)特性對軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)進行了分析。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)；地鐵；電力監(jiān)控；分析

作者簡介：韓笑宓（1995—），女，山西人，2008年入讀長安大學，學生。

電力綜合監(jiān)控系統(tǒng)簡稱SCADA系統(tǒng)，它以計算機為基礎，用于監(jiān)控現(xiàn)場的運行設備，使調(diào)度中心實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)、控制設備、測量和調(diào)節(jié)參數(shù)及報警等功能的調(diào)度自動化系統(tǒng)。以下用系統(tǒng)的特性介紹該系統(tǒng)：

1　整體性

整體性要求系統(tǒng)由多個要素組成，各要素之間相互聯(lián)系，構(gòu)成有機整體，實現(xiàn)“1+1>2”的效果。

電力監(jiān)控中系統(tǒng)基本按照兩級管理（控制中心級和車站級），三級控制（控制中心級、車站級和現(xiàn)場級）方式進行使用和管理，他們之間既相互聯(lián)系又相對獨立。

控制中心級電力監(jiān)控系統(tǒng)對全線重要監(jiān)控設備的狀態(tài)、性能信息進行實時收集和處理，通過各種調(diào)度員工作站，將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字化和圖像化的形式顯示出來，供調(diào)度人員監(jiān)控，同時系統(tǒng)可以自動地根據(jù)一定的邏輯關(guān)系向被監(jiān)控設備或系統(tǒng)傳達指示命令，從而完成對全線供電設備的統(tǒng)一監(jiān)視、控制、調(diào)度和管理。

車站級電力監(jiān)控系統(tǒng)負責實時收集并處理所處車站供電設備的狀態(tài)、性能信息，當控制中心級電力監(jiān)控系統(tǒng)或通信網(wǎng)絡出現(xiàn)故障，無法正常工作時，該系統(tǒng)可對車站范圍內(nèi)的供電設備進行控制管理。

現(xiàn)場級測控設備設置在各個供電設備附近，和監(jiān)控系統(tǒng)的中心和車輛及均有通信接口，負責接口轉(zhuǎn)換，信息的采集、匯聚、傳送，命令的接收、執(zhí)行和反饋。

在系統(tǒng)整體網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中，控制中心級監(jiān)控系統(tǒng)和車站級監(jiān)控系統(tǒng)是信息收集、處理、分析與系統(tǒng)實時調(diào)度管理的關(guān)鍵節(jié)點，而現(xiàn)場測控設備是整個監(jiān)控系統(tǒng)的接口設備。三者缺一不可，共同組成一個完整的電力監(jiān)控系統(tǒng)。

2　目的性

城市軌道交通系統(tǒng)是一種高密度、大運量的交通系統(tǒng)，必須保證其高度的安全性和可靠性，而電力綜合監(jiān)控自動化系統(tǒng)的目的則是為整個軌道交通的安全運行提供基礎保障。

目的決定功能，城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)的“四遙”功能體現(xiàn)了它的目的性，即遙測、遙信、遙控、遙調(diào)。遙測指利用電子技術(shù)遠方測量集中顯示諸如電流、電壓、功率、壓力、溫度等模擬量；遙信指遠方監(jiān)視系統(tǒng)及設備的工作、運行情況；遙控指遠方控制或保護供電設備的分、合、起、停等工作狀態(tài)；遙調(diào)指遠方設定及調(diào)整所控設備的工作參數(shù)、標準參數(shù)等。電力監(jiān)控系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能，對城市軌道交通全線各類變配電所、接觸網(wǎng)等電力設備運行情況進行分層分布遠程實時監(jiān)視和控制，從而達到保障系統(tǒng)的正常運行、提升供變配電系統(tǒng)調(diào)度、管理及維修的自動化程度，提升供電質(zhì)量，保證系統(tǒng)安全可靠運行的目的。

3　相關(guān)性

現(xiàn)實世界是普遍聯(lián)系的，系統(tǒng)中相互關(guān)聯(lián)的各要素相互制約與相互影響，它們之間的相關(guān)性確定了系統(tǒng)特有的整體形態(tài)與功能。

城市軌道交通SCADA系統(tǒng)通常包括調(diào)度主站系統(tǒng)，變電站綜合自動化系統(tǒng)和通信專業(yè)提供的所間通信通道三部分。控制中心調(diào)度主站系統(tǒng)通過通信通道與變電所主控單元進行信息交換；變電站綜合自動化系統(tǒng)通過所內(nèi)通信網(wǎng)與所內(nèi)IED裝置通信，通過通信通道與調(diào)度主站進行通信，三者相互聯(lián)系，相互影響，共同決定了SCADA系統(tǒng)的整體形態(tài)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的功能。

4　動態(tài)性

各種物質(zhì)的特性、結(jié)構(gòu)、形態(tài)、功能及其規(guī)律都是通過運動表現(xiàn)出來的，要認識系統(tǒng)必須研究系統(tǒng)的運動。開放系統(tǒng)與外界進行物質(zhì)能量和信息的交換，系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)也隨之不斷變化。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的通道切換功能充分體現(xiàn)了系統(tǒng)的動態(tài)性。系統(tǒng)實時監(jiān)視通道運行情況，能自動依據(jù)通道運行情況切換主、備通道，同時調(diào)度人員也可手動切換。

5　適應性

系統(tǒng)與周圍環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息交換，環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)特性的改變。因此，一般結(jié)構(gòu)良好的系統(tǒng)必須具有反饋系統(tǒng)、自適應和自學習系統(tǒng)，以保持對客觀環(huán)境的適應能力。

電力監(jiān)控系統(tǒng)的適應性體現(xiàn)在：

（1）容錯能力、自診斷、自恢復能力。它具備高度的容錯功能，系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點采用冗余配置，軟件按照模塊化設計，不同的軟件模塊能配置到不同的節(jié)點上，并且可定義模塊在設備或軟件故障情況下的功能轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)“1+N”軟件容錯功能，保證系統(tǒng)在硬件節(jié)點、軟件模塊等任意單一故障的情況下能不受影響而正常穩(wěn)定的運行。

（2）軟件在線編輯、改進功能。系統(tǒng)軟件滿足開放性標準的要求，最大限度地保證在未來系統(tǒng)功能需求改變或增加的情況下，如硬件節(jié)點的增加、數(shù)據(jù)庫容量的擴充、系統(tǒng)軟件功能的增強等，不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（3）地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)正向通信接口標準化、設備間的互操作性增強化的方向發(fā)展。從目前地鐵建設實踐經(jīng)驗來看，有效解決好各種設備間的接口通信是保證并提高地鐵電力監(jiān)控系統(tǒng)運行安全性的關(guān)鍵所在。由于各大傳統(tǒng)的間隔層電力設備和監(jiān)控系統(tǒng)廠商幾乎都有適用于自家設備的通信協(xié)議，各種協(xié)議之間無法直接通信，因此只有要求各廠家采用開放式的接口和通信協(xié)議，構(gòu)建一個開放的系統(tǒng)，才能從根本上解決接口問題，適應系統(tǒng)本身不斷變化的要求。

6　復雜性

現(xiàn)代系統(tǒng)的復雜性一般表現(xiàn)在多結(jié)構(gòu)、多目標、多功能、多參數(shù)、多輸入、多變化。

城市軌道交通電力監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布的結(jié)構(gòu)體系，屬于大型復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)各站信息量大，包括遙測、遙信、遙控量，信息量的采集點分散，分布在沿線的各變電所，且數(shù)量眾多。監(jiān)控系統(tǒng)實時和定時采集現(xiàn)場設備的信息，包括三相電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電能、溫度、開關(guān)位置、設備運行狀態(tài)等，將采集到的數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計計算生成新的直觀的數(shù)據(jù)信息再顯示（總系統(tǒng)功率、負荷最大值、功率因數(shù)上下限等），并在數(shù)據(jù)庫中存儲重要的信息量。另外，目前地鐵逐漸趨于網(wǎng)絡化，運營線路交叉，出現(xiàn)2條線路共用變電站的“共用點”情況及一條線電源來自另一條線路的變電站的“轉(zhuǎn)供電”情況，兩條線路的電力監(jiān)控系統(tǒng)需要進行數(shù)據(jù)的交互和復用，一個變電站的穩(wěn)定運行決定著至少兩條線路的安全和穩(wěn)定運行，加之電力監(jiān)控系統(tǒng)的動態(tài)變化特性，使其成為復雜度極高的系統(tǒng)。

7　有序性

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和層次的動態(tài)演變有某種方向性，體現(xiàn)了系統(tǒng)的有序性，系統(tǒng)的有序性可表述為系統(tǒng)是由較低級的子系統(tǒng)組成的，而該系統(tǒng)自己有是更大系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)。

電力監(jiān)控系統(tǒng)與高壓供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)、以及綜合接地系統(tǒng)、供電系統(tǒng)運行維修機構(gòu)共同組成供電系統(tǒng)。

高壓供電系統(tǒng)將電從發(fā)電廠經(jīng)升壓、高壓輸電網(wǎng)、區(qū)域輸電網(wǎng)、區(qū)域變電站至主降壓變電所；牽引供電系統(tǒng)則負責將電能轉(zhuǎn)化為機械能，為牽引列車組在軌道上運行提供動力；動力照明供電系統(tǒng)提供車站和區(qū)間各類照明、扶梯、風機、水泵等動力機械等動力機械設備電源和通信、信號、自動化等設備電源；綜合接地系統(tǒng)在防雷電流、防雜散電流、工作接地等方面均起到重要作用，是地鐵工程人身安全、設備安全和運營可靠性的重要保證；電力監(jiān)控系統(tǒng)對整個監(jiān)控系統(tǒng)中變電所和電網(wǎng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控和控制，實現(xiàn)自動化調(diào)度管理。各個子系統(tǒng)分工合作，協(xié)調(diào)配合，保證供電系統(tǒng)的有序進行。

而電力監(jiān)控系統(tǒng)又由調(diào)度主站系統(tǒng)，變電站綜合自動化系統(tǒng)和所間通信通道三部分構(gòu)成。

調(diào)度主站系統(tǒng)主要由如下幾個子系統(tǒng)組成：數(shù)據(jù)采集和SCADA服務器，數(shù)據(jù)庫服務器，操作員工作站（OPU），WEB服務器等，它們通過以太網(wǎng)連接。其中：數(shù)據(jù)采集和SCADA服務器接收被控站通過網(wǎng)絡通道傳送的原始數(shù)據(jù)，將其處理成熟數(shù)據(jù)后，由SCADA服務器傳送給全系統(tǒng)其他節(jié)點。數(shù)據(jù)庫服務器負責把系統(tǒng)的所有YC、YX、KWH、通道、廠站、接點的參數(shù)存儲到硬盤上。OPU為操作員提供全圖形操作人機界面，供調(diào)度員進行數(shù)據(jù)監(jiān)視。

變電所綜合自動化系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由站控層，間隔層和所內(nèi)通信網(wǎng)三部分組成。不僅可以完成傳統(tǒng)的RTU功能，還可以實現(xiàn)變電所各個設備的電流、電壓、功率、電度采集和供電設備的監(jiān)視、控制、聯(lián)動、聯(lián)鎖、閉鎖、自動投切等功能。

所間通信通道采用冗余方案，通信軟件采用冗余線程，保證系統(tǒng)的可靠性。

8　開放性

系統(tǒng)與環(huán)境是相互適應、協(xié)調(diào)的，開放性是指系統(tǒng)與環(huán)境發(fā)生交換關(guān)系的屬性，輸入與輸出是開放性的兩個方面。

電力監(jiān)控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)是實現(xiàn)電力監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，電力監(jiān)控系統(tǒng)借助有效的通信手段，通過通信網(wǎng)絡將控制中心的命令準確的傳送到為數(shù)眾多的遠方終端，并將從遠方終端采集的各設備的運行信息反饋回控制中心。

電力監(jiān)控系統(tǒng)與漏電火災報警系統(tǒng)：漏電火災產(chǎn)生的根源是供電系統(tǒng)中存在的不易被發(fā)現(xiàn)的漏電電流，而電力監(jiān)控系統(tǒng)可檢測供電系統(tǒng)中的電氣參數(shù)及狀態(tài)變化，為判斷電氣故障提供參數(shù)依據(jù)；另一方面，漏電火災報警系統(tǒng)能準確監(jiān)控電氣線路的故障和異常狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)電氣火災隱患，及時報警，并將信息傳遞給電力監(jiān)控系統(tǒng)。

電力監(jiān)控系統(tǒng)與列車運行調(diào)度系統(tǒng)：列車正常運行需要電力監(jiān)控系統(tǒng)對行車組織、故障維修和分析提供實時支持，若二者不能協(xié)調(diào)配合會造成一系列的問題。隨著運輸需求的增加，地鐵運行調(diào)度可能通過加密班次來增加運能，一旦無法正確評估電網(wǎng)的負載能力，極易導致牽引供電設備的負荷超過系統(tǒng)的保護整定值，從而過載跳閘，即使沒有跳閘，電力設備長期高負荷運轉(zhuǎn)，也易引起設備老化、故障，這就要求各線路的電力監(jiān)控和列車運行調(diào)度系統(tǒng)相互配合，將電力系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)與行車數(shù)據(jù)結(jié)合分析，充分發(fā)揮多資源共享和多系統(tǒng)控制協(xié)同的優(yōu)勢。

參考文獻

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電力監(jiān)控系統(tǒng)范文第5篇

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；電力監(jiān)控系統(tǒng)；越級跳閘；方案

引言

越級跳閘是電力系統(tǒng)電網(wǎng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，嚴重威脅著供電安全。越級跳閘現(xiàn)象雖然在電力系統(tǒng)電網(wǎng)一直引起廣泛關(guān)注，對這方面的研究也一直沒有停止，而產(chǎn)生越級跳閘的原因多種多樣，單一的方案并不能從根本上解決越級跳閘現(xiàn)象。因此，可以采用電力監(jiān)控系統(tǒng)，可有效解決越級跳閘問題。

1產(chǎn)生越級跳閘的原因

電力系統(tǒng)電網(wǎng)供電產(chǎn)出現(xiàn)越級跳閘的主要原因有以下幾個方面：（l）電力系統(tǒng)電網(wǎng)供電線路較短，速斷定值整定不開，線路發(fā)生短路后，開關(guān)各級變電所之間檢測到的電流基本相同，造成哪個開關(guān)先檢測到哪個開關(guān)先跳閘，引起越級跳閘。（2）電壓波動引起大面積跳閘，由于開關(guān)內(nèi)的失壓保護是瞬動的，沒有延時，當線路電壓波動時會此起大面積開關(guān)跳閘。雷雨天氣，打雷造成電壓閃動，引起大面積跳閘；短路，由于短路電流較大，會引起電壓急劇下降；大型設備啟動，一些大型設備不加任何措施啟動時會引起線路電壓波動較大；（3）保護誤動，由于保護器電磁兼容性差或性能指標差造成誤動。電力系統(tǒng)電網(wǎng)使用的保護安裝于開關(guān)本體內(nèi)部，電源取自開關(guān)本身的PT，電源受電源供電線路影響較大。電力系統(tǒng)電網(wǎng)使用變頻器、軟啟動等非線性設備，而這些設備對電網(wǎng)的污染是巨大的，會產(chǎn)生非常強的二次諧波，而保護裝置如果電磁兼容性不好，造成誤動、精度下降等問題。（4）開關(guān)拒動：開關(guān)機械原因，或保護器算法原因保護器不動。

2簡單供電系統(tǒng)防越級跳閘方案分析

2.1時間級差方案

適用于長距離供電系統(tǒng)，對饋電線路繼電保護范圍的確定是通過對各級保護整定不同的電流值和延時動作值來實現(xiàn)的。如果將時間級差方案應用在電力系統(tǒng)電網(wǎng)短線路供電上會存在非常大的弊端：第一，由于供電距離較短，本級保護和下級保護的短路電流相差不大，無法用短路電流值的大小來確定保護范圍，只能通過不同的延時動作值來確定保護范圍，要求每相鄰的兩級保護之間有個時間級差，當保護級數(shù)較多時，為了保證保護的選擇性，線路首端的保護的延時就會很大，無法滿足繼電保護快速性的要求，如果保證了首端的快速性則無法保證末端動作的選擇性。對于一個電力系統(tǒng)電網(wǎng)，如果每一級延時級差為150 ms，變電所要給出大于0.6 s的時間，否則將直接導致地面變電所跳閘。考慮變電所總分開關(guān)為一級的話，對于普通供電級數(shù)要遠大于三級，這樣延時時間會更長，當發(fā)生短路故障時可能直接燒毀設備，使事故擴大。第二，設置繁瑣，實用性差，每個總開關(guān)、饋線開關(guān)均需進行不同的設置，只要有一個錯誤將直接導致越級跳閘。因此，時間級差方案不適于在井下使用。

2.2光纖縱差方案

實現(xiàn)光纖縱差保護需要兩端的保護采樣必須嚴格同步，靠兩端電流的矢量差來判斷故障是否發(fā)生在本段線路的保護范圍之內(nèi)，主要適用于縱向一對一的2個開關(guān)之間。對電力系統(tǒng)電網(wǎng)供電系統(tǒng)來說，一般是一條進線帶多條出線，如果實現(xiàn)縱差保護，則需要實現(xiàn)一對多，采樣同步非常困難，即使實現(xiàn)采樣同步，一個開關(guān)的電流矢量值和多個開關(guān)的電流矢量值比較的過程也會造成采樣不同步。光纖縱差保護主要用于輸電線路，對于這種場合來說，上下級開關(guān)之間的電流差別是非常小的，不考慮線路的損耗，電流之差應該接近于0。但對于一對多的配電線路，進線開關(guān)和每個出線開關(guān)的電流相差的大小主要表現(xiàn)在出線的多少和每條出線所帶負荷的大小，這種方式使光纖縱差的判斷依據(jù)失效，所以光纖縱差方案也不適用于井下供電場合。

3電力監(jiān)控系統(tǒng)防越級跳閘方案分析

3.1解決短線路供電發(fā)生短路時引起的越級跳閘

該系統(tǒng)提供一種通過網(wǎng)絡通訊方式確定繼電保護范圍的方法，在保證饋電線路末端故障動作選擇性的同時保證線路首端故障的快速性。

第一，工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)+本安型現(xiàn)場總線技術(shù)。利用現(xiàn)有的千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)可以為自動化系統(tǒng)提供足夠的帶寬，并提供vLAN、Qos優(yōu)先級、IGMP等功能配置，確保監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)字量信息傳輸?shù)膶崟r性。利用CAN總線即控制器局域網(wǎng)，因為其有以下特點：以N為多主方式工作。節(jié)點損壞后會自動關(guān)閉輸出。對總線上其他節(jié)點無影響，不會造成整個總線通訊癱瘓，而且可以直接發(fā)現(xiàn)故障節(jié)點。采用短幀結(jié)構(gòu)進行數(shù)據(jù)傳輸，每幀數(shù)據(jù)都有CCR校驗及其他檢錯措施，抗干擾性強，確保數(shù)據(jù)傳輸可靠性。CNA采用非破壞性總線仲裁技術(shù)，在網(wǎng)絡負載很重的情況下也不會出現(xiàn)網(wǎng)絡癱瘓情況。CNA可實現(xiàn)點對點、一點對多點及全局廣播等多種方式傳送接收數(shù)據(jù)。以N的直接通信距離最遠可達10km，不加中繼有7km的實際應用。

“零延時”傳輸概念基于工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)十工業(yè)現(xiàn)場總線做為數(shù)據(jù)平臺，我們提出了“零延時”傳輸概念，即實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸Oms延時，在整個系統(tǒng)內(nèi)，任意節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡內(nèi)的其他節(jié)點均內(nèi)無延時的收到，但是“零延時”只是一種理想，由于專輸速率、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)都會對信息產(chǎn)生延時，經(jīng)過大量深入研究和測試，可以實現(xiàn)對速斷信號在40ms內(nèi)發(fā)送到網(wǎng)絡內(nèi)任意節(jié)點，即系統(tǒng)內(nèi)的所有開關(guān)在發(fā)生短路后的40ms均內(nèi)識別出短路點所在位置而確定自己是否直接動作還是投入后備保護，從而實現(xiàn)真正的預防越級跳閘。采用特殊的軟件算法，能確保發(fā)生短路后綜保出口時間為2Oms左右，而加上系統(tǒng)判斷時間40ms，即可認為綜保出口時間為6Oms，小于規(guī)程規(guī)定的1OOms，且在線路末端采用無延時速斷保護，故采用本方案能保證整個電力系統(tǒng)電網(wǎng)安全供電。

第二，實現(xiàn)方法。本方法步驟如下：饋電線路各級保護裝置通過CAN總線連接至相應的通訊分站，通訊分站通過以太網(wǎng)方式連接至交換機，經(jīng)交換機連接至主站監(jiān)系統(tǒng)；在主站監(jiān)控系統(tǒng)中根據(jù)網(wǎng)絡拓撲設置饋電開關(guān)各級保護裝置之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，只在一條饋線上的各級保護裝置之間相互關(guān)聯(lián)，不同饋線上的保護裝置之間沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系，饋線首端保護不設關(guān)聯(lián)，饋線上其他保護只關(guān)聯(lián)他的上一級保護裝置；設置關(guān)聯(lián)延時，饋電線路末端保護關(guān)聯(lián)延時為零，其他保護均設置關(guān)聯(lián)延時Tgl；保護裝置檢測到電流滿足動作條件時主動向通訊分站發(fā)送檢測到故障信號，關(guān)聯(lián)延時開始計數(shù)，并在關(guān)聯(lián)延時時間內(nèi)等待閉鎖動作信號；分站收到保護裝置送出的故障信號后立即向上傳送，主站收到后根據(jù)預設的關(guān)聯(lián)關(guān)系向被關(guān)聯(lián)的裝置發(fā)送閉鎖信號；保護裝置如果收到閉鎖信號則證明故障發(fā)生在它的下一級保護之后則閉鎖速斷保護出口，如果在Tgl延時范圍內(nèi)沒有收到閉鎖信號，則在Tgl延時到時立即發(fā)送跳閘出口命令切斷故障。這種方法無論該饋電線路上有多少級保護，只需要一個時間級差用于躲過保護判斷時間、繼電器出口時間和開關(guān)機械機構(gòu)動作時間就能確定故障范圍并及時切除故障從而保證保護動作的選擇性和快速性。

3.2解決由于電壓波動引起的越級跳閘

取消開關(guān)內(nèi)部無延時的失壓脫扣裝置，使用具有失壓延時的保護裝置。根據(jù)電力系統(tǒng)電網(wǎng)相關(guān)設計手冊，設置0.5s-1s的失壓延時，解決由于電壓波動引起的越級跳閘。采用本方案要求保護裝置的后備延時切實可靠，對保護裝置內(nèi)部器件選型有嚴格的要求。

3.3當開關(guān)發(fā)生拒動時的解決方案

系統(tǒng)要充分考慮當開關(guān)由于機械故障引起拒動時產(chǎn)生的越級跳閘，當發(fā)生這種不可抗拒的原因引起越級跳閘時，系統(tǒng)應能準確、迅速定位故障點，使無故障的開關(guān)能及時送電，故障開關(guān)送不上電，防止試送電引起二次故事故。同時系統(tǒng)應考慮多級開關(guān)同進發(fā)生拒動時的情況，針對不同的情況采用不同的后備方案，將事故縮小到最小范圍。

結(jié)語

總之，電力系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)防越級跳閘非常重要，隨著電力系統(tǒng)電網(wǎng)的不斷發(fā)展，電力監(jiān)控系統(tǒng)還要不斷地擴展和完善，最終實現(xiàn)電力系統(tǒng)電網(wǎng)電力監(jiān)控自動化的目標，保證供電安全。

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