低压供电监控系统在某研究堆中的应用

余峰 向玉新 杜双

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2016.18.099

摘 要：低压供电监控系统是某研究堆低压供电系统改造中的一项重要内容，经过对低压供电系统的整体改造，监控系统现已有机地融入某研究堆供电系统中。该文将介绍低压供电监控系统的设计原理、设备布置、硬件组成、软件组态。

关键词：某研究堆 低压供电监控系统 遥测 遥信

中图分类号：TM72 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0099-02

1 概述

某研究堆低压供电系统改造是一次在不改变原供电系统基本框架的基础之上的系统性改造，改造内容主要包括负荷计算和重分配、供电柜更新、应急电源设备更换、蓄电池更换、供电监控系统增设等。

低压供电监控系统以工业控制器和以太网技术为基础，融合了计算机技术、通信技术和图形显示等现代技术，整个系统以供电段为标准分为若干个独立子系统，各个子系统之间利用以太网进行数据交换。系统底层设备充分地利用了电气设备的自身通信功能，并按需添加了采集模块，实现对供电系统所有设备运行信息的完全采集。

2 系统原理

2.1 网络结构

监控系统采用分散、分层、分布式结构设计，整个系统分为三层，分别为后台监控层、通信管理层及间隔层。

后台监控层，即监控与管理系统层，是电力监控系统的最高管理层，后台监控层主要是由通信网络、监控主机、打印机及其他外设组成，该层负责现场各类数据的采集、分析、处理、命令的发布、数据库的建立及管理，并提供用户人机界面。通信管理层，在整个监控系统中起着承上启下的作用，主要负责后台系统和底层设备的数据交换，并提供与站内智能设备的通信接口和通信协议的转换。间隔层由各回路的微机保护装置、仪表、直流屏、遥信（测）装置、UPS等组成，采用RS485通信接口，利用通信屏蔽双绞线作为传输介质，实现数字量的向上传输。

2.2 协议与规约

在低压供电改造中，我们通过设备选型，将所有通信设备的通信协议均选定为标准Modbus，因此间隔层设备与通信管理层的数据交换是以标准Modbus为通信协议，通过双绞线连接RS485接口实现的。但是由于某研究堆的中压供电柜未纳入低压供电改造的范围之内，中压供电柜所配置的微机保护装置通信协议为继电保护设备信息接口配套标准（103规约），所有中压供电柜微机保护装置为独立一组，并以103规约为通信协议，同样是以双绞线连接RS485接口实现的。

2.3 遥信与遥测

2.3.1 遥信量的采集

低压供电监控系统所采集的遥信量几乎涵盖了低压供电系统中所有的设备状态和开关状态，其遥信量可分为由自身通信模块提供和外加模块提供。例如中压供电柜有开关分合闸、小车位置、地刀位置、微机保护装置保护信号、设备通讯状态等。

微机保护装置、供电主开关、UPS等设备自身配置有智能通信模块，通过标准的Modbus协议，该类设备能够周期性地将所能提供的所有开关量和状态量上传至通信管理层设备。

低压供电柜中的单体供电负荷抽屉需外加遥信量模块，采集供电负荷的分合闸状态和电机类负荷的启停、故障信号，遥信量采集模块型号为SYS32，可同时提供32路开关量采集通道。

经以上方法，某研究堆低压供电监控系统实现了对低压供电及中压设备的527个遥信量的准确采集。

2.3.2 遥测量的采集

低压供电监控系统所采集的遥测量主要为电压、电流、频率、有功功率、无功功率、实在功率、功率因素。与遥信量相同的是，供电系统中的一部分设备，其自身的通信模块可以直接将与该设备有关的遥测量上传至通信管理层，另外一部分设备，主要是供电抽屉，不具备智能通信功能，需外加遥测量采集模块，完成供电负荷运行电流的采集。某研究堆低压供电监控系统实现了对低压供电及中压设备的124个遥测量的准确采集。

2.4 组态软件

低压供电监控系统组态软件主要是由通信管理系统软件、数据库管理软件和人机界面构成。

3 软件组态

3.1 数据采集功能和管理功能

监控系统能够通过智能设备进行通信对所有的模拟量、开关量、脉冲量进行实时和定时数据采集，所有的电量均采用交流直接采样，保证测量的高精度和同时性。定时数据可根据设定的时间间隔自动转存于硬盘，作为历史记录存档。

3.2 事件记录与报警

当出现开关事故变位，遥测越限、保护动作和其他报警信号时，系统能发出音响提示，并自动推出报警画面。报警需经操作员确认后方能手动复位，报警音响能根据报警等级发出不同的音响提示。

3.3 图形显示功能

软件界面显示整个配电系统网络图，动态刷新显示配电系统和各变电所主接线图、系统和保护测控装置配置图，主接线图上能实时显示各开关运行状态、在线运行参数等；能够连续记录显示：负荷曲线、电压棒图等；支持形成各类表格及曲线。

3.4 报表显示

软件界面提供所有测量参数的报表查询显示，形成运行报表并提供对外打印接口。

3.5 历史事件及数据的查询

当某些事件产生时，启动相关的事故追忆记录，追忆数据的测点和周期可定义。

历史事件包括报警事件、操作事件、一般事件，历史事件查询显示应包括日期及时间、事件内容，越限事件事件内容中还应包括越限值。可按时间、分类进行查询、显示。

3.6 保护管理

实现系统在线对保护装置的远方定值设置与读取功能，实现工程师站功能，对保护的定值、压板进行远方设置管理。

系统对保护装置进行运行状态监视、配置信息管理和保护动作信息管理，为运行人员提供处理提示。

系统提供方便的定值管理功能，对保护装置召唤定值、保存定值、更改定值、下发定值、切换定值。

4 结语

低压供电监控系统经设计、施工、调试，现已投入现场使用，低压供电监控系统的新增在一定程度上提高了供电系统的自动化程度，提供了远程运行监视和系统历史追溯的功能，真正实现了所有开关与设备运行情况尽在掌握。

参考文献

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