摘要：变配电系统对于供电运行非常重要，然而也存在反应速度和准确性问题，对此可利用现代化技术设计一套智能变配电SCADA系统，起到监控变配电和采集数据的作用，本文详细介绍此系统的结构、设计方案和通信方法，展现其分析、查询和报警等功能，希望对变配电的自动化发展有所裨益。
关键词：智能；变配电；SCADA系统；监控和收集
早期的变配电系统以就地控制作为管理方法，信息掌握的时效性和准确性受到影响，安全故障频发，严重影响了供电系统的可靠运行。随着计算机网络、通信等技术的进步，其在变配电系统中的应用也不断增加，智能变配电SCADA系统就是采用新的通信设备和智能电力仪表，提高抗干扰能力，达到集中处理和监控高低压配电系统的目的，根据动态情况和负荷分析选择最佳运行工况，及时处理故障，高效安全的完成变配电工作。
1 智能变配电SCADA系统结构设计
智能变配电SCADA系统结构是在基于C#下完成的，主要结构包括移动监控层、配电室监控层、网络通信层、配电层四部分，详细的结构组成图如下图1所示，下面进行详细介绍：
第一是移动监控层；使用智能变配电系统可将手机软件安装在移动终端上，利用工业控制计算机进行监控，由配电室监控层上传数据解包，以数据呈现和分析的方式移动监控整个高 低压配电，充分利用通信功能，将数据信息无线传送于移动监控层[1]。第二是配电室监控层；此层的作用在于解析电力仪表信息，在管理分析后执行相关操作，其组成包括工业控制计算机、SQLServer 数据库和智能变配电监控软件等。第三是网络通信层；可将PCI卡槽与网络通信层的多串口卡相连，将Modbus－RTU通信协议用于配电层数据采集，此协议适用性佳，工业领域应用充分，协议使用中需要用到各类仪表的数据、参数。第四是配电层；此层可通过各种电力仪表监控开关状态和电量参数，经由屏蔽线传输给网络通信层，主要包括高低压室、变压室等，囊括了多功能电测表和微机保护等装置。
图1 系统结构图
2 硬件设计
硬件部分决定了智能变配电系统的各项性能，主要包括监控主机、通信部分和仪表监控部位，设计如下：
①监控主机要求具有较高的运行稳定性，不论在何种复杂工况中均能流畅运行，可较好的防磁、防尘、防冲击，可采用IPC－610MB/AIMB－701VG/I5－2400/4G/1T/DD/研华键鼠型号原装工业整机[2]。
②通信部分的主要功能在于串行高低压室仪表和变压室仪表，使所有信息可以相互交流，而受到工业控制计算机串口数量限制，会影响其通信效率，可采用MOXA CP－134U 多串口卡，做好各部分通信连接。
③监控仪表部分所涵盖的硬件更为复杂，首先是微机保护装置，其作用在于切断电气故障部分与电网的联系以保护回路，可使用RDS210微机保护装置，充分检测开关状态、接地状态、过流、失压、相电压数据等数据状态；其次选择合适的变压室控制器完成温度监控工作，减少因温度过高而损毁变压器的情况，可使用华鹰温度控制器HY－BWD3K130B仪表，详细监控三相传感器状态信息、超温报警状态、超高温跳闸状态、风机启停和ABC三相温度信息；最后是低压室需采用多功能电测表，可使用海信电子科技HX194E－9sy多功能电测表，准确测量三相电流电压值、频率以及各种情况下的功率，包括有功、无功、视在功率等；此三种监控仪表都具RS－485通信功能，可对变配电系统的实时运行状态进行监控并传输，尽快处理故障，具有抗干扰性佳、运行速率快、传输范围广等特点，并且具有较低的成本，因此在通信设计中得到了广泛的应用。
3 软件设计
设计中需利用SCADA 系统管理分析网络通信层数据，并利用SQLServer2008数据库完成数据存储[3]，主要从系统功能、系统主要监控界面和移动端设计三部分说明软件设计，如下：
首先是系统功能。包含用户管理、数据采集处理、曲线分析、报表管理和报警与故障分析五大模块，用户管理是将权限分配于用户，规定其操作权限，使系统安全运行得到保障，如系统管理员权限才可设置通信参数；数据采集处理可实时监控现场设备各电参量及开关量状态，相关数据得到直接显示和数据库存储；曲线分析可将已存储数据曲线绘制，从而使数据波动直观清晰，以历史曲线查询分析界面进行系统查询；报表包含历史数据报表和报警报表两类，可以时间进行查询导出；当系统设备运行异常时，采集值超出上下限之间范围，就会出现报警提示，提示工作人员并给出故障原因和建议处理方式。
其次是系统主要监控界面。监控界面的选择需要根据实际情况而定，可采用HMI界面，较为简单明了的展现配电情况。
最后是移动端设计。移动端的数据存储量具有一定的上限值，进行相关查询时需经由服务器端将指令和数据依次发出，移动端以查询条件进行显示，而由于内网地址的未公开，可利用软件进行IP映射，内网映射为公网，利用手机客户端远程监控。
4 总结
智能变配电 SCADA 系统可以高效、准确的完成电网运行工作，实时监控各室情况并预防处理故障，极大的保障了企业电网安全性、可靠性，关注其各部分设计有助于促进系统升级发展，带来电力电网的长期稳定和高效运作。
参考文献：
[1] 高德欣，张如耀，张佳伟.智能变配电SCADA系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2016，12（12）：112-114.
[2] 高丽辉.大型商场变配电SCADA系统的设计与实现[M].长春工业大学，2013，37（38）：247-248.
[3] 牛文楠，马健，王众全.配电SCADA系统与配电GIS一体化的设计和应用[J].广东电力，2010，30（16）：196-198.
论文作者:秦旭
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/18
标签：系统论文; 变配电论文; 智能论文; 数据论文; 仪表论文; 通信论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第24期论文;