摘要：文章分析变配电智能化监控系统的设计方案，通过10 kV变电所应用变配电站智能化监控系统，实现对配电网数据的采集、监控与管理。
关键词：配电智能化；监控；系统；数据；自动化
引言
随着社会经济的发展，人们对电力供应的稳定性及可靠性提出了更高要求，现代计算机网络技术及电子信息技术的发展，为实现配电系统自动化管理提供了可能。主要围绕一种集微机保护、电量采集、电能质量检测、事故报警、故障记录及负荷调度等功能于一体的变配电智能化监控系统进行分析和设计研究。该系统能最大限度地避免传统监督管理模式下，在人为操作方面存在的误差，实现了监控的实时性、准确性和稳定性以及日常管理的智能性。
1系统特点
变配电智能化监测系统是电气自动化系统中的一个重要组成部分，该系统以计算机局域网络为通信基础，以计算机技术为核心，具有分散监控和集中管理的功能。是与数据通信、图形显示、人机接口和输入输出接口技术相结合的，用于设备运行管理、数据采集和过程控制的自动化系统。变配电智能化监测系统具有以下特点。
1）该系统集保护、测控、报警、远传、电能计量分项管理和电能报表等功能，实现了高低压变配电系统一体化综合监控，实现了无人值班模式。
2）分层分布式系统结构，简单清晰，便于维护和扩展。
3）系统监控软件采用全中文的实时图形监控界面，操作简单方便。
4）系统监控软件具备开关状态监视、电力参数采集、微机保护监控、远程控制、报警管理、曲线分析、报表生成和用户管理等多种功能。
5）系统稳定性好，可靠性高，采用网络通信和现场总线控制方式，提高了系统的智能化程度。
2 系统组成
该系统主要由自动化组态软件、通信组网设备和微机保护测控装置、智能电力监控仪表和低压电动机保护控制器等组成。由低压配电开关配以具有通信功能的智能测控保护装置（网络电力仪表等）经数字通信与计算机系统网络连接，显示和控制主开关或断路器的状态，对应急或备用电源进行控制，实现配电过程中智能终端元件管理的自动化、智能化。实施智能化配电系统可以有效地保障供电可靠性和供电品质，优化负荷分配，节约电力成本以及检修成本。
根据电力综合仪表的功能特点也可实现低压配电出线回路的“三遥”功能，但因配电室低压出线回路较多，采用该仪表分散安装于开关柜内经济投资较大，根据低压配电出线回路采集特点（即一般采集回路开关的合分闸状态、报警信号以及回路的电流、电压等），基于降低成本的原则，实现了一种适用于低压配电出线回路的带有RS 485通信接口，支持MODBUS通信协议的模块，分别对各回路实现“三遥”功能。模块集中组屏，可方便电力管理者对低压站出线回路集中管理。系统组成结构如图1所示。
3系统功能设计
该系统可以实现数据采集与处理、网络拓扑、电能质量检测与分析、电能管理、事件记录与分析、用户权限管理、数据备份和报表管理和短信提醒等功能。系统采用C/S架构，数据处理以数据库为中心，分采集、显示和算法等模块。
3.1 数据采集与处理
该系统实现实时采集电气设备测量的各类参数，并进行相关处理；直观显示断路器运行状态、保护动作信息、异常报警信号和SOE事件记录等；在实时数据窗口中用户可据具体要求对不同类型的实时数据信息进行查询；完成远程遥控、遥调和动态事故报警灯操作功能；可根据实际需要任意组合生成生动、丰富的实时监控画面；动态网络拓扑分析判断，以不同颜色形象化显示不同电压等级及带电和失电区域；DA管理功能，配合智能配电网子站MMI，可实现环网线路的故障定位、故障隔离和线路恢复等自动控制；支持自动弹出故障画面，故障信息突出显示，快速定位故障点。
3.2 电能质量监测与分析管理
系统采用了可编程智能电测表，该系列仪表采用交流采样技术，能分别测量电网中的电流、电压、功率、功率因数和电能等参数，可通过面板薄膜开关设置倍率。带RS 485通信接口，采用Modbus协议；也可将电量信号转换成标准的直流模拟信号输出、带开关量输入/输出和继电器报警输出等功能设计。
对系统电能质量进行持续监测，包括系统谐波含量、电压波动和闪变、电压电流不平衡度和频率异常波动等电能质量问题；事件触发波形捕捉，记录扰动时波形，进行电能质量分析和故障分析；高准确度双向电能计量；可以为不同部门或用户设置费率，并计算电能使用成本和费用；实现综合的电能和部门统计报表功能。
3.3用户权限管理
将用户分成运行人员、用户管理员、高级用户和工程研发人员4个等级；所有管理员和操作员具有不同权限，并由用户名和口令唯一确定；对关键操作设置双重权限。
3.4 数据备份和报表管理
数据备份是将系统中重要的配置表和历史数据信息进行备份保存，以防数据丢失影响系统正常运行；系统可同时配置主数据源，以保证历史数据的安全可靠性；系统使用SQL Server数据库作为系统的主要数据库，也支持Oracle SyBase等各种商业数据库系统；可按要求定制报表；负荷和电能日、月、年报表的导出打印。
3.5短信提醒
监控系统可将事件记录、故障报警信息、重要操作提醒和电能数据等信息以短信方式发送至绑定手机，方便管理者远程实时监控现场运行状态，可以显著提高电气系统的安全性和无人值守运行效率。
4 系统应用案例
某工程项目10 kV变电所采用的智能监控系统如图2所示。该智能监控系统10 kV高压部分采用了变配电智能化监控系统的AM系列保护测控装置，低压部分采用了ACR网络测控电力仪表，实现了保护、测量、报警、远传、电能计量分项管理和电能报表等功能。
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4.1统计分析、报表和打印
该系统在应用时进行了时、日、月及年用电量统计；用户自定义报表格式和计算方法；所有报表的定时打印、召唤打印和事件记录打印；能源统计报表及打印，日、月、年的有功/无功电能的统计，并按用户常规格式输出电能报表，实现人工抄表到自动报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印。
4.2 系统安全
本系统软件设置多达几百种密码分区和密级设置，为系统管理员、工程师、值长和一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施。
4.3 实时遥信报警与设备维护管理
系统依据带时标的遥信报警事件记录和波形记录可进行故障和事件的成因分析；另外，系统统计开关等设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备维护预告。该变配电智能监控系统的应用促进了无人值班变电站的实现，利用远动技术使电网调度迅速而准确地获得变电站运行的实时信息，完整地掌握变电站的实时运行状态，及时发现变电站运行的故障并做出相应的决策和处理，同时可以使值班管理人员根据变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸和躲峰填谷，把握安全控制、事故处理的主动性，减少和避免误操作、误判断，缩短事故停电时间。
5结束语
通过变配电站智能化监控系统，实现对配电网数据的采集、监控与管理，有效保障供电质量，提高维护效率，节约成本，为企业获得良好的经济效益及社会效益。变配电站智能化监控系统性能优良，逐渐在公共事业、住宅小区、工矿企业、科研院等领域广泛应用，相信在未来，变配电站智能化监控系统的研制工作会更加完善，能够更好地服务于社会。
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论文作者:江志敏
论文发表刊物:《电力设备》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/6
标签：电能论文; 系统论文; 监控系统论文; 报表论文; 回路论文; 变配电论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第18期论文;