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摘要：随着电力系统的不断完善和用电量的增加，为了满足远程用电的需求，电力传输中的电压等级越来越高，对于电力系统的安全性和可靠性也提出了更高的要求，因此，加强对于变配电系统的监督和控制，实现电网的自动化管理，本文介绍了将保护、监控、通讯及网络技术融为一体，组成分布式的网络计算机监控系统。
关键词：低压变配电；综合自动化；监控系统；设计；实现
1.系统的结构设计
低压变配电综合自动化监控系统从上到下由3层组成：1层为监控管理层，2层为通讯管理层，3层为现场层。在整个监控系统中，最上层由监控主机、以太网（单机系统如图1所示）、打印机等组成；第2层由通讯管理机组成；第3层由现场MMC系列电动机管理控制器和其它低压智能设备组成。
对于网络版的低压变配电综合自动化监控系统的结构示意如图2所示。与单机变配电综合自动化监控系统结构比较，每个变配电所的现场层、通讯管理层的结构和配置都与图1完全一样，不同的设置仅在监控管理层。它是一个面向所有（n个）变电所的公共的监控管理层，包含了下述的功能设置：
1）监控管理层与各变配电所的通讯管理层之间，均采用以太网连接各变电所的通讯管理层。
2）通讯管理层用于实现所有接入的变配电所的数据采集、记录、处理等功能，同时与上级监控管理层进行数据交换。
3）监控主机和服务器设置在主控制中心，作为实时监控、管理，对所有的变配电系统实施遥测、遥信、遥控和遥调。
2系统的硬件设计与实现
2.1现场层
现场层的构造相对来说比较复杂，涉及的硬件设备也较多，主现场层包括采用分散式就地安装，集保护、测量、控制、通信于一体的测控保护单元和其它各种低压智能设备组成。按照一次设备的对应位置，安装在相应的开关柜内。为了保证连接的稳定性和有效性，采用ModbusRTU作为现场通讯总线的协议，确保其功能和作用的充分发挥。
2.2通讯管理层
通讯管理层。通讯管理层的主要功能是通过网络连接现场层和监控管理层，从而实现相互之间的数据传输和共享。其主要是由通讯管理机和相应的软件共同构成的，通常情况下，通讯管理机采用单元组合设计的形式，都可以提供多个RS485/232串行接口，便于智能设备的连接，而通过相应的规约转换，不同的设备可以十分方便地接入通信系统，使得其可扩容性较大。下行连接若干台现场层MMC系列和FMC系列等低压设备，智能设备的接入一般采用面向对象的设计原则，以保证接入的智能设备有清晰的各种功能分布界面，便于设计、控制、维护和管理。
2.3监控管理层
监控管理层的硬件主要包括监控主机、服务器、打印机、以太网等设备，由于其自身功能的特殊性，上位机的操作一般采用Windows中文操作系统同时利用VisualBasic高级语言程序，实现系统的遥信、遥测、遥调和遥控功能，实现所有电器设备的同步监控和实时监控，以保证设备的正常运行。
3. 系统的软件设计与实现
相对于低压变配电系统而言，其监控系统软件的开发一般采用两种方式，即组态软件进行二次开发和一般的软件开发工具。组态软件具有简单易学、使用方便、功能齐全、图库丰富等优点，能够快速开发出所需要的监控软件，但其运行不能离开该组态软件平台、不具有通用性；同时组态软件开发变配电监控系统，价格昂贵，而且灵活性比较差。使用VisualBasic高级语言程序对软件进行开发，采用分层化和模块化的程序设计思想，对程序功能进行分解，保证功能之间不会出现相互影响。
3.1数据采集模块
通讯管理机的主要任务之一是从现场的低压智能保护设备中采集到动态数据，并将采集到的数据发送给数据库服务器.为了保证其功能的充分发挥，要对数据库进行整理和完善，结合设备的规格和相应参数，建立对应的设备实时状态表和历史状态表以及当前告警表，切实保证数据的健全和完善。而为了对数据信息进行便捷快速的处理，需要对数据进行分类和归纳总结，分别存放每个设备的当前数据和历史数据。
3.2命令操作模块
为了保证监控系统作用的发挥，监控主机发送的调控命令是绕过数据库服务器直接作用在现场设备上的，这是因为系统中的主机和通讯管理机都可以在支持的TCP/IP网络中建立相应的通信模型，直接实现了对现场设备的控制从而减少了延时时间，使实时控制达到预期的效果。
3.3报警显示与记录和故障监测模块
报警显示与记录模块通过在监控主机的监控软件中设置报警条件，当所采集的数据满足了报警的条件就会触发报警事件。发出事故音响或预告音响，以此来提示操作人员。
3.4系统的通讯
系统中每台通讯管理机分别和现场层的MMC，FMC等系列的智能设备和一些其它低压测量装置设备进行通讯。监控主机和通讯管理机之间采用以太网，通从而实现对设备实时状态的了解和管理。其远程测量的基本通讯流程如下图3所示：
结束语
本文所述，低压变配电综合自动化监控系统的设计和实现，对于低压变配电系统而言是十分重要的，可以有效保证配电网络的安全稳定运行，及时发现和处理电力传输过程中存在的问题和不足，从而提高电力供应企业的经济效益。在实际应用中，可以根据相应的情况，对系统进行进一步的完善。同时，操作人员在控制室可以根据需要直接对现场设备进行投入和切断工作，也可以根据需要在控制室里对现场设备的工作参数进行整定和调节，直接提高了操作效率。
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论文作者:何永权
论文发表刊物:《基层建设》2016年第33期
论文发表时间:2017/3/7
标签：管理层论文; 通讯论文; 设备论文; 低压论文; 监控系统论文; 现场论文; 变配电论文; 《基层建设》2016年第33期论文;