PowerSCADA在35 kV變電站的應(yīng)用

張融海

摘 要：Powerscada系統(tǒng)集中了變電站保護(hù)與監(jiān)控的所有功能。通過自動控制技術(shù)、計算機(jī)數(shù)字信號處理技術(shù)和數(shù)字化信息通信技術(shù)，將變電站相互有關(guān)聯(lián)的各部分連接為一個有機(jī)的整體，完成變電站繼電保護(hù)、遠(yuǎn)程控制、測量、通訊、資料存儲和處理等全部功能。進(jìn)入Powerscada系統(tǒng)遙控界面向遙控主機(jī)發(fā)出遙控監(jiān)護(hù)的請求時，遙控監(jiān)護(hù)主機(jī)將自動彈出遙控監(jiān)護(hù)界面，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。Powerscada變電站綜合控制系統(tǒng)主要由調(diào)度工作站、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、通信服務(wù)器、微機(jī)自動保護(hù)裝置、小電流接地裝置及電能表等監(jiān)控裝置構(gòu)成。

關(guān)鍵詞：微機(jī)監(jiān)控 數(shù)據(jù)采集 保護(hù) 通訊 SCADA RTU

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0090-01

傳統(tǒng)的保護(hù)裝置中，繼電保護(hù)存在著元件數(shù)量多、連線較復(fù)雜等缺陷。該文以Power scada在35 kV變電站的應(yīng)用為例來介紹變電站監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)將監(jiān)控裝置作為核心，結(jié)合了國內(nèi)外當(dāng)前最新的變配電自動化技術(shù)，最后構(gòu)成一套安全性高、技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)越、擁有靈活購電方式的技術(shù)方案，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡潔，功能全面，更可靠。

1 Powerscada微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

Powerscada數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，可以通過監(jiān)視并且控制線程運(yùn)行的設(shè)備，進(jìn)行采集數(shù)據(jù)，控制設(shè)備，測量，調(diào)節(jié)參數(shù)，利用各種信號報警等功能操作。能夠準(zhǔn)確可靠的實(shí)時監(jiān)控變電站所有高壓電氣設(shè)備，在事件記錄上能更加準(zhǔn)確及時，在進(jìn)行圖表的匯總、分類、輸送、上報上也有體現(xiàn)，同時可以進(jìn)行打印、存盤、刻錄光盤等存儲操作。

1.1 數(shù)據(jù)采集

系統(tǒng)能夠?qū)λ械哪M量、開關(guān)量、脈沖量進(jìn)行實(shí)時和定時數(shù)據(jù)采集，所有的電量均采用交流直接采樣，保證測量的高精度和同時性。定時數(shù)據(jù)自動轉(zhuǎn)存于硬盤，并可以定期刻錄光盤存檔。

1.2 數(shù)據(jù)處理

能對模擬量進(jìn)行合理性校驗(yàn)、上下限比較等。對開關(guān)量進(jìn)行實(shí)時掃描，對開關(guān)變位作事件記錄輸出并告警，對重要?dú)v史數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存盤。

1.3 事件記錄與報警

當(dāng)出現(xiàn)開關(guān)事故變位，遙測越限、保護(hù)動作和其它報警信號時，系統(tǒng)能發(fā)出音響提示，并自動推出報警畫面。報警確認(rèn)后手動復(fù)位，報警音響能根據(jù)報警等級發(fā)出不同的音響提示，并記錄入監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

1.4 顯示、查詢及打印功能

系統(tǒng)監(jiān)控軟件包含：主接線圖和報表編輯軟件包。操作者可以根據(jù)配電系統(tǒng)的實(shí)際情況隨時建立、編輯修改主接線圖和報表格式，圖、表制作靈活、易于修改并與監(jiān)控軟件自然接口。監(jiān)控系統(tǒng)自動存儲歷史數(shù)據(jù)和歷史事件，用戶可按照設(shè)備、數(shù)據(jù)類型、時間段等項(xiàng)目自定義查詢。

1.5 安全保護(hù)

為了使實(shí)時系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，整個系統(tǒng)提供可靠的安全保護(hù)措施。所有的系統(tǒng)操作員能夠根據(jù)權(quán)限大小賦予某些特性，這些特性規(guī)定了各個操作員對系統(tǒng)及各種活動的使用范圍，如：用戶名、口令字、操作權(quán)及操作范圍等特性，對重要的控制使用雙口令密碼，對操作員的重要操作給予記錄。如：對主變抽頭和斷路器及電動隔離開關(guān)控制操作的內(nèi)容、時間、結(jié)果及人員姓名記錄下來備查。

1.6 控制功能

控制功能分為集中控制和分散控制。分散控制與集中控制之問的切換依靠問隔層上的就地/遠(yuǎn)方選擇開關(guān)進(jìn)行。集中控制通過監(jiān)控主機(jī)的鍵盤和鼠標(biāo)對斷路器等進(jìn)行遙控操作，以上鍵盤操作可設(shè)置操作級別和密碼，有操作過程預(yù)演并作操作步驟提示，以確保操作合法性、合理性、安全性和正確性。系統(tǒng)均對操作人、操作時間及操作類型進(jìn)行記錄，自動生成遙控操作記錄，并將記錄存盤，此記錄可隨時調(diào)用顯示、打印，但不能修改。

1.7 遠(yuǎn)方通訊功能

系統(tǒng)能夠提供標(biāo)準(zhǔn)的通訊規(guī)約和協(xié)議與其它監(jiān)控系統(tǒng)通信，如：Modus、以太網(wǎng)Tcp/1P協(xié)議等。將采集到的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和電氣參數(shù)遠(yuǎn)傳。并接受上級調(diào)度遙控遙調(diào)命令。具有與直流系統(tǒng)、GPs、消弧線圈接地補(bǔ)償自動裝置、電度計量和其他智能裝置的通訊功能（包括規(guī)約轉(zhuǎn)換）。

2 系統(tǒng)構(gòu)成

35 kV變電站監(jiān)控系統(tǒng)由前置機(jī)（通信服務(wù)器）、后臺服務(wù)器（工作站）、保護(hù)裝置及監(jiān)控裝置構(gòu)成，系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

前置機(jī)系統(tǒng)采用的是DSS-PRTU通信服務(wù)器，DSS-PRTU通信服務(wù)器是具有綜合通信功能的網(wǎng)絡(luò)規(guī)約轉(zhuǎn)換裝置，提供包含以太網(wǎng)、標(biāo)準(zhǔn)RS232、標(biāo)準(zhǔn)RS485等不同通信接口的綜合數(shù)據(jù)通信處理功能；其主要功能是完成與變電站RTU或綜自系統(tǒng)、后臺服務(wù)器的通訊，RTU為遠(yuǎn)程終端單元，RTU與主站采用以太網(wǎng)方式通信，用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式。它還將從中央計算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的功能控制；完成不同的轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的應(yīng)用軟件通信的透明傳輸。DSS-PRTU全面集散了系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)的綜合處理功能。

工作站主要完成SCADA系統(tǒng)畫面顯示和報表等功能，工作站通過局域網(wǎng)與通訊服務(wù)器交換數(shù)據(jù)、命令等信息，完成各種人機(jī)聯(lián)系功能。如在CRT上顯示畫面、控制開關(guān)、打印報表等，供值班人員專用。后臺服務(wù)器由實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器與歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器兩部分組成。實(shí)時數(shù)據(jù)服務(wù)器主要負(fù)責(zé)接收前置機(jī)預(yù)處理過的RTU數(shù)據(jù)，經(jīng)過對遙測、遙信、電度和計算量等進(jìn)行處理后產(chǎn)生數(shù)據(jù)和可能的報警、事件和歷史數(shù)據(jù)。同時響應(yīng)SCADA系統(tǒng)中工作站的畫面/報表數(shù)據(jù)請求及其他各種操作，并向WEB服務(wù)器、前置機(jī)和歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器等各子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)和服務(wù)。歷史數(shù)據(jù)服務(wù)器主要完成各類歷史數(shù)據(jù)和記錄的存儲、維護(hù)和統(tǒng)計等功能。

3 結(jié)語

通過變電站綜合自動化系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備間相互交換信息，數(shù)據(jù)共享，完成變電站運(yùn)行監(jiān)視和控制任務(wù)，簡化了變電站二次接線，提高變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行水平、降低運(yùn)行維護(hù)成本、提高經(jīng)濟(jì)效益、向用戶提供高質(zhì)量電能，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的人工管理模式向現(xiàn)代化數(shù)字變電站管理模式前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 于書文.變電站綜合自動化原理及應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2] 楊新民.電力系統(tǒng)綜合自動化[M].北京：中國電力出版社，2002.

[3] 為群，陶然.繼電保護(hù)自動裝置及二次回路[M].2版.北京：中國電力出版社，2006.

[4] 卓樂友.電氣工程設(shè)計手冊電氣二次部分[M].北京：中國電力出版社，1989.

[5] 賀家李.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M].北京：中國電力出版社，1994.