安科瑞Acrel2000电力监控系统应 [复制链接]

安科瑞仲晓栋

1用户需求

系统应通过多功能的电力监控装置、通讯网络和计算机软件，实现公司供配电系统在运行过程中的数据采集、运行监视、事故预警、事故记录和分析、电能质量检测、三相不平衡监视、继电保护等，完成企业的安全供电、用电管理、设备管理和运行管理。系统由主控层、通讯管理层和现场控制层构成。系统要求尽量减少集中采集数据的装置以保证系统的通讯可靠性。

1)10kV配电回路，实现对全部的一次设备进行保护、监视、测量、控制、记录和报警、等功能，并与保护设备和远方控制中心及其他设备通信，达到信息共享。

2)V进线柜装置的仪表应能对三相电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因素、2~31次谐波进行测量。

3)出线柜、联络柜装置的仪表应能对三相电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因素进行测量。

4)应具有监测断路器分合闸状态、故障状态等开关量信号功能。

5)应具有独立的三相显示功能，高亮度液晶显示。

2系统功能需求：

1)数据采集及处理：通过间隔层设备实时采集现场各种电参数、开关量及温度量、电能抄表值等；

2)画面显示：各回路的合、分状态、变位信息、保护设备动作及复归信息、直流系统及所用变系统的信息、各测量值的实时数据、各种告警等信息。

3)记录功能：具有电压、电流、功率、电能以及事故、告警事件等各种历史数据的存储功能，以供查询、分析、打印。

4)报警处理：用户可以根据自己的需要分类筛选有关报警，并将报警归纳于不同的报警窗口。

5)应具有完善的用户权限管理功能，避免越权操作；

6)曲线分析功能：可以曲线形式展示实时数据库和历史数据库中的模拟量、电度量数据，以便分析其当前运行状态及有关历史趋势；

7)报表统计功能：通过报表，可以方便分析供电系统及各回路运行参数，形成运行日报、月报、电能统计日报、月报、年报。

3适用场合

泛在电力物联网、钢厂、化工、水泥、数据中心、医院、机场、电厂、煤矿等厂矿企业、变配电所。

4系统配置

4.1系统架构

本平台采用分层分布式结构进行设计，即站控层、网络层和设备层，详细拓扑结构如下：

4.2硬件配置要求

为使Acrel-电力监控系统正常工作，安装系统软件的主机需满足如下硬件条件：

CPU：3.0GHz以上；

内存：4GB以上；

硬盘：G以上；

显卡：支持VGA接口、分辨率支持*或*或*。

5系统功能

Acrel-电力监控系统建立在功能强大的SCADA（数据采集和监控系统）控制系统平台上，与SCADA实时控制系统有机地合为一体，构成一个基于开放式客户-服务器结构的实时多任务用户端电力监控系统。可广泛用于建筑、工厂、交通、变电站等领域的供配电监控系统。

Acrel-电力监控系统系统经受了长时间、大容量的系统的运行检验，充分显示其运行的高度可靠性、配置的灵活性和维护的方便性等特点。

系统支持多种通讯接口与远程控制设备连接，在不进行二次开发的情况下，支持多种主流通讯规约。主系统与远程控制设备之间可采用专用通讯通道，也可以是公共通讯网络。

微机监控系统具有性能安全可靠、运行稳定、功能完善、组态灵活、便于扩建、界面友限、使用与维护方便的特点。并且能够与国内主要保护设备厂家的保护设备相兼容。

监控系统具有以下主要功能：

5.1实时数据采集

通过现场控制层单元实时采集现场各种模拟量、开关量、脉冲量及温度量、电度抄表等，并对所采用的输入量进行数字滤波，有效性检查，工程转换，故障判断，信号触点抖动消除，电度计算等加工，从而产生出可供应用的电流、电压、有功功率、无功功率、电度、功率因数等各种实时数据，供数据库更新。

数据采集清单如下：

a）采集10kV线路的电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功电度、无功电度（计算及脉冲计数）、母线电压、频率等各种模拟量，以及断路器、刀开关、隔离车、弹簧储能等各种状态量。

b）采集每条高压线路、每种保护所记录的事件。

c）采集直流系统绝缘监察、电压监察，电压互感器系统监察等数据。

d）采集10/0.4kV变压器低压侧进线、母联开关的运行状态量及低压接地故障信号。

e）考虑低压电度表和低压综保装置装置数据上传通讯。

5.2数据处理

对实时数据进行统计、分析、计算，产生生产用户所必需的电压合格率、有功、无功、电流、总负荷、功率因数、电量日/月/年最大值、最小值及时间、日期、负荷率、数字输入状态量逻辑运算值等，设备正常/异常变位次数并加以区分等。

除对上述内容分析外，还能以在线方式按照数值变换和规定时间间隔不断处理和计算下述各项内容，但不限于此：

（1）有功、无功功率，功率因数计算

（2）开关投/退及保护动作次数的统计

（3）监控设备、无功装置投退率计算

（4）变压器负荷率计算

（5）主要设备运行小时数统计

5.3数据记录

具有对各种历史数据的记忆功能，以供随时查询、回顾、打印。主要包括：

l状态变化记录，状态变化记录包括事故状态变化记录，预告状态变化记录和计算机监控系统异常状态记录。

l遥测越限记录

l自检、操作记录

l事件顺序记录

5.4控制操作

包括所有电压等级断路器、隔离开关、主变中性点刀闸的跳合操作，主变调压开关升降操作所有控制均具有远方、就地跳合闸控制能力。

l在同一时刻某一控制对象只能接受一级控制操作。

l远方控制指站控层主机工作站上的控制操作。对任何操作方式，保证只有在本次操作步骤完成后，才能进行下一步的操作。

l装置故障具有闭锁接口。

l控制输出采用无源接点方式。

l正常控制通过计算机实现

l控制操作权限检查，多条密码保护。

l操作具备闭锁功能。

l保护压板投停、保护定值整定、接地信号复归。

l在间隔层I/O柜上设置切换开关，进行“就地/远方”、“闭锁/解锁”功能切换。

运行人员可利用键盘或鼠标对开关所允许后台操作的一次设备进行操作，实现对这部分设备运行状态的变位控制。

纳入后台控制的设备有：

l10kV系统除电动机以外的所有断路器的分、合

5.5告警管理

当发生事故、故障、状态变化、越限等事件时，监控系统能够自动作一系列处理：如推出简报、发出音响、自动事故追忆、画面变色闪烁、数据变色等，预告信号应按等级区别处理。

Acrel-电力监控系统的报警信息功能不但能根据报警种类的不同而进行有选择的显示,而且可让操作员对报警进行确认和删除。报警信息窗口根据报警时间先后,以表格的形式列出系统中的报警状态.该表格由以下各列组成/p>

l报警状态：由报警图形和代表报警等级的数字组成.一个闪烁的报警灯代表尚未确认的警报,一旦确认即停止闪烁。报警等级有多个级别,其中以1级最为紧急。

l日期/时间：列出警报发生的日期和时间。一般时间精确到秒，事件顺序记录（SOE）则精确到毫秒。

l报警信息描述：列出报警的点名和描述等信息。

事故报警：事故状态发生时，语音报警系统立即发出音响报警，显示器画面上用颜色改变和闪烁表示该设备发生变位，同时用红色条文报警，打印机可自动打印事故条文。事故报警通过手动或自动确认后，报警停止并自动保存；按优先处理新报警信息并将原来的报警信息自动保存。

预告报警发生时，处理方式与事故报警相同，用音响和提示信息颜色区别于事故报警。

l用户可以按照自己的意愿分类、筛选报警，并将报警归纳于不同的报警窗口中，根据不同的报警级别，采用推出画面、光显示、条纹闪烁及不同声音级别的音响进行报警。

l提供多媒体语言报警。

l可按设备、时间、类别等关键字在历史数据库中快速、准确地查询报警事件。

l应具有丰富、详细的报警记录，不仅记录保护动作发生的时间，同时记录保护动作的特征数，如电流、电压、频率等。

5.6人机界面

监控系统提供丰富、友好的人机界面，供运行人员对配电线路进行监视和控制。

l界面操作，提供方便、直观和快速的操作方法和方便多样的调图方式，满足菜单驱动、操作简单、屏幕显示信息准确等要求；

l图形显示，实时监视画面支持厂站图、线路单线图、配电网络图、地理沿布图和自动化系统运行工况图等；

l交互操作画面，交互操作画面包括遥控、人工置位、报警确认、挂牌和临时跳接等各类操作执行画面等；

l数据设置、过滤、闭锁，可根据需要设置、过滤、闭锁各种类型的数据；

l支持设备快速查询和定位；

5.7权限管理

具有完善的用户管理功能，避免越权操作。

l每一级权限对应相应的控制权限，最多可设置多级不同权限，并记录权限用户的操作。

l管理员具有最高的权限，并可以对其他用户或者计算机的权限进行设置；

l用户或者计算机被设置了权限之后只能在权限规定的范围内操作或者浏览，权限范围以外的功能都将被禁止；

l所有用户的操作都将被系统日志记录下来，包括操作时间、操作类型、操作对象、操作结果等等信息；

5.8报表管理

报表类型

l系统运行的实时信息可以按运行需要的时间间隔记录并按报表格式显示和打印。

l不同时段和全天的实时数据及其统计值，并能查询系统一年内的任意的日报表。

l按用户要求的月报表格式制作报表。报表在月末生成，具体时间可修改设定，并能查询到一年内的月报表。

l实时值表

l正点值表

l变电所负荷运行日志表

l电度量表

l交接班记录（包括操作员及时间、操作内容及结果）

l事件顺序记录一览表

l报警记录一览表

l主要设备参数表

l开关量、电度量、模拟量实时值汇报表

输出方式

l实时及定时显示

l召唤打印

l操作员可在工作站上定义、修改、制作报表

l报表按时间顺序存储，存储数量及方式满足用户要求

5.9图形显示

通过计算机屏幕显示各种信息画面，主要包括：

全部设备的位置状态、变位信息、保护设备动作及复归信息、直流系统及所用变系统的信息、各测量值的实时数据、各种告警信息、计算机监控系统的状态信息。

显示画面可由用户在线进行修改、定义、编辑、生成、删除。

系统至少应提供以下显示画面：

电气主接线图以移屏和分幅显示方式显示开关所电气主接线图，内容包括进出线、母线及有关的断路器、隔离车、接地开关、变压器、电动机、电容器、所用变等，并表示出运行状态及测量参数（P、Q、COS、V、A、F）等。

l保护设备配置图

l各分装置信息图

l光字牌图

以类似于传统的光字牌形式显示报警信息。

l负荷曲线图

l电压棒图显示

l遥测、遥信、脉冲等的实时报表

l实时报表的信息可任意定义、调入、存盘。

通过站控层后台计算机显示全部设备的位置状态、变位信息、保护设备的动作急复位信息、直流系统及所用电系统信息、低压配电部分的变压器进线柜及母联柜、馈线柜的信息、各个测点的实时数据，各种警告信息、计算机监控信息状态。

显示类型

l报告显示：报告显示内容包括报警、事故和常规操作运行记录和报表数据。报告的内容有状态变化、控制操作、测量量、测量值越权、系统设备异常信息等。显示信息可按其发生的先后时序排序，显示条文的内容包括检测时间，设备名称、状态变化内容，实时数据等。

l图形显示：包括电气主接线图、棒形图、曲线图、饼形图、表计图、趋势图和表格功能。

l画面种类包括主接线图、棒状图、曲线图、操作显示、组态显示、报警及各种表格显示及有关打印。

l运行人员可方便地调出画面。

l趋势图可由用户在线定义所要显示模拟量、测量起始时间、采样周期。

l二次保护配置图，以及各套保护设备的投切情况、整定值等。

输出方式

l图形反映实时运行工况，图形中包括电气量实时值，设备运行状态、潮流方向等。

l画面上显示的文字为中文。

l图形和曲线可储存及硬拷贝输出。

l用户可在线生成、制作、修改图形，可定义各种动态联接、标注文字（汉字）等。在一个工作站上制作的图形在系统中自动更新。

l电压棒图及曲线的时标刻度、刷新周期可由用户选择。

5.10数据备份与恢复

系统对其中的数据提供安全的备份和恢复机制，保证数据的完整性和可恢复性。

l全数据备份，能够将数据库中所有信息备份；

l模型数据备份，能够单独指定所需的模型数据进行备份；

l历史数据备份，能够指定时间段对历史采样数据进行备份；

l定时自动备份，能够设定自动备份周期，对数据库进行自动备份；

l全库恢复，能够依据全数据库备份文件进行全库恢复；

l历史数据恢复，能够依据历史数据备份文件进行历史数据恢复；

5.11系统运行状态管理

系统运行状态管理能够对配电主站各服务器、工作站、应用软件及网络的运行状态进行管理和控制。

l节点状态监视，动态监视服务器CPU负载率、内存使用率、网络流量和硬盘剩余空间等信息；

l软硬件功能管理，对整个主站系统中硬件设备、软件功能的运行状态等进行管理；

l状态异常报警，对于硬件设备或软件功能运行异常的节点进行报警；

l在线、离线诊断测试工具，提供完整的在线和离线诊断测试手段，以维护系统的完整性和可用性，提高系统运行效率；

l提供冗余管理、应用管理、网络管理等功能。

5.12WEB发布

l网上发布，将实时监测数据以安全的方式进行网上发布；

l报表浏览，能够在WEB服务器提供各种报表，供相关人员进行浏览；

l权限限制，在WEB服务器进行严格的权限限制，限制不同人员的浏览范围，从而保证数据的安全性。

5.13打印

系统具备各种信息打印功能，包括定时和召唤打印各种实时和历史报表、批量打印报表、各类电网图形及统计信息打印等功能。

5.14规约库

丰富的通信规约库方便与各种智能设备的互连。系统内含多种主流通信规约，如IEC-5-、IEC-5-、MODBUS、SCII、部颁DLT-电度表规约、威胜电度表规约、华为直流屏规约、珠海晋电五防规约等，内置了大多数国内保护的规约，与国内保护厂家的智能装置能直接通信，如南瑞继保、国电南自等。可以很方便的与各种调度主站以及各种站内智能设备的互连。还可以根据用户需要增加相应的规约。

5.15系统自诊断与恢复

微机监控系统在线诊断系统全部软件和硬件的运行工况，当发现异常及故障时及时显示和打印告警信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。

自诊断内容包括：

(1)后台机、智能设备等故障；

(2)系统时钟同步故障；

(3)网络通信故障；

(4)软件运行异常和故障。

自恢复的内容包括：

(1)当软件运行异常时应能自动恢复正常运行；

(2)当软件发生死锁时应能自动恢复正常运行。