中间层主要为:通讯服务器,其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集,同时远传至站控层,完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控层:设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上,集中采集显示现场设备运行状况,以人机交互的形式显示给用户,同时用户可以通过系统软件发送指令至现场设备,实现远程遥控功能。
以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议,RS485采用屏蔽线传输,一般都采用二根连线,接线简单方便;通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据,数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗噪声干扰能力增强,总线上允许连接多达32个设备,最大传输距离为1.2km。
2 监控系统的主要功能
1)数据采集与处理
数据采集是配电监控的基础,数据采集主要由底层多功能网络仪表采集完成,实现远程数据的本地实时显示。需要完成采集的信号包括:三相电压U、三相电流I、频率Hz、功率P、功率因数COSφ、电度Ep、远程设备运行状态等数据。
数据处理主要是把按要求采集到的电参量实时准确的显示给用户,达到配电监控的自动化化和智能化要求,同时把采集到的数据存入数据库供用户查询。
2)人机交互
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。采用全中文界面,CAD图形显示低压配电系统电气一次主接线图,显示配电系统设备状态及相应实时运行参数,画面定时轮巡切换;画面实时动态刷新;模拟量显示;开关量显示;连续记录显示等
3)故障报警及事故追忆
在配电系统发生运行故障时,会及时发出声光报警提示用户及时响应故障回路,同时自动记录事件发生的时间地点,以被用户查询,追忆故障原因。
4)数据库建立与查询
主要完成遥测量和遥信量定时采集,并且建立数据库,定期生成报表,以供用户查询打印。
5)用户权限管理
针对不同级别的用户,设置不同的权限组,防止因人为误操作给生产,生活带来的损失,实现配电系统的安全,可靠运行。
6)电能成本管理
自动进行日、月、年的电能统计,可以进行尖、峰、平、谷时段设定,实现具有电能分时计费功能,同时生成日、月、年报表。
7)运行负荷曲线
定时采集进线及重要回路电流负荷参量,自动生成运行负荷趋势曲线的,方便用户及时了解设备的运行负荷状况。
3 案例分析
胜利油田物探研究院低压配电系统主要有6台10kv/0.4kv配电变压器,本系统主要负责对低压进线及相应配出回路的实时动态监控。
进线回来采用ACR320EK多功能网络电力仪表,其是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的网络电力仪表,它能测量所有常规电力参数,如:三相电压、电流、有功功率、无功功率,功率因数、频率、有功电度、无功电度等多种电参量。并且本仪表带有4路光电隔离开关量输入接点和2路继电器控制输出接点,这些接点可以配合智能断路器实现断路器的遥信、遥控操作。该系列网络电力仪表主要应用于变电站自动化、配电网自动化、小区电力监控、工业自动化、能源管理系统及智能建筑等领域。
重要配出回路采用ACR100K系列网络电力仪表,该仪表主要完成三相电流、三相电压、有功电度的测量以及开关信号的检测和继电器遥控输出。
一般配出回路采用Pz42-AI/KC系列网络仪表,该仪表主要完成三相电流测量、开关信号检测和继电器遥控输出。
图(1)为系统主监控画面,实时显示遥测数值,断路器运行状态信息,运行事件报警,画面快捷切换,系统功能菜单等主要功能。
图(1) 主监控画面
①遥测:主要监测运行设备的电参量,其中包括:进线三相电压,电流,功率,功率因数,电能,频率等电参量及配出回路的三相电流;
②遥信:实现显示现场设备的运行状态主要包括:开关的分、合闸运行状态和通讯故障报警;
③遥控:主要实现对智能断路器的远程分/合闸操作,所有操作均要通过严格的权限验证,以防止运行人员误操作。