变配电综合监控系统

一、行业背景

随着现代化进程的推进，各行业对用电的要求及依赖性日益提高，安全高效用电已成为企业最重要组成部分之一。对于供电、银行、证券、通信、海关等需要实时数据处理的单位，变配电房管理尤为重要，一旦系统故障，造成的经济损失不可估量。目前许多变配电房的管理人员不得不采用24小时专人值班，定时巡查各个线路设备，这样不仅加重了管理人员的负担，而且更多的时候，安全隐患不能及时排除，用电浪费无法预知。这对用电的安全运行管理无疑是一个不利因素。

正是为了解决上述问题，SmartMS2021变配电监控系统对配电房的各种智能设备统一监控，提供美观友好的监控画面，发现异常即自动报警，确保系统的可靠运行。减轻了维护人员负担，提高了系统的可靠性，实现了配电房的科学管理。

SmartMS2021变配电监控系统可以及时、准确地知道各用电回路的情况，避免了电力能源“跑、冒、滴、漏”的现象。同时也给变配电的安全保障、经济运行、负荷分析、经济核算、合理调度、故障及时处理、能耗管理等现代化管理提供了保障。

二、系统概述

SmartMS2021变配电综合监控系统可连接变配电设备（智能电力监控仪表、带有智能接口的低压断路器、中压综合保护装置、变压器、直流屏）、动环设备（UPS、无线测温装置、除湿机、空调、电源、温湿度）、安防监控设备（消防主机、门禁、视频）等，实现遥控、遥测、遥信、遥调、遥视等功能，对系统各种运行开关量状态和电量参数进行实时采集和显示，可完整地掌握变配电系统的实时运行状态，及时发现故障并做出相应的决策和处理， 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、躲峰填谷、各支路三相平衡监测，同时对配电房进行安防、环境监测管理，实现少人、无人值守，提高供电系统的可靠性和通信设备的安全性，为变配电的管理自动化、运行智能化和决策科学化提供有力的技术支持。

SmartMS2021变配电综合监控系统具有电气参数实时监测、信号异常报警、事件记录、安全管理、历史记录、自定义统计报表、能耗分析管理和负荷监控等综合功能，使设备按工况运行，节约能源。采用SmartMS2021变配电综合监控系统，使供电系统更安全、合理、经济的运行，提高配电系统可靠性，适用于中低压变电站、工厂、楼宇、小区、开闭站的变电、配电系统的监控和管理。

SmartMS2021变配电综合监控系统借助了计算机、通信设备、保护装置、多功能电表、其他智能设备等，为系统的实时数据采集、开关状态检测及远程控制提供了基础平台。该电力监控系统可以为企业提供“监控一体化”的整体解决方案，通过各个行业通用协议标准MODBUS、IEC101、IEC103、IEC104等多种通信协议，具备OPC服务器和OPC客户端功能，具备Snmp服务器和Snmp客户端功能，可以方便的对接企业信息化、工业自动化、DCS系统、PLC系统、SCADA系统等第三方监控系统。

三、系统结构

SmartMS2021变配电综合监控系统是基于35kV/10kV及以下变配电系统的监测与管理，该系统由系统管理层、通信管理层、现场监控层三部分组成。

• 1)系统管理层

位于监控室内，通过监控软件，提供图形化的呈现效果，将系统的运行数据进行图形展示，除展示之外，还提供故障信息采集，故障再现，历史数据，波形分析，运行日志，操作管理等功能。除监控中心客户端还可以WEB浏览器、手机等方式向管理人员提供实时数据或报警事件展现。

• 2)通信管理层

采用通讯管理机，负责与现场设备层的各类装置进行通信，采集各类装置的数据、参数，进行处理后集中打包传输到系统管理层，同时作为中转单元，接受系统管理层下发的指令，转发给现场设备层各类装置。

• 3)现场设备层

位于配电现场，具体包括：微机保护装置、多功能仪表、直流屏、温湿控制器、电动机保护器、温度巡检设备、UPS等。负责采集电力现场的各类数据和信息状态，发送给通信管理层，同时也作为执行单元，执行通信管理层下发的各类指令。

四、系统功能

4.1数据采集和处理

实时采集回路开关报警信息和温度信息、模拟量、开关量、数字量、温度量、以及各类事件信息。对实时数据进行统计、分析及计算并存入数据库。模拟量主要包括电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、温度等；开关量包括开关位置、事故信号和预告信号、自动装置投入及撤除信号、开关当地/远动操作位置信号、变压器温度报警信号、超温跳闸信号等；事件信号包括开关状态的变位、综合保护装置动作信号、控制操作及操作后状态变化等以及事件发生的时刻、事件性质和名称。电流和电压波形显示，谐波分析和展示，扰动分析。

4.2变电站地理位置地图信息

系统具有变电站地理位置地图，展示各个变电站的具体地理位置，以在地图上快速定位故障位置，并方便现场操作和设备管理。

系统高低压盘柜物理布局的示意图，既是直观的示意图，也是灵活的导航工具。在示意图上，可以直接单击对应的设备进入下一级画面。

4.3动态监控和动态着色功能

在监控系统上位机屏幕，系统单线图可以显示一次系统接线上各管理点的运行状态并动态更新，内容包括：断路器的状态，母线带电状态，开关的状态用颜色区别，通常红色表示:“合”，绿色表示:“分”，黄色表示:“不定态”。也可以根据用户要求设定。

文本或图形屏幕上均可即时查看线路状态和实时参数值，如电流、电压、频率、有功功率、无功功率、瓦时、峰值功率等。继电器整定值、模拟量的限值可以设定和修正。所有的操作都有相应的权限设定，不同的权限有不同操作等级，保证系统的安全操作。可以实现交接班通过登入和登出严格管理。

4.4实时趋势曲线和历史数据曲线

趋势数据以曲线形式显示。趋势数据主要包含：电流、电压、有功功率、无功功率等，具体数据的设定由管理工程师确定。

趋势数据分为实时曲线和历史曲线两种，实时曲线是运行时实时更新的，历史曲线是通过保存在硬盘上的数据显示的。根据数据记录的时间的长短不同，可以显示查询的日、月、年的历史数据。查询参数、曲线样式、曲线上下限均可由用户动态设定。

4.5自诊断和自维护功能

系统检测软件完整性，网络拓扑架构完整性，冗余完整性，发现系统故障，立即发出报警，并尝试自动修复软件和网络故障。

4.6报警管理

设置预告信号和事故信号，并产生不同的音响报警及闪光，自动推出相应画面，对应事故、故障设备的图形发生闪动变位，窗口提示事件内容及处理指导。报警信号可在监控主机上人工确认复归。报警信息以图形或文本显示。非常直观，且报警信号是实时的。时间可以显示年/月/日，时：分：秒，当一个报警信号产生时，系统给出图形闪烁和声音双重提示所有的报警信号以时间序列排序，并在画面上显示，问题设备报警的参数，原因，实际值，极限设定值，报警级别，以及排除和清除的时间，并用不同的颜色表示。报警语音设定多样化，可以由机器蜂鸣器、用户定义音频文件、机器语音播报报警详情并可以按不同报警类型和报警级别设置不同的报警语音。报警可以通过手机短信和邮件推送的方式发送到用户。

所有的报警信息均存于数据库中，警报解除的所有操作也保存于数据库中。报警内容包括: 故障信号的来源；开关量突然变位（如断路器跳闸等）；断路器故障；过压、欠压等报警信号；模拟量值超限（如电流电压超过一定值等）；要求的其它报警内容。系统具有在线或离线自检设备故障的功能，故障诊断能定位到模块。能在线或离线自检各种应用软件。在线运行时，当检测到故障，及时将故障性质上送运行操作员工作站，以便显示、打印和报警。

4.7视频监控管理

在配电室不同位置安装网络摄像机，对配电室进行视频监控，在值班室可以通过计算机实时监控变电站情况，如果有动态情况发生，立即触发录像功能，把当时配电室动态情况录像并保存到计算机中。

网络摄像机通过工业光纤以太网和视频监控服务器通信，传输视频信号以及摄像机调整和控制命令。

每个配电室安装2个以上的网络交换机，互相监视，保证安全。

4.8系统事件记录管理

系统中所有的动作事件均可以文件的形式自动存入上位机硬盘，或即时打印，每个事件均有详细的说明和发生时间。

事件包括: 所有报警信息；操作人员确认报警动作的有关信息；操作员对断路器所做的操作；短路器的状态变化信息；系统通讯故障信息；系统复位和启动、重启动信息及工程师自定义的信号事件。

4.9历史数据库管理

能源管理模块生成事件数据库、模拟量数据库,并提供开放的 ODBC 数据库接口，方便与BMS系统数据库的整合分析管理，以备系统分析、设备维护所用。事件数据库主要包含：告警信息，故障信息，操作员操作记录；模拟量数据库可以包含：回路的三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电度、无功电度等。历史数据库记录周期可调，根据需要选择保存监测变量：一日 24 小时、一月内每日和一年内每月的统计数据；以及重要事故、操作记录保存的时间，各历史数据及在线查询、显示，保存时间可在线修改。

4.10统计和预测性维护功能

统计计算电量的值、最小值、平均值、累计值；回路有功、无功功率分析和功率因数；

根据建立的用电负荷模型，调用历史数据，给出预测性维护方案。

4.11电能消耗管理和分项计量功能

电能消耗数据依次保存到历史数据库，包括每一回路按照分钟、小时的电能数据，每一回路电能可以按照峰、谷、平不同时段不同费率进行统计计算并生成报表（需要具有峰谷平多费率多短式电表配合）。

4.12报表生成和打印

系统可以利用数据库服务器的报表数据库数据生成各种历史数据数据报表，也可产生实时数据报表。报表均可实现自定义，由管理工程师根据实际需要，编制特定项目及格式的报表和图表。如：日、月、年报表。报表可以自动生成，也可以按照时间表生成，或者由值班人员值班时按操作规程造表,并打印输出。

4.13运行管理

数据库维护自动和手动维护，自动模式下，当数据库超过规定时间后，系统自动删除过时的数据，留出存储空间以保存新的数据。手动模式下，操作人员可以把数据压缩归档后，迁移到移动硬盘，磁带机、DVD 等外部存储介质，然后删除旧数据。并对数据库空间进行整理维护。

系统安装程序，系统工程程序，系统数据参数等的存储和管理，每次系统升级、维护后的档案、项目程序，按照更新时间和版本进行保存和归档。以利于竣工之后的系统维护。

4.14安全性和用户权限管理

系统软件设置不同级别的用户，区分多种权限分区和密级设置，为系统管理员、工程师、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，建立良好的预防事故措施。

五、性能指标

序号	内容	指标
1	事件记录正确率	≥99.9%
2	遥信正确率	99%
3	遥控正确率	99%
4	遥测正确率	≥99.9%
5	遥调正确率	99%
6	重要遥测更新周期	<>
7	次要遥测更新周期	<>
8	一般遥测更新周期	<>
9	事故时遥信变位传送时间	<>
10	事故推画面时间	<>
11	遥信变位	<>
12	遥控遥调命令传送时间	<>
13	遥控遥调过程完成	<>
14	电能量广播冻结和读出量值周期	<>

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